Плоттер — это машина, которая производит векторные графические рисунки. Плоттеры рисуют линии на бумаге с помощью ручки или, в некоторых приложениях, используют нож для резки материала, например винила или кожи . В последнем случае их иногда называют режущим плоттером .
В прошлом плоттеры использовались в таких приложениях, как автоматизированное проектирование , поскольку они могли производить линейные чертежи гораздо быстрее и более высокого качества, чем современные обычные принтеры. Меньшие настольные плоттеры часто использовались для деловой графики. Принтеры с графическими возможностями заняли часть рынка к началу 1980-х годов, а появление лазерных принтеров в середине 1980-х годов в значительной степени исключило использование плоттеров в большинстве ролей.
Плоттеры сохраняли свою нишу для создания очень больших чертежей в течение многих лет, но теперь они в значительной степени заменены широкоформатными обычными принтерами . Режущие плоттеры продолжают использоваться в ряде отраслей.
Плоттеры с цифровым управлением произошли от более ранних полностью аналоговых XY-плоттеров, использовавшихся в качестве устройств вывода для измерительных приборов и аналоговых компьютеров .
Плоттеры с пером печатают, перемещая ручку или другой инструмент по поверхности листа бумаги. Это означает, что плоттеры являются устройствами векторной графики , а не растровой графики , как в других принтерах . Плоттеры с пером могут рисовать сложные линейные рисунки, включая текст, но делают это медленно из-за механического движения перьев. Они часто неспособны эффективно создавать сплошную область цвета, но могут штриховать область, рисуя ряд близких, регулярных линий.
Плоттеры предлагали самый быстрый способ эффективного создания очень больших чертежей или цветных векторных изображений высокого разрешения, когда компьютерная память была очень дорогой, а мощность процессора была весьма ограниченной, а другие типы принтеров имели ограниченные возможности вывода графики.
Плоттеры с перьями по сути устарели и были заменены крупноформатными струйными принтерами и принтерами на основе светодиодного тонера . Такие устройства все еще могут понимать векторные языки, изначально разработанные для использования плоттерами, поскольку во многих случаях они предлагают более эффективную альтернативу растровым данным.
Плоттер X –Y — это плоттер, работающий по двум осям движения («X» и «Y») для рисования непрерывной векторной графики. Этот термин использовался для его отличия от стандартных плоттеров, которые управляли только осью «y», а ось «x» непрерывно подавалась для предоставления графика некоторой переменной во времени. Плоттеры отличаются от струйных и лазерных принтеров тем, что плоттер рисует непрерывную линию, как ручка на бумаге, в то время как струйные и лазерные принтеры используют очень тонкую матрицу точек для формирования изображений, так что, хотя линия может казаться непрерывной невооруженным глазом, на самом деле она представляет собой дискретный набор точек.
Электростатические плоттеры использовали процесс переноса сухого тонера, аналогичный тому, что используется во многих фотокопировальных аппаратах . Они были быстрее перьевых плоттеров и были доступны в больших форматах, подходящих для воспроизведения инженерных чертежей. Качество изображения часто было не таким хорошим, как у современных перьевых плоттеров. Электростатические плоттеры изготавливались как с плоской платформой, так и с барабанным типом. Электростатический плоттер использует пиксель в качестве средства рисования, как устройство отображения растровой графики . Головка плоттера состоит из большого количества крошечных стилусов (до 21760), встроенных в нее. Эта головка перемещается по ширине бумаги, когда она прокручивается мимо головки, чтобы сделать рисунок. Доступные разрешения могут составлять от 100 до 508 точек на дюйм. Электростатические плоттеры очень быстры со скоростью черчения от 6 до 32 мм/с, в зависимости от разрешения плоттера. [1]
Режущие плоттеры используют ножи для резки куска материала (например, бумаги , майларовой пленки или виниловой пленки), который лежит на плоской поверхности плоттера. Режущий плоттер подключен к компьютеру, который оснащен программами для проектирования или черчения резки . Эти компьютерные программы отвечают за отправку необходимых размеров резки или чертежей для того, чтобы дать команду режущему ножу на выполнение правильной резки, необходимой для проекта. [2] [3]
В последние годы использование режущих плоттеров (обычно называемых высекальными машинами ) стало популярным среди домашних любителей бумажных поделок, таких как изготовление открыток и скрапбукинг . Такие инструменты позволяют очень точно и повторяемо вырезать нужные формы открыток и наклеек .
Было создано несколько языков управления принтером для работы перьевых плоттеров и передачи команд типа «поднять перо с бумаги», «положить перо на бумагу» или «нарисовать линию отсюда сюда». Три распространенных языка управления плоттерами на основе ASCII — это HP-GL компании Hewlett-Packard , его преемник HP-GL/2 и DMPL компании Houston Instruments . Вот простой скрипт HP-GL для рисования линии:
СП1;500 500 фунтов стерлингов;ПД;ПР0,1000;ПУ;СП;
Эта программа дает плоттеру команду взять первое перо (SP1 = Select Pen 1), перейти к координатам X=500, Y=500 на листе бумаги (PA = Plot Absolute), опустить перо к бумаге (PD = Pen Down), переместиться на 1000 единиц в направлении Y (таким образом рисуя вертикальную линию - PR = Plot Relative), поднять перо (PU = Pen Up) и, наконец, вернуть его в стойло.
Программисты, использующие FORTRAN или BASIC, обычно не программировали их напрямую, а использовали программные пакеты, такие как библиотека Calcomp, или графические пакеты, независимые от устройств , такие как библиотеки AGL компании Hewlett-Packard или расширения BASIC, или высокопроизводительные пакеты, такие как DISSPLA. Они устанавливали масштабные коэффициенты из мировых координат в координаты устройства и переводили в низкоуровневые команды устройства. Например, чтобы построить X*X в HP 9830 BASIC, программа будет
10 МАСШТАБ -1 , 1 , 1 , 1 20 ДЛЯ X = -1 до 1 ШАГ 0,1 30 УЧАСТОК X , X * X 40 СЛЕДУЮЩИЙ X 50 ПЕРО 60 КОНЕЦ Одним из первых плоттеров был транзисторный Graphomat Z64, управляемый компьютером и выпущенный Конрадом Цузе в 1958 году, также показанный на Ганноверской ярмарке в 1961 году. [4]
Ранние перьевые плоттеры, например, Calcomp 565 1959 года, работали, помещая бумагу на валик, который перемещал бумагу вперед и назад для движения по оси X, в то время как перо двигалось вперед и назад по дорожке для движения по оси Y. Бумага поставлялась в рулонах и имела перфорацию по обоим краям, которая зацеплялась с помощью зубчатых колес на валиках.
Другой подход, например, Interact I от Computervision , включал присоединение шариковых ручек к чертежным пантографам и приведение машин в действие шаговыми двигателями, управляемыми компьютером. Недостатком этого подхода было то, что он был несколько медленным в движении, а также требовал площади пола, равной размеру бумаги, но мог также использоваться в качестве дигитайзера . Более поздним изменением стало добавление электрически управляемого зажима для удержания ручек, что позволяло их менять и таким образом создавать многоцветный вывод.
Hewlett Packard и Tektronix выпускали небольшие настольные планшетные плоттеры в конце 1960-х и 1970-х годах. Перья устанавливались на подвижной планке, при этом ось Y представлялась движением вверх и вниз по длине планки, а ось X представлялась движением планки вперед и назад по плоттерному столу. Из-за массы планки эти плоттеры работали относительно медленно.
В 1980-х годах небольшой и легкий HP 7470 представил механизм « зернистого колеса», устраняющий необходимость перфорации по краям, в отличие от плоттеров Calcomp двумя десятилетиями ранее. Зернистые колеса на противоположных краях листа прижимаются к упругим роликам с полиуретановым покрытием и образуют крошечные углубления в листе. Когда лист движется вперед и назад, зернистые колеса поддерживают лист в правильном положении благодаря тому, что частицы песка попадают в более ранние углубления, подобно зубьям двух зацепляющихся шестерен. Перо установлено на каретке, которая движется вперед и назад по линии между зернистыми колесами, представляя собой ортогональную ось. Эти небольшие плоттеры «для домашнего использования» стали популярными для настольной деловой графики и в инженерных лабораториях, но их низкая скорость означала, что они не были полезны для общих целей печати, и для этих работ требовался другой обычный принтер. Одной из категорий, представленной MultiPlot компании Hewlett Packard для HP 2647 , была «словесная диаграмма», в которой плоттер использовался для рисования больших букв на прозрачной пленке. Это был предшественник современной диаграммы PowerPoint. С широким распространением струйных и лазерных принтеров с высоким разрешением , недорогой памяти и компьютеров, достаточно быстрых для растрирования цветных изображений, перьевые плоттеры практически исчезли. Однако механизм с абразивным колесом все еще можно найти в струйных крупноформатных инженерных плоттерах.
Плоттеры также применялись в киосках Create-A-Card, которые некоторое время стояли в отделах поздравительных открыток супермаркетов и использовали шестиперьевой плоттер HP 7475 .
Плоттеры используются в основном в технических чертежах и САПР- приложениях, где они имеют преимущество работы на очень больших форматах бумаги, сохраняя высокое разрешение. Другое применение было найдено путем замены ручки на резак, и в таком виде плоттеры можно найти во многих магазинах одежды и вывесок.
Изменение цвета или ширины линии требовало от плоттера смены перьев. Это делалось вручную на небольших плоттерах, но обычно плоттер имел магазин из четырех или более перьев, которые можно было автоматически монтировать.
Одной из нишевых областей применения плоттеров является создание тактильных изображений для людей с ограниченными возможностями зрения на специальной термобумаге.
В отличие от других типов принтеров, скорость перьевого плоттера измеряется скоростью пера и коэффициентом ускорения, а не скоростью печати страницы. Скорость перьевого плоттера в первую очередь ограничена типом используемого пера, поэтому выбор пера является ключевым фактором скорости вывода перьевого плоттера. Действительно, большинство современных перьевых плоттеров имеют команды для управления скоростью поворота в зависимости от типа используемого в данный момент пера.
Существует множество типов ручек для плоттеров, некоторые из которых больше не производятся серийно. Часто используются технические наконечники ручек, многие из которых можно заменить с помощью деталей и расходных материалов для ручек для ручного черчения. Ранние планшетные плоттеры HP и плоттеры с абразивным колесом использовали небольшие, фирменные одноразовые ручки с волоконным наконечником или пластиковым наконечником.
Один из типов плоттерных ручек использует стержень из целлюлозного волокна, вставленный в круглую пенопластовую трубку, пропитанную чернилами, с концом стержня, заостренным в конический наконечник. Когда ручка движется по поверхности бумаги, капиллярное впитывание вытягивает чернила из пены вниз по стержню и на бумагу. По мере того, как запас чернил в пене истощается, миграция чернил к наконечнику начинает замедляться, что приводит к появлению слабых линий. Уменьшение скорости черчения позволит линиям, нарисованным изношенной ручкой, оставаться темными, но выцветание будет продолжаться до тех пор, пока пена полностью не истощится. Кроме того, по мере использования ручки с волоконным наконечником наконечник медленно изнашивается о среду для черчения, создавая все более широкую, размазанную линию.
Доступны шариковые ручки для плоттеров с заправляемыми прозрачными пластиковыми резервуарами для чернил. Они не имеют эффектов выцветания или износа, как фломастеры, но, как правило, более дорогие и редкие. Кроме того, обычные шариковые ручки можно модифицировать для работы в большинстве плоттеров.
Виниловый резак (иногда называемый режущим плоттером ) используется для создания плакатов, рекламных щитов, знаков, логотипов на футболках и других устойчивых к погодным условиям графических дизайнов. Винил также можно наносить на кузова и окна автомобилей для большой, яркой рекламы компании и на транцы парусных лодок. Похожий процесс используется для резки тонированного винила для автомобильных окон.
Цвета ограничены коллекцией винила на руках. Чтобы предотвратить сминание материала, он хранится в рулонах. Типичные размеры рулонов винила составляют 15, 24, 36 и 48 дюймов в ширину и имеют подложку для сохранения относительного расположения всех элементов дизайна.
Аппаратное обеспечение для резки винила похоже на традиционный плоттер, за исключением того, что чернильное перо заменено очень острым ножом для обводки каждой формы, и может иметь контроль давления, чтобы регулировать силу нажатия ножа на виниловую пленку, предотвращая проникновение разрезов в подложку. Помимо потери относительного расположения отдельных элементов дизайна, свободные части, вырезанные из подложки, могут выпасть и заклинить рулонную подачу плоттера или режущую головку. После резки виниловый материал снаружи дизайна отслаивается, оставляя дизайн на подложке, который можно нанести с помощью самоклейки, клея, ламинирования или термопресса .
Нож для виниловой резки обычно имеет форму ручки плоттера и также установлен на поворотной головке, так что лезвие ножа автоматически поворачивается в правильном направлении при движении головки плоттера.
Виниловые резаки в основном используются для создания одноцветных линейных рисунков и надписей. Для многоцветных дизайнов требуется нарезать отдельные листы винила, а затем накладывать их друг на друга во время нанесения; но этот процесс быстро становится обременительным, если оттенков больше пары.
Режущие плоттеры для вывесок приходят в упадок в таких областях применения, как общий дизайн рекламных щитов, где широкоформатные струйные принтеры, использующие сольвентные чернила, используются для прямой печати на различных материалах. Режущие плоттеры по-прежнему используются для точной контурной резки графики, производимой широкоформатными струйными принтерами, например, для производства оконной или автомобильной графики или фигурных наклеек.
Широкоформатные струйные принтеры все чаще используются для печати на термоусадочной пластиковой пленке, которая затем накладывается на поверхность транспортного средства и усаживается до нужной формы с помощью термофена, что называется оклейкой транспортного средства .
Статический режущий стол — это тип режущего плоттера, использующего большой плоский вакуумный стол . Он используется для резки нежестких и пористых материалов, таких как текстиль, пена или кожа, которые может быть слишком сложно или невозможно резать рулонными плоттерами. Статические резаки также могут резать гораздо более толстые и тяжелые материалы, чем те, с которыми способен справиться обычный рулонный или листовой плоттер.
Поверхность стола имеет ряд небольших отверстий. Материал помещается на стол, а защитный лист из пластика или бумаги накладывается на материал, который нужно разрезать. Включается вакуумный насос, и давление воздуха давит на защитный лист, чтобы удерживать материал на месте. Затем стол работает как обычный векторный плоттер, используя различные режущие инструменты для вырезания отверстий или прорезей в ткани. Защитный лист также разрезается, что может привести к небольшой потере вакуума по краям защитного листа, но эта потеря незначительна.
В середине-конце 2000-х годов художники и хакеры [5] [6] начали заново открывать для себя перьевые плоттеры как необычные, настраиваемые устройства вывода. Качество линий, создаваемых перьями на бумаге, сильно отличается от других методов цифрового вывода. Даже 30-летние перьевые плоттеры, как правило, все еще надежно работают, и многие из них можно было купить менее чем за 100 долларов на аукционах и сайтах перепродажи. Хотя поддержка управления перьевыми плоттерами напрямую или сохранения файлов в формате HP-GL исчезла из большинства коммерческих графических приложений, несколько современных программных пакетов [7] [8] [9] [10] делают работу с HP-GL в современных операционных системах возможной.
Поскольку использование перьевых плоттеров пошло на убыль, широкоформатные принтеры , которые в значительной степени заменили их, иногда также стали называть «плоттерами».
Der erste Plotter Graphomat Z64: Die Rede war hier von der Entwicklung eines Zeichenhilfgerätes (Z60), aus dem dann um 1958 der Graphomat Z64 wurde, das erste Computergesteuerte, mit Transistoren ausgestattete Zeichengerät (Plotter). Это было в 1961 году на Ганноверской ярмарке . Это zeichnete sich durch eine hohe Zeichengenauigkeit von 1/16 мм и 16 verschiedene Zeichengeschwindigkeiten aus und öffnete der Datenverarbeitung im Bereich der Graphik neue Anwendungsbereiche. Auch die Computerkunst erhielt den Startschuss mit dieser Machine. В 1965 году Z64 был включен в der Bekleidungsindustrie zur Erstellung von Druck- und Schnittmustern eingesetzt. Entwicklung des Gerätes war der optisch orientierte Konrad Zuse naturgemäß besonders engagiert beteiligt. Vom ihm stammte der Gedanke eines «Binärstufengetriebes». Вы должны были получить 15 дополнительных вложений в бинарной системе, используя Geschwindigkeitsstufen zur Führung des Stiftes auf der Zeichenbrücke rechnerisch überlagert und über Kupplungen zu- und abgeschaltet. Mit Hilfe des Gerätes Lißen sich aufgrund von Berechnungen unterschiedliche Kurven sehr genau zeichnen.(128 страниц)
Медиа, связанные с плоттерами на Wikimedia Commons