数位板

数位板，英文名Graphics Tablets，又名绘图板、绘画板、手绘板。主要优势是模拟手绘功能方面，是计算机输入设备的一种，通常是由一块感应板和一支压感笔组成，能取代鼠标的日常功能，而且有鼠标所不具备的压力感应功能。^[2]数位板通过电磁式感应原理来捕捉绘画笔的移动轨迹并获得相应的绘画内容，并且将绘画内容转换为数据信息传送给计算机，计算机接收到上述数据信息之后并经过数据处理便可以生成相应的电子图档并输出给显示装置进行显示。^[5]

数位板技术诞生于20世纪80年代。^[6]数位板主流品牌是Wacom、绘王、高漫、汉王、友基、XPPen、清华同方、Parbio、绘客等^[4]，数位板按感应原理分类可分为电阻式、电磁式和电容式。^[7]

Wacom在1987年推出无源无线压感笔，被广泛地应用于数字艺术、电影、特技、时装和设计行业。^[3]该产品可以直接在电脑上绘制或加工动画，数位板大量运用于商业动画动漫的制作中，许多电影特技镜头也是用数位板打磨出来的。^[8]

1860 年， Giovanni Caselli（“原始扫描仪”）在保罗·古斯塔夫·弗罗门特（Paul Gustave Froment）的帮助下，创造了Pantelegraph机器，这是一种两米高的设备，成为第一个能够发送信息和绘图的实用设备。^[9]

1895年，以利沙·格雷（Elisha Gray）发明了Telautograph，一种用于阅读和重新创建草图和笔迹的设备（Curley，“TelAutograph”）。电传机由发射器和接收器组成。^[9]

1957年发明Stylator，第一款直接输入计算机而不是接收设备的平板电脑，用于手写识别。^[10]

1963年，发明了兰德绘图板，是第一款数字图形平板电脑，也是第一款实时工作并允许书写者使用自然手写的平板电脑。机器本身的分辨率为每英寸100行，连接到计算机和示波器显示器，并包含带有X和Y轴的书写表面。示波器通过从显示控件接收计算机生成的信息和触笔位置信息来显示当前笔位置和计算机输出。^[9]

1975年，发明出Summagraphics Corp. BitPad，这是第一款类似于现代图形平板电脑的平板电脑。机器本身由数字化仪板、手写笔和电源连接器组成，可将实时数据数字化为机器可读的形式，同时按照磁致伸缩原理运行。^[9]

1984年，考拉技术公司发布了考拉帕德。它既是第一款使用触摸技术和彩色绘制的平板电脑，简单的机器包含一个压敏区域、两个按钮和一个桨或操纵杆连接器。^[9]

1983年Wacom在日本成立。^[11]1984年，世界上第一块数位板产品自Wacom工厂诞生。^[12]1987年，Wacom推出的SD系列产品首次采用了无源无线的工作方式，将数位板从笔板合一到笔板分离的工作方式，还引入了压感笔，提出了压力感应概念。^[13]1990年，迪斯尼在动画巨作《美女与野兽》的制作中采用压感笔。^[12]1993年，Wacom推出UD系列，将双手操作引入数位板；1995年，Wacom为压感笔提供了橡皮擦功能。^[13]

2000年5月Wacom在北京建立了中国全资子公司，全面致力于中国数码图形影像事业的发展。^[14]2010年，绘王成立，是国内唯一一家拥有芯片级研发技术的数位板品牌，进军全球知名的动漫与数字化手写输入产品品牌市场，引领低碳、节能、环保、无纸化绘画时代。^[15]

2009年Wacom推出了采用蓝牙技术的影拓4无线数位绘画板，4月汉王科技推出了双无线产品——创艺高手+0604（无线），这说明数位绘图板开始进入双无线时代。^[16]。2015年2048级压感数位板被应用，2017年8192级压感数位板广泛应用于市场。^[17]

2021年5月10日，绘王（HUION）Inspiroy Keydial系列新品——KD200数位板，是业内首款带有键盘及Dial功能的蓝牙5.0数位板。KD200数位板获得包括中国设计红星奖，日本好设计奖，德国IF设计奖在内的多项国际大奖。^[18]

压感的级数是评价一款数位板产品的最重要的指标。^[19]

使用数位板书写绘画的过程本质上是用压感笔在数位板上施加压力的过程。压感，即压力感应，施加的压力会被数位板上的芯片感应并制成一个个信号，这些信号是用来向电脑形容这个力度大小。如下图，不同的格子代表不同的坐标，用户在该坐标的用力情况，都会被压感笔获取然后反馈给电脑，最终在电脑同步显示出你手写的线条。而压感级别越高，那么对这个力度所生成的信号就越多，形容就越细致。^[20]

感应高度是指压感笔在未接触数位板就能被感应到、能画出线条的距离^[21]，笔感应高度是笔在数位板活动区域上方能被识别的高度。通常感应高度数值是5mm，没有关于最大感应高度的规范，有些可以在10mm甚至20mm处检测到笔。^[22]

一般来说，读取速度越高，数位板识别出工具位置的速度越快，书画过程中出现断线的可能性就越小，记录下的输入工具的轨迹就越准确，一般达到133点／秒。^[2]目前常见的有133、200、233、266、300这几个配置可选，一般越高越好，这个参数影响到画线跟不跟笔，一般200以上肉眼就很难看出有延迟情况。^[23]

尺寸不是指数位板整体的大小，而是指在数位板上可以用作画画的面积，以下图为例，可以画画的面积为红色线框部分。^[21]

数位板的有效使用面积划分为大中小三种：小号约A5纸（148mm×210mm^[24]）的一半、中号约a4纸（210mm×297m^[24]）的一半、大号约为一张a4纸。^[21]

分辨率是指数位板能够识别出的置于数位板上的输入工具的坐标位置的精确程度，现在市面手绘板一般达到100线/毫米(2540线/英寸)。^[2]常见的分辨率有2540、3048、4000、5080，分辨率越高板子的绘画精度越高，早期数位板精度不够的时候，将笔放在数位板上光标可能因为精度不足而不断抖动。^[23]

原理：假设数位板的实际使用面积是由无数细小的方块组成的，分辨率的高低就是指单位面积里方块数量的多少。方块越多，那么每画一笔，可读取的数据就越多；相同的一笔，分辨率越高，信息量越大，线条越柔顺。^[23]

测试方法：画布放大到800%，去看组成线条的方块是否均匀。方块越均匀，分辨率就越高。^[23]

坐标倾斜角度范围是指当笔侧倾使用时也能够识，这样能模拟有些画笔侧锋绘画的效果，只有高端产品支持此项功能范围在60度。^[2]笔倾斜度在两个轴上测量，将笔从垂直位置向右移动，然后向左移动。当向右移动时，X倾斜值应更改为大约+60，当向左移动时，X倾斜值应更改为大约-60。将触控笔从垂直位置向设备底部移动，然后向设备顶部移动。当向底部移动时，Y倾斜值应更改为大约+60。当向顶部移动时，Y倾斜值应更改为大约-60。^[25]

数位板通常由一块板子和一支压感笔组成^[26]。

触摸板是在数位板上绘图的“活动区域”，即触摸板实际可以检测到手写笔的区域，通过使用手写笔在触摸板上读取用户的动作，并将其翻译成信息供计算机理解，从而让数字创作更加便捷——它的工作原理就是将整个计算机屏幕，映射到触摸板的活动区域。在默认情况下，数位板的顶角就等于计算机屏幕的顶角，在数位板上将整个屏幕映射到活动区域的左上角，这样就可以在整个屏幕上移动，而无需将整只手移过数位板。所以，尽管触摸板的功能非常简单，却是手写笔和计算机之间的生命线^[27]。

手写笔，也称为笔，是用来在数位板上“绘图”的工具。它带有几个不同的部件，最主要的是笔尖和橡皮擦。笔尖是从手写笔出来的部分，并与触摸板接触。大多数的数位板都会配备各种笔尖，以便在绘画时创造出不同的纹理和感觉。根据使用的笔尖不同，手写笔可以模仿传统画笔或普通铅笔创作体验。此外，部分手写笔的还配备“橡皮擦”笔头，它可以撤消或擦除创建的内容，极大还原传统的纸笔涂擦体验，使用起来更加直观和自然。^[27]

数位板的笔分为有源和无源两种类型。有源笔需要电池或充电，通常更适合专业绘画人员，因为它们具有更高的精度和灵敏度。而无源笔则更轻便和实惠，适合日常使用。^[28]

毛毡笔芯采用纤维材质粘合而成，拥有较大阻尼感，能模拟真实铅笔书写效果，对传统艺术家更加友好。^[29]

wacom的笔尖分为柔和、中等、坚硬和蓝色，满足不同需求。^[30]

电磁式数位板采用了电磁压感技术，通过对板下方线路通电形成一定空间范围的电磁场。当其表层电路板通电后，就会在板上方的一定范围内产生磁场，以此来感应带有线圈的笔尖的位置进行工作。由于电磁波传导为非接触式，因此并不需要手写笔与手写板进行直接接触来感应笔尖位置;实际应用中手写板分为有压感和无压感两种类型，有压感的手写板可以可以感应到手写笔在板上的实时作用力度，并通过手写笔传输该压力信息。^[31]

电阻式是由一层可变形的电阻薄膜和一层固定的电阻薄膜构成，中间由空气相隔离。其工作原理是:当用笔或手指接触手写板时，上层电阻受压变形并与下层电阻接触，下层电阻薄膜就能感应出笔或手指的位置。^[7]

电容式的工作原理是通过人体的电容来感知手指的位置，即当使用者的手指接触到触控板的瞬间，就在板的表面产生了一个电容。在触控板表面附着有一种传感矩阵，这种传感矩阵与一块特殊芯一起，持续不断地跟踪着使用者手指电容的轨迹，经过内部一系列的处理，从而能够每时每刻精确定位手指的位置(X、Y坐标)，同时测量由于手指与板间距离(压力大小)形成的电容值的变化，确定Z坐标，最终完成X、Y、Z坐标值的确定。因为电容式触控板所用的手写笔无需电源供给，特别适合于便携式产品。这种触控板是在图形板方式(GraphicTableMode)下工作的，其X、Y坐标的精度可高达每毫米40点(即每英寸1000点)。^[7]

数位板可以分为电阻式数位板、电磁式数位板和电容式数位板，不同类型的数位板有不同的优缺点。^[7]

数位板可以让创作者找回拿着笔在纸上画画的感觉，可以模拟各种各样的画家的画笔，还可以配合电脑进行贴图绘画。^[33]

数位板的出现普及为人们在绘画、书法和多媒体等艺术活动上提供了全新的工具，为人创作艺术提供了新桥梁。该产品有效弥补了传统鼠标只能指点目标不能绘图写字的缺点，比鼠标节约制作时间，且制作更加准确。^[34]

数位板对手的压力和运动反应良好，所以它们可以模拟线条和形状，就像在纸上绘画时一样。除此之外，数位板还提供了仅使用笔和纸无法获得的功能。通过稍微调整设置来绘制完美的圆形、直线和各种精确的形状。数位板几乎是无限的，使用笔和纸时，须注意纸张的类型以及用于在纸上工作的墨水或其他介质的类型，数位板上没有此类限制的。^[35]

Wacom成立于1983年，全系数位板、数位屏均为硬笔手感，压感最高8192级，读取速率最高200PPS，手写分辨率最高5080LPI，笔具备倾角识别。^[23]下设系列包括One by Wacom（小号和中号两款）^[36]、One by Wacom和Wacom Intuos、Wacom Intuos Pro3个系列 ，其中Wacom Intuos Pro是具有多点触控功能的专业数位板，具有S号、M号和L号。^[37]

Wacom Intuos Pro数位板采用电磁感应技术，内置蓝牙，有5种型号包括S、M、L、M号纸张版、L号纸张版。触控笔是无源无线，笔尖和橡皮擦均为8192级压力感应、并且带有倾角识别±60级，坐标分辨率5080lpi。^[38]

绘王（Huion）成立于2011年，数位板、数位屏分硬笔和软笔手感，压感最高8192级，读取速率最高300PPS，手写分辨率最高5080LPI，笔具备60度倾角识别。^[23]绘王数位板分为Inspiroy、Inspiroy Giano、Inspiroy Keydial、Inspiroy Ink、Inspiroy Dial、HS6个系列。^[39]

KD200数位板是业内首款带有键盘及Dial功能的蓝牙5.0数位板。有23个标准按键，5个可自定义快捷键+Dial。笔感应技术采用被动式电磁感应，提供8192级压力感应，具有5080LPI读取分辨率，感应高度8MM，读取速度≥220PPS，有倾角识别功能。^[40]

数位板加液晶手写板双面设计，双重创作体验。支持倾角识别功能，模拟更多笔触效果。数位笔采用无源电磁感应技术，无需充电，在笔身握笔位置，设有2个自定义快捷功能按键。提供8192级压力感应，具有5080LPI读取分辨率，感应高度10MM，读取速度≥220PPS。^[41]

HS611是业内首款将多媒体功能与绘画功能有效结合的创意数位板^[39]，载有8个多媒体功能按键，音乐、绘画一手掌控，有星空蓝、珊瑚红、深空灰多种配色。无源数位笔，笔感应技术采用被动式电磁感应，提供8192级压力感应，具有5080LPI读取分辨率，感应高度10MM，有倾角识别功能。^[42]

高漫（Gaomon）成立于2011年，数位板、数位屏分硬笔和软笔手感，压感最高8192级，读取速率最高266PPS，手写分辨率最高5080LPI，笔具备60度倾角识别。^[23]高漫产品主要有M8、M7、M6、WH850和1060PRO5种。^[43]

M8是7.6mm厚度的数位板，包括触控环及22个按键。手写技术是被动式电磁感应，提供8192级压力感应，具有5080LPI手写分辨率，感应高度10MM，读取速度≥266PPS。^[44]

高漫数位板1060PRO运用新一代HV-IV智能芯片，能实现笔画轨迹感应，自动跟踪捕捉笔触坐标并对线条进行智能修正，使所画线条更加平滑自然。全新无源电磁感应技术通过天线板与数位笔磁芯之间精准的信息传递，可以达到266点/每秒读取速率和5080LPI手写分辨率。8192级的压力感应与倾角识别功能有效结合，绘画手法与技艺在笔刷倾斜识别功能下可以得到真实体现。机身还自带12枚实体快捷键与16个可自定义触控按钮。^[45]

数位板诞生之初主要用于电脑绘画和影视制作，随着技术的发展、数位板的升级，数位板现已经被应用于生活、工作等各个方面，如图形、动画制作、网站设计、医疗卫生、教育、服装设计等方面。^[46]

数位板需要结合电脑软件才能更好发挥作用，例如结合Painter软件可以模拟400多种笔触类型，结合Photoshop等软件可以创作出油画、素描、水彩画等作品。除此之外，数位板技术还可以结合Flash软件运用到在动画制作中。^[47]数位版可支持所有国际流行的图形、影视制作软件如Photoshop、Flash、Painter、MAYA等，并且在Windows和Macintoshi平台上均可自由使用。Adobe公司从Photoshaop3.0起，便与数位板厂商WACOM建立了合作关系，以该公司数位板为应用平台，不断开发新的软件产品。^[48]

加拿大著名的图形图像类软件开发公司Corel制作的功能强大的图形处理软件Painterix，早为国内外的艺术家所广泛使用，而Painterix与数位板配合使用，可以实现传统美术技能与数位技术的结合，也是未来数字艺术的一个发展趋势。^[49]