(安徽國防科技職業(yè)學(xué)院 信息技術(shù)學(xué)院,安徽 六安 237000)

0 引言

數(shù)位板，又稱繪畫板，手繪板，數(shù)字板等，是計算機輸入設(shè)備的一種[1].數(shù)位板一般是由一塊液晶屏、主動式數(shù)位筆和支撐架組成，是一款專業(yè)的替代手工繪畫的數(shù)字創(chuàng)作平臺.

目前數(shù)位板已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于CG繪畫、圖案設(shè)計、服裝設(shè)計、動畫設(shè)計等方面.正如繪畫板生產(chǎn)市場占有率第一的Wacom在其官方說的那樣：我們利用數(shù)位板可以讓你找回拿著筆在紙上畫畫的感覺.不僅如此，它還能做很多意想不到的事情.它可以模擬各種各樣的畫家的畫筆.數(shù)位板作為一種硬件輸入工具，結(jié)合Painter、Photoshop等繪圖軟件，可以創(chuàng)作出各種風(fēng)格的作品：油畫、水彩畫、素描、聚丙烯等等[2].可以說，數(shù)位板既可以替代手工繪畫，又優(yōu)于手工繪畫.

數(shù)位板硬件采用的是電磁式感應(yīng)原理，通過電磁感應(yīng)完成光標(biāo)移動定位[3].因此，數(shù)位板與操縱筆都是無線連接，操縱者一方面在享受無線操縱帶來的無束縛感的同時，也為經(jīng)常找不到操縱筆而感到苦惱.數(shù)位板操縱筆的外觀和普通簽字筆外形區(qū)別不大，操縱者隨意放置后極易丟失.目前市面上有品牌在銷售數(shù)位板時贈送一個獨立放置操縱筆的圓形筆筒，但這無疑是為數(shù)位板添加了另一個無線的負擔(dān)，仍然解決不了這一問題.同時，數(shù)位板在使用時必須放置在桌面上，使用者在數(shù)字繪畫過程中既要凝視數(shù)位板，又需要觀察電腦屏幕，大大增加了使用者在使用數(shù)位板繪畫過程中的疲勞感，這點不符合人體工程學(xué)對舒適度的要求.

1 市場現(xiàn)狀

數(shù)字繪畫是運用電腦上的繪圖板、主機、鍵盤、數(shù)遍和顯示器及相應(yīng)的軟件進行繪畫的一種繪畫方式[4]，其作品是數(shù)字化的圖形，存儲自如，可復(fù)制，方便攜帶，不會因為存儲時間而丟失畫面色彩和品質(zhì).數(shù)字繪畫誕生以來的短短幾十年，發(fā)展速度迅猛，潛力巨大.數(shù)字繪畫相較傳統(tǒng)繪畫，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在三方面：1) 數(shù)字繪畫極大地提高了繪畫創(chuàng)作的效率.數(shù)字繪畫軟件中提供的大量內(nèi)置和外置資源都可為數(shù)字繪畫所用.數(shù)字繪畫為眾多繪畫愛好者，尤其是繪畫初學(xué)者提供了上升空間；2)相較傳統(tǒng)繪畫運用紙和筆的節(jié)省了繪畫材料.數(shù)字繪畫與傳統(tǒng)的繪畫相比，數(shù)字繪畫不再需要準(zhǔn)備紙、筆、顏料等繪畫工具，只需要數(shù)字繪畫硬件和軟件，就可以模擬出真實的水墨、水彩、油畫、素描、鉛筆畫等效果，繪畫創(chuàng)作者不再需要購買真實的繪畫材料；3)數(shù)字繪畫保存和復(fù)制突破了傳統(tǒng)條件限制.繪畫藝術(shù)最重要的價值在于其藝術(shù)性、傳播性和傳導(dǎo)性，而藝術(shù)繪畫面臨最大的難題是如何完整保存和再制作品.數(shù)字繪畫只需要一臺電腦或可用數(shù)字存儲設(shè)備，就可以保持繪畫作品的原態(tài)，同時也可以非常方便地進行復(fù)制和傳播.

2 數(shù)位板多功能簡易支架設(shè)計思路

2.1 設(shè)計工具簡介

3Dmax是Discreet公司開發(fā)的(后被Autodesk公司合并)基于PC系統(tǒng)的三維動畫渲染和制作軟件.廣泛應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計、建筑設(shè)計、游戲、輔助教學(xué)以及工程可視化等領(lǐng)域.3Dmax具有豐富的造型工具，可以制成效果好、直觀、逼真的模型[5].3Dmax在三維模型設(shè)計和制作領(lǐng)域占據(jù)重要地位，同時該軟件也具備強大的材質(zhì)和渲染功能，可以仿制和模擬真實世界的材質(zhì)和燈光效果.

2.2 設(shè)計背景

目前數(shù)位板在使用時，大都是平放于桌面，使用者在進行數(shù)字繪畫時，既要觀察數(shù)位板板子界面，又要觀察電腦桌面，極易造成使用者疲勞感.同時，由于數(shù)位板與電腦屏幕不能處以一個相對平行的視線范圍，一定程度上影響和制約了使用者數(shù)字繪畫技巧的發(fā)揮.

目前市場上在售的數(shù)位板支架，主要包括Wacom、UGEE和saMDI三種(詳細參數(shù)見下表1),其中Wacom品牌數(shù)位板支架價格最高，大都采用不銹鋼和鋁等金屬作為材質(zhì)首選，這種支架，優(yōu)點是放置于桌面比較穩(wěn)定，能夠起到很好的支撐作用，但其缺點是由于其重量較大，不利于使用者移動和攜帶，同時，由于其造價成本高，導(dǎo)致其市場銷售量不高.從2018年電子產(chǎn)品市場在售數(shù)據(jù)來看，數(shù)位板價格區(qū)間在200～10000元之間，其中價格在500～1500元的數(shù)位板占據(jù)了市場最大銷售比重，數(shù)位板支架作為數(shù)位板的附屬產(chǎn)品，其價格不應(yīng)超過產(chǎn)品本身價格，而市面在售UGEE、HUION等品牌數(shù)位板支架價格在普遍在300～700元價格之間，因此對于消費者來說，Wacom品牌支架的價格仍然偏高.saMDI品牌數(shù)位板支架是市面在售價格較低的產(chǎn)品，其缺點是其適用范圍具有較強局限性.由于該品牌的支架中起支撐作用的部位是卡槽型設(shè)計，僅限適用于saMDI自主品牌的數(shù)位板，是導(dǎo)致該品牌支架使用率偏低的最主要原因.同時，以上幾種品牌的支架，在支架上沒有設(shè)計放置壓感筆的筆套裝置，致使使用者在使用數(shù)位板過程中因無處放置壓感筆而將壓感筆隨意放置，最終導(dǎo)致壓感筆丟失的情況經(jīng)常出現(xiàn).部分品牌的數(shù)位板支架包含一個獨立于支架的筆套裝置，但筆套裝置可以放置壓感筆，這種筆套與支架不存在連接，這無疑為使用者增加了另一個無線的負擔(dān)，仍然解決不了壓感筆易丟失這一問題.因此，從解決以上問題入手，設(shè)計出一款結(jié)構(gòu)簡單，易加工，經(jīng)濟適用，易于攜帶，操作簡便，成本低廉，又能解決壓感筆放置丟失的數(shù)位板放置支架是十分有意義的.目前市場主要在售數(shù)位板架見圖1.

表1 市場主要在售數(shù)位板支架參數(shù)表

圖1 市場主要在售數(shù)位板支架

2.3 放置架的組成部件

數(shù)位板放置支架的主要功能是平穩(wěn)固定數(shù)位板、放置壓感筆，根據(jù)放置架的功能要求組成部件詳見圖2.

圖2 數(shù)位板放置架設(shè)計示意圖

2.4 放置架的技術(shù)方案

此放置架由2個底部支架、1個頂部支架、1個壓感筆套和固定連接所有支架的螺帽構(gòu)成.2個底部支架之間可呈“最穩(wěn)定的三角形”，以保證穩(wěn)定支撐數(shù)位板的作用.1個頂端支架與2個底部支架共同構(gòu)成該設(shè)計的支架結(jié)構(gòu)，其作用在于適用支撐不同尺寸的數(shù)位板的放置要求，當(dāng)數(shù)位板的實際放置高度超過2個底部支架所呈實際高度時，頂端支架可起到支撐和穩(wěn)定作用.連接所有支架的螺帽，通過順時針旋動，可擰緊固定，逆時針旋動則松動，螺帽松動時，可通過調(diào)節(jié)底部支架之間所呈角度，實現(xiàn)數(shù)位板放置角度的調(diào)節(jié)，從而達到數(shù)位板放置角度適應(yīng)使用者視線的目的.本設(shè)計中，壓感筆筆套與放置數(shù)位的底部支架相連接，滿足壓感筆放置要求.此放置架使數(shù)位板可穩(wěn)定放置數(shù)位板，通過可調(diào)節(jié)支架角度的設(shè)計來解決數(shù)位板使用者調(diào)節(jié)數(shù)位板角度的難題，同時，將壓感筆筆套連接于支架的設(shè)計，大大避免了壓感筆被隨意放置易遺失現(xiàn)象的發(fā)生.本支架輕便、環(huán)保、可折疊、易攜帶，解決了數(shù)位板的數(shù)位屏和壓感筆放置使用問題.為數(shù)字繪畫工作者提供了重要的輔助作用.

3 數(shù)位板多功能簡易支架設(shè)計實施

基于3Dmax軟件設(shè)計出的數(shù)位板放置架如圖2所示，此放置架由2個底部支架、1個頂部支架，2個固定支架的可擰動螺帽、1個壓感筆筆套構(gòu)成.“1-底部支架桿a”；“2-底部支架桿b”共同起到穩(wěn)定整個支架的支撐作用，“1-底部支架桿a”上彎曲凹型口槽用于放置和固定數(shù)位板，“3-壓感筆筆套”用于放置壓感筆，壓感筆是數(shù)位板的操縱設(shè)備，當(dāng)使用者完成數(shù)字繪畫后，將壓感筆置于該筆套中，可一定程度避免使用者因隨意放置壓感筆造成的壓感筆遺失情況的發(fā)生，“4-固定螺帽a”與“6-固定螺帽b”是可擰動的螺旋型螺帽，其作用有三方面：1)用于固定本設(shè)計中的“1-底部支架桿a”、“2-底部支架桿b”和“5-頂端支架桿”；2)用于調(diào)節(jié)“1-底部支架桿a”與“5-頂端支架桿”同“2-底部支架桿b”之間所呈角度，以適應(yīng)數(shù)位板使用者調(diào)節(jié)數(shù)位板至相應(yīng)視角；3)實現(xiàn)本支架的折疊收納功能.通過擰動“4-固定螺帽a”和“6-固定螺帽b”，可將“1-底部支架桿a”、“2-底部支架桿b”和“5-頂端支架桿”折疊至同一個平面，以達到方便使用者攜帶和收納的功能，使用效果與折疊效果見圖3.

圖3 數(shù)位板支架設(shè)計實施效果

4 結(jié)語

本設(shè)計組成部件簡單，各部件功能明確，主要分為支架、螺帽、筆套三個部分.支架部分：分別由2個底部支架和1個頂部支架組成，起到支撐作用，并適用于各種不同尺寸的數(shù)位板的放置；螺帽部分：螺帽包含連接于所有支架的左、右兩個螺帽組成，可通過順、逆時針的旋動來擰緊、放松支架，當(dāng)螺帽逆時針轉(zhuǎn)動至支架松動時，可調(diào)節(jié)支架角度，以達到調(diào)節(jié)數(shù)位板放置角度的目的；筆套部分：筆套部分連接于帶凹槽的底部放置支架(最外側(cè)支架)，用于放置壓感筆.壓感筆是數(shù)位板的操縱裝置，解決了壓感筆無處放置的難題，可減少壓感筆因無處放置而丟失的情況的發(fā)生.本設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，材質(zhì)環(huán)保，方便加工，價格低廉，易于折疊，便于攜帶，同時包括壓感筆放置筆套裝置，解決了數(shù)位板配套壓感筆易丟失的問題.因而，本設(shè)計具有一定實用和推廣價值.