Jak działa tablet graficzny – zasada działania w praktyce

Efekt jest prosty: rysik przesuwany po tablecie zamienia się na precyzyjną linię na ekranie, reagując na siłę nacisku i kąt trzymania. Droga do tego wyniku prowadzi przez współpracę kilku podzespołów – matrycy pod powierzchnią tabletu, elektroniki w rysiku i oprogramowania w komputerze lub urządzeniu mobilnym. Zrozumienie, jak działa tablet graficzny, pomaga nie tylko wybrać odpowiedni model, ale też świadomie z niego korzystać. W praktyce różnica między „zwykłym” tabletem a tabletem graficznym leży w tym, jak dokładnie odczytywana jest pozycja i nacisk rysika. Warto przyjrzeć się temu mechanizmowi krok po kroku – od wnętrza sprzętu po reakcję kursora na ekranie.

Tablet graficzny a zwykły tablet – co tak naprawdę się dzieje?

Na pierwszy rzut oka tablet graficzny wygląda jak cienka deska z rysikiem. W środku pracuje jednak dość precyzyjny system rozpoznawania pozycji i nacisku. W zależności od typu urządzenia działa on nieco inaczej.

Najpopularniejsze są dziś trzy główne grupy:

• klasyczne tablety graficzne bez ekranu (np. Wacom Intuos)
• tablety z ekranem do rysowania (np. Wacom Cintiq, XP-Pen Artist)
• tablety piórkowe oparte o ekran dotykowy (np. iPad z Apple Pencil, Samsung Galaxy Tab z S Pen)

W dwóch pierwszych przypadkach rysik współpracuje z matrycą elektromagnetyczną pod powierzchnią tabletu. W trzecim – z ekranem dotykowym obsługującym zarówno palec, jak i rysik aktywny. Z punktu widzenia osoby rysującej efekt jest podobny, ale technicznie to zupełnie inne rozwiązania.

Matryca pod powierzchnią – serce klasycznego tabletu graficznego

Pod plastikową lub szklaną powierzchnią tabletu graficznego znajduje się siatka bardzo cienkich przewodów. Tworzą one matrycę elektromagnetyczną, która potrafi wykryć obecność rysika nad powierzchnią.

Matryca wysyła sygnał elektromagnetyczny, który indukuje się w cewce znajdującej się w rysiku. Na podstawie zmian sygnału tablet określa:

• położenie rysika (współrzędne X i Y)
• odległość rysika od powierzchni (tzw. hover)
• siłę nacisku
• czasem także kąt nachylenia

Dzięki temu tablet wie, gdzie dokładnie znajduje się rysik, zanim jeszcze dotknie powierzchni roboczej. To dlatego kursor porusza się po ekranie, gdy rysik jest kilka milimetrów nad tabletem.

Poziomy nacisku – co oznacza 2048, 4096 czy 8192?

W specyfikacjach tabletów pojawiają się liczby typu 2048 czy 8192 poziomy nacisku. Nie chodzi o milimetry ani o „siłę” w sensie fizycznym. To ilość rozróżnialnych wartości nacisku, jakie tablet potrafi zarejestrować między lekkim muśnięciem a najmocniejszym dociskiem.

W praktyce:

• różnica między 1024 a 2048 poziomów nacisku jest wyczuwalna przy precyzyjnym cieniowaniu
• różnica między 4096 a 8192 jest już mniej spektakularna, ale dla zaawansowanych osób daje nieco lepszą kontrolę

Programy graficzne (Photoshop, Krita, Clip Studio Paint, Procreate i inne) potrafią mapować nacisk na różne parametry pędzla: grubość linii, krycie, twardość, a nawet rozmaite efekty tekstur. Im płynniej tablet odczytuje nacisk, tym bardziej naturalnie zachowuje się wirtualny pędzel.

Warto zwrócić uwagę nie tylko na ilość poziomów, ale też na to, jak szybko urządzenie reaguje. Opóźnienie między dotknięciem powierzchni a pojawieniem się linii na ekranie potrafi zepsuć nawet najlepszy sprzęt na papierze.

Rysik – pasywny czy aktywny i dlaczego ma znaczenie?

Rysik to nie tylko plastikowa „długopisowa” obudowa. W środku znajduje się elektronika, która komunikuje się z tabletem lub ekranem. Tu pojawia się podział na rysiki pasywne i aktywne.

Rysiki pasywne (bez baterii)

Stosowane głównie w klasycznych tabletach graficznych i niektórych monitorach piórkowych. Taki rysik nie ma baterii, a zasilanie pobiera indukcyjnie z pola elektromagnetycznego tabletu. W środku znajduje się cewka i układ scalony, który moduluje sygnał zwrotny.

Zalety są dość odczuwalne:

• brak konieczności ładowania – rysik jest zawsze gotowy
• niska waga, wygoda długiej pracy
• wysoka trwałość, mniej elementów do uszkodzenia

Rysik pasywny przekazuje do tabletu informacje o nacisku, pozycji i ewentualnie kącie. Przełączniki boczne i „gumka” z tyłu to po prostu dodatkowe stany wysyłane do elektroniki tabletu, która zamienia je na działania w programie (np. prawy przycisk myszy, zmiana narzędzia).

Rysiki aktywne (z baterią lub ładowaniem)

Spotykane w tabletach typu iPad, Galaxy Tab czy Surface. Rysik zawiera własne zasilanie (bateria, superkondensator) i mikroprocesor, który komunikuje się z ekranem dotykowym. Matryca ekranu rozpoznaje nie tylko dotyk, ale także sygnał specyficzny dla rysika.

Dzięki temu da się uzyskać:

• precyzyjniejszy odczyt położenia na krawędziach ekranu
• bardzo wysoki sampling (częstotliwość odczytu pozycji)
• zaawansowane funkcje, jak wykrywanie pochylenia, „double-tap” na rysiku, gesty

Minusem jest konieczność ładowania. Przy intensywnej pracy rozładowany rysik potrafi zatrzymać projekt w najmniej odpowiednim momencie. Warto mieć to na uwadze przy wyborze między tabletem stricte graficznym a uniwersalnym tabletem z rysikiem.

Tablet graficzny sam w sobie nic nie „rysuje” – tylko precyzyjnie zbiera dane o ruchu i nacisku rysika. Dopiero oprogramowanie zamienia te dane na linię, kształt lub teksturę na ekranie.

Jak tablet „wie”, gdzie jest rysik i jak rusza się kursor?

Mechanizm od strony użytkownika wygląda prosto: rysik przesuwa się po powierzchni, a kursor dokładnie podąża za nim na monitorze. W tle dzieje się kilka kroków przetwarzania.

Mapowanie powierzchni tabletu na ekran

Cała aktywna powierzchnia tabletu odpowiada całemu ekranowi lub wybranemu monitorowi. To tzw. mapowanie absolutne. Oznacza to, że konkretne miejsce na tablecie zawsze odpowiada konkretnemu punktowi na ekranie.

Efekty w praktyce:

• nie trzeba „ciągnąć” kursora po ekranie jak myszką – ręka od razu ląduje w wybranym miejscu
• po podniesieniu rysika i przyłożeniu go gdzie indziej kursor natychmiast „przeskakuje” w nowe miejsce
• łatwiej jest pracować precyzyjnie z dużymi monitorami lub kilkoma ekranami

Sterowniki tabletu pozwalają zmniejszyć aktywny obszar (np. tylko na główny monitor) lub zmienić proporcje, aby ruch ręki był naturalny i nie wymagał nienaturalnego rozciągania nadgarstka.

Częstotliwość raportowania (report rate)

Tablet nie wysyła informacji o pozycji raz na sekundę, tylko setki razy na sekundę. Typowe wartości to około 200–300 raportów na sekundę (200–300 Hz) dla standardowych modeli i więcej dla zaawansowanych. Im wyższa częstotliwość, tym:

• mniej „poszarpana” linia w dynamicznych ruchach
• mniejsze wrażenie opóźnienia między ręką a ekranem

Do tego dochodzi tzw. resolution (np. 5080 lpi – lines per inch). To maksymalna precyzja odczytu pozycji. W praktyce współczesne tablety mają tego zapasu tyle, że przy normalnym rysowaniu nie trafia się w granice ich możliwości.

Oprogramowanie – niewidzialna połowa działania tabletu

Sprzęt to jedno, ale bez odpowiedniego oprogramowania nawet najlepszy tablet będzie zachowywał się jak toporna myszka. Po podłączeniu urządzenia do komputera lub po sparowaniu z tabletem mobilnym w grę wchodzi kilka warstw softu.

Sterownik tabletu

Sterownik odpowiada za tłumaczenie surowych danych z tabletu na sygnały, które rozumieją programy graficzne. To w nim ustawia się:

• czułość nacisku (krzywa nacisku)
• mapowanie powierzchni tabletu na ekrany
• funkcje przycisków na rysiku i obudowie

Krzywa nacisku jest jednym z ważniejszych elementów. Pozwala zdecydować, czy tablet ma reagować mocno już na lekkie dotknięcie, czy raczej „budzić się” dopiero przy większej sile. Dobrze ustawiona krzywa powoduje, że linia na ekranie zachowuje się podobnie do tradycyjnego ołówka lub pędzla.

Program graficzny i jego „silnik pędzla”

Każdy program inaczej interpretuje dane z tabletu. Za to odpowiada tzw. brush engine – silnik pędzla. To on decyduje, jak reaguje kształt linii na:

• nacisk
• prędkość ruchu
• kąt nachylenia rysika

Niektóre programy (np. Clip Studio Paint, Procreate) mają bardzo rozbudowane ustawienia pędzli i potrafią niemal idealnie imitować tusz, aerograf czy węgiel. Inne działają prościej, ale za to są lżejsze i szybsze.

Tablet bez ekranu a tablet z ekranem – skąd biorą się różnice w odczuciach?

Technicznie zasada działania jest podobna: w obu przypadkach tablet zbiera dane o ruchu i nacisku rysika. Różnica polega na tym, gdzie patrzy się w czasie rysowania.

Na tablecie bez ekranu patrzy się na monitor, a ręka porusza się na biurku. To wymaga krótkiego przyzwyczajenia, ale później wielu osobom daje większą kontrolę, bo nie zasłania się dłonią obszaru pracy. Tablety z ekranem (monitory piórkowe, iPad, Galaxy Tab) pozwalają rysować „wprost po obrazie”, co jest bardzo intuicyjne, szczególnie dla osób przyzwyczajonych do tradycyjnego szkicownika.

W monitorach piórkowych pojawia się jeszcze kwestia paralaksy – odległości między końcówką rysika a faktyczną warstwą z pikselami. Im cieńsza warstwa szkła i lepsza kalibracja, tym mniejsze wrażenie „przesunięcia” linii względem końcówki.

Na co zwrócić uwagę, zaczynając przygodę z tabletem graficznym?

Zrozumienie zasady działania pomaga też realnie ocenić, w co warto zainwestować na start. W praktyce dla początkujących najistotniejsze są:

• stabilne sterowniki i dobra współpraca z używanymi programami
• wygodna powierzchnia robocza (nie za mała, nie za śliska)
• przyzwoity zakres poziomów nacisku (w okolicach 4096 w górę)
• sensowna ergonomia rysika (waga, średnica, przyciski)

Reszta – liczby typu 8192, rozdzielczości LPI czy marketingowe nazwy technologii – ma znaczenie głównie wtedy, gdy sprzęt jest intensywnie eksploatowany zawodowo. Na początku ważniejsze jest oswojenie się z mapowaniem absolutnym, krzywą nacisku i odczuciem pracy na danej powierzchni.

Dobrze ustawiony tablet średniej klasy, zrozumiany pod kątem zasady działania, praktycznie zawsze da lepszy efekt niż topowy sprzęt, z którego korzysta się „prosto z pudełka” bez dopasowania do własnej ręki.