Adatbeviteli (input) eszközök

Az input (adatbeviteli) eszközök szerepe a digitális kartográfiában jelentősebb, mint más szakterületeken. Hosszú ideig a digitalizáló tábla volt az elsődleges (sőt egyetlen) adatbeviteli eszköz, mára azonban a helyzet jelentősen megváltozott. A szkennerek árának csökkenésével és automatikus vektorizáló szoftverek képességeinek növekedésével egyre inkább visszaszorult a digitalizáló táblák használata, olyannyira, hogy ma már a CAD és GIS alkalmazások ese-tében is a minimálisra csökkent a jelentőségük.

6.3.1. Digitalizáló tábla

A digitalizáló tábla egy olyan számítógép-periféria, amely a táblán mozgatott kurzor (szálke-reszt) koordinátáinak automatikus leolvasására képes (a felhasználó által definiált) derékszögű koordináta-rendszerben. A mérés kezdetén a térképet rögzítjük a digitalizáló táblán, majd a kurzorral illesztőpontokat jelölünk ki, amiknek a térképi koordinátái ismertek. A digitalizáló program a billentyűzeten bevitt térképi koordináták és a kurzor segítségével kiolvasott táb-lakoordináták között kiszámítja a transzformációs paramétereket. Ezek után végigkövetjük a digitalizálandó vonalakat, illetve leolvassuk az egyedi pontokat.

A vonalkövetés során a számítógép általunk megadott módon automatikusan, vagy félautomatikusan, leolvassa a vonal egyes pontjainak táblakoordinátáit és azokat — a transz-formációkat elvégezve — a későbbi felhasználás (számítás) céljára a térképi koordinátákban tárolja. A leolvasás módja programozható, illetve az alkalmazott szoftvertől függ.

Az alábbi módszerek, lehetőségek alkalmazhatók az elérendő cél függvényében:

• a vonalkövetés során szabályos időközönként történik leolvasás (0,5-1 mp);

• a vonalkövetés során az utolsó leolvasott ponttól folyamatosan figyeli a távolságot, és ha az elér egy megadott küszöbértéket (pl. 1 mm), leolvassa a kurzor aktuális koordinátáit;

• a vonalkövetés során akkor történik újabb leolvasás, ha a kurzor aktuális pozíciója már nincs rajta az előző két leolvasott pont által meghatározott egyenesen vagy annak a fel-használó által meghatározott szélességű környezetében;

• a leolvasás történhet gombnyomásra, azaz a mérést végző maga határozhatja meg, hogy mely pontok koordinátáira lesz majd szüksége a számításhoz.

A digitalizálás során tehát minden esetben sokszögvonallá alakítjuk a mérendő vonalat. Ez-zel a vonal elkerülhetetlenül rövidül, de ennek mértéke jól megválasztott leolvasási módszer esetén elhanyagolható.

A módszer pontossága csak a mérést végző személytől, időigénye pedig a leolvasás módjától függ, de csak annyiban, hogy a gombnyomásra történő leolvasás esetén a pontok egyenkén-ti kijelölése miatt maga a mérés kissé tovább tart. A digitalizáló tábla felbontása (leolvasási pontossága) is korlátozott, de ennek értéke általában 0,05-0,1 mm, ez kisebb, mint a vonalkö-vetésből adódó szokásos emberi pontatlanság. A digitalizáló tábla nem tartozik az olcsó esz-közök közé, bár a kisméretű (12×12 inch), kommersz eszesz-közök ára nem jelentős. A nagymé-retű (A1, A0) precíziós táblák ára már egy márkás PC árával vetekedhet. Az ilyen táblákhoz gyakran alkalmaznak bonyolultabb, 16 gombos kurzort is (az olcsóbb modellek csak 4 gom-bost használnak), amely az ismertebb CAD szoftverek (pl. AutoCAD, MicroStation) esetében sok többletszolgáltatást nyújt. A szkennerek elterjedésével egyre jelentősebbé vált a képernyőn történő digitalizálás. Ennek az előretörésnek az elsődleges oka nem a tábla viszonylag magas

ára, hanem az, hogy digitalizálás közben a kezelő a táblát nézi, és csak időnként néz ellen-őrzésként a képernyőre, hiszen fizikailag sem tud egyszerre két irányba figyelni. Ha viszont a térképet a képernyőn látja a háttérben, nincs szükség erre a megosztott figyelemre. Így az esetleges kezelői hibák (téves bevitel) azonnal észlelhetők a képernyőn.

Létezik egy digitalizáló táblához hasonló eszköz, mely a grafikusok körében igen népszerű.

Az ún. nyomásérzékeny táblák (tablet) az egerekhez hasonlóan nem érzékelnek abszolút ko-ordinátákat, viszont érzékelik azt, hogy a kurzorceruzát milyen erővel nyomjuk a táblához.

A funkciót támogató grafikus szoftver a nyomási erő függvényében vékonyítja vagy vastagít-ja az éppen rajzolt vonalat. A hagyományos eszközökhöz (ceruza, ecset) szokott grafikusok számára ez a kisméretű eszköz (általában 6x9 inch) egyszerűbbé, vonzóbbá teheti a digitális technológiát, növelve ezzel kreativitásuk mértékét.

6.3.2. Egér

Az egér mára az egyik legelterjedtebb adatbeviteli eszközzé vált. A képernyőn történő digita-lizálás alapvető perifériája, bár a felhasználók zöme számára elsődlegesen a grafikus kezelői felületek (GUI) kezelésének nélkülözhetetlen eszköze.

Az egér feltalálójának, ötletadójának Douglas Engelbart tekinthető, az első prototípus már 1962-ben elkezdték fejleszteni. Végül 1968 decemberében készült el a számítógépes egér pro-totípusa a Stanford Kutatóintézetben, a kaliforniai Szilícium-völgyben. A nagyközönség, az egyszerű felhasználók tulajdonképpen csak 1984-ben ismerkedhettek meg az eszközzel az el-ső személyi számítógépek, az Apple PC megjelenésekor, lévén annak csak grafikus operációs rendszere volt.

Az egér csak a relatív elmozdulások érzékelésére (irány és mérték) alkalmas, így önma-gában nem képes a digitalizáló tábla helyettesítésére. Platformoktól, operációs rendszerektől függően az egy-, két- és háromgombos egerek a legelterjedtebbek. Az egerek mára a legol-csóbb számítógépes perifériává váltak.

Működési elvüket tekintve a legegyszerűbbek az ún. optomechanikus egerek. Ebben az eset-ben a görgők mozgását optikai érzékelők észlelik. A drágább, megbízhatóbb modellek tisztán optikai elven működnek: nagy előnyük, hogy nincsenek olyan mozgó alkatrészeik, amelyek könnyen elpiszkolódnak. Mára egyre népszerűbbekké váltak a tisztán optikai elvet használó, illetve a vezetéknélküli egerek.

6.3.3. Szkenner

A szkenner a raszteres képbevitel legfontosabb, legelterjedtebb eszköze, mára az internetnek és a digitális eszközök egyre szélesebb körű használatának köszönhetően sok otthoni számí-tógép tartozéka is. Népszerűségét viszonylag egyszerű kezelésének és rendkívül kedvező árá-nak köszönheti. Igényes használatához célszerű a raszteres képfeldolgozás elméleti ismeretei-nek elsajátítása is (felbontás, színmélység).

Napjainkban a kommersz asztali szkennerek ára oly mértékben csökkent, hogy a koráb-ban a legolcsóbbnak számító kézi szkennerek iránti igény már csak a hordozható eszközök (notebook) beviteli eszközeként jelentkezik. Az árcsökkenés — ahogy ez már a számítástech-nikában megszokott — együtt járt az eszközök használati értékének, megbízhatóságának növekedésével, így mára a szkenner ugyanolyan elterjedt perifériává vált, mint a nyomtatók.

A különféle szkennerek és a digitális fényképezőgépek közös tulajdonsága, hogy CCD (charge-coupled device) elemeket használnak a képérzékeléshez. A CCD egy igen apró, töltésérzékeny félvezető elem, amelyből többet helyeznek el egy sorban vagy mátrix elrende-zésben. A leképezésre használt lencserendszer és a CCD elemek száma és mérete határozza

meg a berendezés optikai felbontóképességét. A CCD egység feladata, hogy elektronikus je-leket gerjesszen a ráeső fény eltérő tulajdonságainak megfelelően, amelyeket a továbbiakban már digitálisan is fel lehet dolgozni.

Az optikai felbontás interpolálással tovább növelhető: ez a szoftveres eljárás matematikai számításokon alapul, és újabb pontokat illeszt a meglévők közé. Így az optikai felbontás több-szöröse is elérhető.

A kilencvenes évek közepétől kezdve egy új technológia következtében a szkennerek ára radikálisan csökkent, egy A4-es lapszkenner ára ekkor zuhant 100 dollár alá. Az ún. CIS (contact image sensor) technológia ledek alkalmazásával kisebb és könnyebb szkennerek előál-lítását tette lehetővé, mindeközben az áramfogyasztásuk is jelentősen kevesebb (az USB csat-lakozást is lehetővé tette a korábban egyeduralkodó SCSI mellett). A CIS alapú szkennerek képminősége mára elérte a CCD-s eszközökét.

Ma már — akárcsak a tintasugaras nyomtatók esetében — szinte el is tűntek a nem szí-nes eszközök (főleg az olcsóbb CIS technológiának köszönhetően). A minimális optikai fel-bontás általában 400 dpi. Megjegyzendő, hogy a szkennerek között valószínűleg mindig is lesznek olyanok, amelyek nem képesek színes szkennelésre, csak fekete-fehér (vonalas), illet-ve szürkefokozatos beolvasásra: főleg műszaki területeken (CAD, GIS) az ilyen eszközök ha-tékonyabban képesek kielégíteni az igényeket.

A szkennerek egy részét csak optikai karakterfelismerésre (OCR) használják, ebben az eset-ben általában nem is lenne szükség színes opciókra. Egyébként ma már szinte minden szken-ner mellé adnak egy raszteres képfeldolgozó programot és gyakran egy OCR szoftvert is.

Mára a színes szkennerek esetében általánossá vált a 24 bites színmélység támogatása. Az ennél nagyobb színmélység használata — talán csak a professzionális színes képfeldolgozást ki-véve — felesleges, mert az emberi szem számára nem jelent többletinformációt, és a szoftve-rek zöme nem is támogatja ezt, teljes reprodukálása pedig különleges nyomdászati igényeket támaszt.

Professzionális szkennerek esetében a szkenner fizikai működéséből következő RGB elven kívül lehetséges CMYK alapú beolvasás is. Lévén azonban ez mindenképpen valamiféle emu-láció, itt a színmegfeleltetést meg kell oldani, amire különféle kalibrálási eljárások léteznek.

Az asztali szkennerek esetében az A4 méret a legelterjedtebb (esetenként ez az A4-es mé-retnél kissé hosszabb lapok beolvasását is lehetővé teszi). Az ennél nagyobb méretű szkenne-rek jóval ritkábbak és két csoportba sorolhatók:

1. A CAD és a GIS területén régóta van igény nagy méretű rajzok, térképek bevitelére.

Mivel ezek általában vonalas rajzok, így a legtöbb ilyen, nagy méretű szkenner csak ún. vo-nalas (1 bites) szkennelésre képes. Ezen a területen nincs igény nagy felbontásra: a 3-400 dpi felbontás még viszonylag apró betûs szövegek esetén is megfelelőnek tűnik.

2. A teljes színmélységben dolgozó szkennerek között is megjelentek már az A3-as mére-tűek és áruk folyamatosan csökkent. Mivel ebben a méretben, már átlagos felbontás mellett is, könnyen néhány száz MB-os állományok keletkeznek, az ilyen eszközök elterjedéséhez a háttértárak (merevlemezek) és gyors csatolók (SCSI) kedvező ár/teljesítmény viszonyának ala-kulására is szükség volt. Ezen a csoporton belül ki kell emelni a professzionális légifénykép-szkennereket. Ezek a 24×24 cm-es légifényképeket áteső fényben igen nagy felbontással és pontossággal képesek szkennelni.

A nagyméretű professzionális szkennerek általában ún. dobszkennerek, ahol a szkennelendő anyag (papír vagy átvilágítható film) egy dobra kerül fel. Az egyszerű asztali szkennereknél az érzékelő mozog, míg a dobszkennereknél a dob forgása biztosítja az egyik, míg az érzé-kelő mozgatása a másik alapirányban való elmozdulást. A professzionális képfeldolgozó szken-nerek esetében — igazodva a négyszínnyomáshoz — gyakran már a beolvasás is CMYK elven történik.

A kiadványszerkesztésben és a számítógépes grafikában (elsősorban a raszteres képfeldolgo-zásban: fotoretusáló programok, reklámgrafika) rendkívül fontosak a diaszkennerek. Ebben az esetben tulajdonképpen nem az eszköz által befogadható maximális lapméretet növelték meg, hanem a fizikai felbontást fejlesztették tovább egy nagyságrenddel. Az ilyen diaszken-ner felbontása eléri a 4-5000 dpi-t, és emellett színhűsége is messze meghaladja az egysze-rű asztali szkennerekét.

6.3.4. Digitális kamera

A digitális kamerák input eszközként egyelőre nem igazán lényegesek a digitális kartográfiában.

Mára már a legolcsóbb (200 dollár) digitális kamerák felbontása is eléri az XGA (1024×768) felbontást 24 bites színmélység mellett. A technológia rohamosan fejlődik, így várható a hagyo-mányos (kémiai alapú) fotótechnika visszaszorulása. Az első álomhatárnak tartott megapixeles kamerák (a pixelszám eléri az 1 milliót, pl. 1152×864) ára már 1997-ben 1000 dollár alá ke-rült. Ez a felbontás kisméretű színes képek esetén már félprofesszionális célokra is megfe-lelő. 1999 végére már a két megapixeles kamerák is egyre elterjedtebbek lettek az otthoni felhasználók körében. A további fejlődés gyorsaságát elsősorban a háttértárak befolyásolják (méret, kapacitás, a hozzáférés gyorsasága, ár).

Várható, hogy a nagyközönségnek szánt digitális kamerák gyors fejlődésével a speciális célú, akár térképészeti, térinformatikai alkalmazásokhoz megfelelõ kamerák is elérhetők lesznek.

Egy érdekes szakterület például a nagyméretű papírtérképek archiválási célú bevitele a szá-mítógépbe. Térképtárak, -gyűjtemények állagmegóvási, archiválási célú igényei is fokozhatják ezen terület fejlődését. Így a kutatók az értékes, esetleg nagy méretük miatt nehezen kezel-hető, sérülékeny papírtérképek helyett inkább egy — információtartalmában azonos értékű

— digitális állományt kaphatnak. Ezen a szakterületen a szkennerek alkalmazása nem min-dig lehetséges az archiválandó térkép rossz állapota, vagy nagy értéke miatt, így van igény ilyen speciális célú eszközökre is.

6.3.5. Billentyűzet

A teljesség kedvéért meg kell említeni a mindenki által ismert, hagyományos beviteli eszközt, a billentyűzetet, melynek eredeti modellje az írógép volt. A különféle platformok billentyűze-tei nagyrészt azonosak (hiszen az ASCII az alapja ennek is). A kiegészítő billentyűk hely-zete változhat, illetve további platform- vagy operációsrendszer-függő billentyűk is találhatók esetenként (Mac: alma billentyű, PC: Win95 start billentyű). Természetesen az egyes orszá-gok szabványainak megfelelően a billentyűzeten látható karakterek egészen eltérőek is lehet-nek (pl. szabvány magyar billentyűzet-kiosztás).

Térképészeti szempontból fontos lehet, hogy az operációs rendszer lehetővé tegye a billen-tyűzet tetszőleges átdefiniálását, a különféle országok szabványaihoz való igazodást. Természe-tesen az még nem megoldás, ha csak a billentyűzet átdefiniálása lehetséges, ezzel együtt azt is biztosítani kell, hogy ezek a karakterek mind a képernyőn, mind tetszőleges nyomtatón megjeleníthetők legyenek. A grafikus operációs rendszerek egyre szélesebb körű elterjedésé-vel a billentyűzet szerepe folyamatosan csökken. Szövegszerkesztéshez ma még nélkülözhetet-len, de a processzorok teljesítményének növekedése lassan eléri azt a határt, hogy a szemé-lyi számítógépek vezérlése kézírással, vagy élőbeszéd segítségével is megvalósítható legyen.

A hangfelismerés szélesebb körű elterjedéséig még sok problémát kell megoldaniuk a fejlesz-tőknek. A lassúbb fejlődés oka leginkább az, hogy a legnagyobb operációsrendszer-fejlesztők sem áldoztak komoly erőforrásokat erre a szakterületre. Az első, hang útján is vezérelhető, személyi számítógépes operációs rendszer az IBM OS/2 programja.