一种可折叠的数位板放置支架设计

(安徽国防科技职业学院 信息技术学院,安徽 六安 237000)

0 引言

数位板，又称绘画板，手绘板，数字板等，是计算机输入设备的一种[1].数位板一般是由一块液晶屏、主动式数位笔和支撑架组成，是一款专业的替代手工绘画的数字创作平台.

目前数位板已经被广泛应用于CG绘画、图案设计、服装设计、动画设计等方面.正如绘画板生产市场占有率第一的Wacom在其官方说的那样：我们利用数位板可以让你找回拿着笔在纸上画画的感觉.不仅如此，它还能做很多意想不到的事情.它可以模拟各种各样的画家的画笔.数位板作为一种硬件输入工具，结合Painter、Photoshop等绘图软件，可以创作出各种风格的作品：油画、水彩画、素描、聚丙烯等等[2].可以说，数位板既可以替代手工绘画，又优于手工绘画.

数位板硬件采用的是电磁式感应原理，通过电磁感应完成光标移动定位[3].因此，数位板与操纵笔都是无线连接，操纵者一方面在享受无线操纵带来的无束缚感的同时，也为经常找不到操纵笔而感到苦恼.数位板操纵笔的外观和普通签字笔外形区别不大，操纵者随意放置后极易丢失.目前市面上有品牌在销售数位板时赠送一个独立放置操纵笔的圆形笔筒，但这无疑是为数位板添加了另一个无线的负担，仍然解决不了这一问题.同时，数位板在使用时必须放置在桌面上，使用者在数字绘画过程中既要凝视数位板，又需要观察电脑屏幕，大大增加了使用者在使用数位板绘画过程中的疲劳感，这点不符合人体工程学对舒适度的要求.

1 市场现状

数字绘画是运用电脑上的绘图板、主机、键盘、数遍和显示器及相应的软件进行绘画的一种绘画方式[4]，其作品是数字化的图形，存储自如，可复制，方便携带，不会因为存储时间而丢失画面色彩和品质.数字绘画诞生以来的短短几十年，发展速度迅猛，潜力巨大.数字绘画相较传统绘画，其优势主要体现在三方面：1) 数字绘画极大地提高了绘画创作的效率.数字绘画软件中提供的大量内置和外置资源都可为数字绘画所用.数字绘画为众多绘画爱好者，尤其是绘画初学者提供了上升空间；2)相较传统绘画运用纸和笔的节省了绘画材料.数字绘画与传统的绘画相比，数字绘画不再需要准备纸、笔、颜料等绘画工具，只需要数字绘画硬件和软件，就可以模拟出真实的水墨、水彩、油画、素描、铅笔画等效果，绘画创作者不再需要购买真实的绘画材料；3)数字绘画保存和复制突破了传统条件限制.绘画艺术最重要的价值在于其艺术性、传播性和传导性，而艺术绘画面临最大的难题是如何完整保存和再制作品.数字绘画只需要一台电脑或可用数字存储设备，就可以保持绘画作品的原态，同时也可以非常方便地进行复制和传播.

2 数位板多功能简易支架设计思路

2.1 设计工具简介

3Dmax是Discreet公司开发的(后被Autodesk公司合并)基于PC系统的三维动画渲染和制作软件.广泛应用于工业设计、建筑设计、游戏、辅助教学以及工程可视化等领域.3Dmax具有丰富的造型工具，可以制成效果好、直观、逼真的模型[5].3Dmax在三维模型设计和制作领域占据重要地位，同时该软件也具备强大的材质和渲染功能，可以仿制和模拟真实世界的材质和灯光效果.

2.2 设计背景

目前数位板在使用时，大都是平放于桌面，使用者在进行数字绘画时，既要观察数位板板子界面，又要观察电脑桌面，极易造成使用者疲劳感.同时，由于数位板与电脑屏幕不能处以一个相对平行的视线范围，一定程度上影响和制约了使用者数字绘画技巧的发挥.

目前市场上在售的数位板支架，主要包括Wacom、UGEE和saMDI三种(详细参数见下表1),其中Wacom品牌数位板支架价格最高，大都采用不锈钢和铝等金属作为材质首选，这种支架，优点是放置于桌面比较稳定，能够起到很好的支撑作用，但其缺点是由于其重量较大，不利于使用者移动和携带，同时，由于其造价成本高，导致其市场销售量不高.从2018年电子产品市场在售数据来看，数位板价格区间在200～10000元之间，其中价格在500～1500元的数位板占据了市场最大销售比重，数位板支架作为数位板的附属产品，其价格不应超过产品本身价格，而市面在售UGEE、HUION等品牌数位板支架价格在普遍在300～700元价格之间，因此对于消费者来说，Wacom品牌支架的价格仍然偏高.saMDI品牌数位板支架是市面在售价格较低的产品，其缺点是其适用范围具有较强局限性.由于该品牌的支架中起支撑作用的部位是卡槽型设计，仅限适用于saMDI自主品牌的数位板，是导致该品牌支架使用率偏低的最主要原因.同时，以上几种品牌的支架，在支架上没有设计放置压感笔的笔套装置，致使使用者在使用数位板过程中因无处放置压感笔而将压感笔随意放置，最终导致压感笔丢失的情况经常出现.部分品牌的数位板支架包含一个独立于支架的笔套装置，但笔套装置可以放置压感笔，这种笔套与支架不存在连接，这无疑为使用者增加了另一个无线的负担，仍然解决不了压感笔易丢失这一问题.因此，从解决以上问题入手，设计出一款结构简单，易加工，经济适用，易于携带，操作简便，成本低廉，又能解决压感笔放置丢失的数位板放置支架是十分有意义的.目前市场主要在售数位板架见图1.

表1 市场主要在售数位板支架参数表

图1 市场主要在售数位板支架

2.3 放置架的组成部件

数位板放置支架的主要功能是平稳固定数位板、放置压感笔，根据放置架的功能要求组成部件详见图2.

图2 数位板放置架设计示意图

2.4 放置架的技术方案

此放置架由2个底部支架、1个顶部支架、1个压感笔套和固定连接所有支架的螺帽构成.2个底部支架之间可呈“最稳定的三角形”，以保证稳定支撑数位板的作用.1个顶端支架与2个底部支架共同构成该设计的支架结构，其作用在于适用支撑不同尺寸的数位板的放置要求，当数位板的实际放置高度超过2个底部支架所呈实际高度时，顶端支架可起到支撑和稳定作用.连接所有支架的螺帽，通过顺时针旋动，可拧紧固定，逆时针旋动则松动，螺帽松动时，可通过调节底部支架之间所呈角度，实现数位板放置角度的调节，从而达到数位板放置角度适应使用者视线的目的.本设计中，压感笔笔套与放置数位的底部支架相连接，满足压感笔放置要求.此放置架使数位板可稳定放置数位板，通过可调节支架角度的设计来解决数位板使用者调节数位板角度的难题，同时，将压感笔笔套连接于支架的设计，大大避免了压感笔被随意放置易遗失现象的发生.本支架轻便、环保、可折叠、易携带，解决了数位板的数位屏和压感笔放置使用问题.为数字绘画工作者提供了重要的辅助作用.

3 数位板多功能简易支架设计实施

基于3Dmax软件设计出的数位板放置架如图2所示，此放置架由2个底部支架、1个顶部支架，2个固定支架的可拧动螺帽、1个压感笔笔套构成.“1-底部支架杆a”；“2-底部支架杆b”共同起到稳定整个支架的支撑作用，“1-底部支架杆a”上弯曲凹型口槽用于放置和固定数位板，“3-压感笔笔套”用于放置压感笔，压感笔是数位板的操纵设备，当使用者完成数字绘画后，将压感笔置于该笔套中，可一定程度避免使用者因随意放置压感笔造成的压感笔遗失情况的发生，“4-固定螺帽a”与“6-固定螺帽b”是可拧动的螺旋型螺帽，其作用有三方面：1)用于固定本设计中的“1-底部支架杆a”、“2-底部支架杆b”和“5-顶端支架杆”；2)用于调节“1-底部支架杆a”与“5-顶端支架杆”同“2-底部支架杆b”之间所呈角度，以适应数位板使用者调节数位板至相应视角；3)实现本支架的折叠收纳功能.通过拧动“4-固定螺帽a”和“6-固定螺帽b”，可将“1-底部支架杆a”、“2-底部支架杆b”和“5-顶端支架杆”折叠至同一个平面，以达到方便使用者携带和收纳的功能，使用效果与折叠效果见图3.

图3 数位板支架设计实施效果

4 结语

本设计组成部件简单，各部件功能明确，主要分为支架、螺帽、笔套三个部分.支架部分：分别由2个底部支架和1个顶部支架组成，起到支撑作用，并适用于各种不同尺寸的数位板的放置；螺帽部分：螺帽包含连接于所有支架的左、右两个螺帽组成，可通过顺、逆时针的旋动来拧紧、放松支架，当螺帽逆时针转动至支架松动时，可调节支架角度，以达到调节数位板放置角度的目的；笔套部分：笔套部分连接于带凹槽的底部放置支架(最外侧支架)，用于放置压感笔.压感笔是数位板的操纵装置，解决了压感笔无处放置的难题，可减少压感笔因无处放置而丢失的情况的发生.本设计结构简单，材质环保，方便加工，价格低廉，易于折叠，便于携带，同时包括压感笔放置笔套装置，解决了数位板配套压感笔易丢失的问题.因而，本设计具有一定实用和推广价值.