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プロッター

出典しゅってん: フリー百科ひゃっか事典じてん『ウィキペディア(Wikipedia)』
フラットベッドしきのプロッターのれい。HP 9862A
ドラムしきのプロッターのれい。Calcomp 565
インクジェットしきプロッターのれい

プロッター (えい: plotter) は、コンピュータ出力しゅつりょく機器きき一種いっしゅで、ベクターデータ(せん表現ひょうげんしたデータ)をもと動作どうさするものこと。

この装置そうちはもともとは、せん表現ひょうげんしたデータをかみうえに(物理ぶつりてきな、インクの)せんとして現実げんじつするにあたり、内部ないぶてきには一旦いったんてんあつまりのようにあつかい、「plot プロット」つまり、たとえば学生がくせいグラフ手書てがきするときにX,Yのいちくみずつもとめててんをいくつもってそれをせんてきむすびつけてゆく行為こうい(=plot)をなんかえしてせん出現しゅつげんさせるように、X,Yのいちくみずつ内部ないぶてき指示しじせんてきむすびつけるようにペンさき位置いち制御せいぎょする、という発想はっそうでとらえられた装置そうちなので「plotter」とづけられた。だいうえかみ固定こていして、X,Yの方向ほうこうにペンがうごくタイプは、その特徴とくちょうをふまえつつかりやすいように「X-Yプロッタ」ともばれるようになった。当初とうしょはペンを装着そうちゃくしてもちいられたので「ペンプロッター」ともばれたが、そのペン以外いがい金属きんぞくやインクジェットやレーザーを装着そうちゃくするプロッターも登場とうじょうしたので、「ペンプロッター」はペンを装着そうちゃくした特定とくていのタイプだけをすようになった。

かつてはおも用途ようと建築けんちく設計せっけい機械きかい設計せっけいのために、CADきゃどなどで製図せいずした図面ずめん出力しゅつりょくすることであった。設計せっけいというのは一般いっぱんにかなりおおきなかみえがくものなので、プロッターも大判おおばん用紙ようし出力しゅつりょくできるものが一般いっぱんてきとなり、それが(プリンターくらべて)プロッターの長所ちょうしょのひとつであった。ただし、複数ふくすうしょくのペンをえつつカラーの設計せっけい出力しゅつりょくできるプロッターもあったものの、「ペンでせんく」という方式ほうしきなので、せんわせた図形ずけいしか印刷いんさつできず、めんりつぶしやグラデーション、自然しぜん印刷いんさつなどができないという制約せいやく弱点じゃくてんはつきまとった。こうした特徴とくちょう制約せいやくまえてプロッターとプリンターは目的もくてき用途ようとおうじて使つかけられてきた歴史れきしがある。

本稿ほんこうでは、ひろくプロッター全般ぜんぱんについてべる。

分類ぶんるい種類しゅるい

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さまざまな分類ぶんるい方法ほうほうがある。

ペンプロッタ / ペンレス・プロッタ大別たいべつする方法ほうほうもある。「ペンプロッタ」はペンをもちいるプロッタ。「ペンレス・プロッタ」とはペンをもちいないプロッタのなかでもインクジェット・感熱かんねつしきせいでん・レーザ・LEDなどでかみなにかをえがくもののことである。

上記じょうきのペンレスタイプをさらに細分さいぶんし「インクジェットプロッタ」「感熱かんねつプロッタ」「しずかでんプロッタ」「レーザープロッタ」などと分類ぶんるいする方法ほうほうもある。

ラスタプロッタはベクトルデータをてん集合しゅうごう変換へんかんさせてビットマップデータを出力しゅつりょくさせるタイプ。

カッティングプロッタはフィルムやかみやシートるいなどをカットするために使つかうプロッターであり、ペンのわりに金属きんぞくカッターナイフ)が装着そうちゃくされているものである。

また、フラットベッドタイプ / ドラムタイプ に大別たいべつする方法ほうほうもある。フラットベッド方式ほうしきはシートがだいうえ固定こていされヘッドが2次元じげんてき移動いどうするタイプであり、ドラム方式ほうしきのほうはドラムじょう部品ぶひん回転かいてんしシートが前後ぜんご移動いどうしヘッドは左右さゆうにだけうごくタイプである。ドラム方式ほうしきはフラットベッド方式ほうしきくらべて設置せっち場所ばしょゆか面積めんせきすくなめでむ、という特徴とくちょうがある。

歴史れきし

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最初さいしょのプロッター

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最初さいしょのプロッターは1953ねんレミントンランドしゃによって発明はつめいされた。 UNIVACコンピューターとわせて使用しようし、技術ぎじゅつ図面ずめんえがくのに使つかわれた[1]

メモリ非常ひじょう高価こうか処理しょり能力のうりょくかぎられていた時代じだいには、こう解像度かいぞうどおおきなベクターイメージをえが最速さいそく効率こうりつてき手段しゅだんだった。なお、ペンプロッターの描画びょうが能力のうりょくは、可動かどうのサーボ機能きのう依存いぞんする場合ばあいおおく、規模きぼによって使つかけられていた。

初期しょき制御せいぎょ方法ほうほう

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ふるくはプリンターは文字もじ印刷いんさつしかできずたんにテキストのデータをプリンターにおくるだけでページ出力しゅつりょくられたのにたいして、プロッターのほうは線画せんがえがくため、「ペンをかみからげる」、「ペンをかみく」、「ここからあそこまで直線ちょくせんをひく」といった命令めいれいでペンのうごきを一々いちいち制御せいぎょしてやる必要ひつようがあり、おおくの制御せいぎょ言語げんご開発かいはつされた。とく有名ゆうめいASCIIベースのプロッター制御せいぎょ言語げんごとして、ヒューレット・パッカード (HP) のHPGL2と Houston InstrumentsDMPLがある。たとえば "PA 3000,2000; PD" といったコマンドがあった[2]

FORTRANBASIC使つかっているプログラマは、一般いっぱんにそういった制御せいぎょ言語げんご直接ちょくせつ使つかうことはなく、Calcompライブラリなどのソフトウェアパッケージを使つかうか、機種きしゅ依存いぞんしないグラフィックスパッケージを利用りようした。たとえば、BASIC言語げんご拡張かくちょうであるHPのAGLライブラリ、DISSPLAのようなハイエンドパッケージがある。それらは機種きしゅごとにことなる座標ざひょう範囲はんいわせてスケール変換へんかんしたり、ていレベルなコマンドへの翻訳ほんやくおこなう。たとえば、HP 9830 でBASIC言語げんご使つかって X*X をプロットする場合ばあいつぎのようなプログラムになる。

10 SCALE -1,1,1,1
20 FOR X =-1 to 1 STEP 0.1
30 PLOT X, X*X
40 NEXT X
50 PEN
60 END

1950年代ねんだい~1970年代ねんだい

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1959ねんCalcomp 565 のような初期しょきのペンプロッターは、かみをローラーのうえき、ローラーの回転かいてんかみ前後ぜんごうごかしてXじく方向ほうこううごきとし、ペンはYじく方向ほうこうにだけうごかしていた。この場合ばあいかみりょうはしにはあなならんでいて、ローラー両端りょうたんスプロケットかみがずれないようにしている[3]

Computervision の Interact I という機種きしゅは、製図せいずようパンタグラフのような機構きこうにボールペンをけ、それをうごかす電動でんどうをコンピュータで制御せいぎょする方式ほうしきだった。うごきがおそいという欠点けってんがあり、かみたいらにひろげてえがくためひろいスペースを必要ひつようとしたが、デジタイザーねることができた。のちにペンをける部分ぶぶん改良かいりょうされ、自動的じどうてき複数ふくすうのペンをえて描画びょうができるようになった。それによって多色たしょく描画びょうが可能かのうとなった。

HPやテクトロニクス小型こがたのデスクトップサイズのフラットベッドがたプロッターを1960年代ねんだいまつから1970年代ねんだいにかけて発売はつばいした。移動いどうするバーにペンがけられていて、バーがXじく方向ほうこううごき、ペンはバーに沿ってYじく方向ほうこううごくようになっている。バーにおもさがあるため、うごきは比較的ひかくてきおそかった。

1980年代ねんだい

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1980年代ねんだい、HPは小型こがた軽量けいりょうHP 7470発売はつばい[4]かみはし上下じょうげからホイールではさんで前後ぜんごうごかす "grit wheel" 機構きこう採用さいようしており、20ねんほどまえのCalcompのプロッターのようなあな不要ふようだった。りょうはしをウレタンでコーティングされたローラーではさむため、かみりょうはし描画びょうがされない余白よはくしょうじる。ペンはりょうはしのホイールのあいだ移動いどうするカートリッジに設置せっちされる。このような小型こがたプロッターはデスクトップ・グラフィックスようとしてビジネスでも研究けんきゅうしつでも人気にんきとなったが、描画びょうが速度そくど相変あいかわらずおそいため印刷いんさつ用途ようとには不向ふむきだった。ひとつの用途ようととして、グラフィックス・インテリジェント端末たんまつ HP 2647 はプロッターを使つかってOHPシートにおおきな文字もじえがくことができた。これは Microsoft PowerPoint のようなプレゼンテーションソフトウェア先祖せんぞたる。インクジェットプリンターレーザープリンターこう精細せいさい印刷いんさつできるようになり、メモリもコンピュータもてい価格かかくとなってラスターイメージを容易ようい生成せいせいできるようになったため、ペンプロッターは存在そんざい価値かちうしなった。ただし、"grit wheel" 機構きこうはインクジェットしき大型おおがた工学こうがくようプロッターにいまでも使つかわれている。

欧米おうべいでは、6しょくのペンをそなえた HP 7475 プロッター(1982ねんせい)をスーパーマーケットのグリーティングカードなどにき、きな図柄ずがらのカードをつくるというサービスがおこなわれていた。

1990年代ねんだい

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民生みんせいようをターゲットとした製品せいひん開発かいはつされたこともあるが(日本にっぽんではローランド ディー. ジー.の「スケッチメイト」がある。対応たいおうアプリケーションソフトウェアや、ペンと交換こうかんできるカッターも用意よういされていて加工かこうぶつうす対象たいしょうかぎられたがカッティングプロッタにもなった)一般いっぱんひろ普及ふきゅうするにはいたらなかった。

2000年代ねんだいはいころには、ペンプロッターはほぼすたれ、大判おおばんインクジェットプリンターやLEDトナーしきのプリンターにってわられた。そのようなプリンターをプロッターとしょうすることもあるが、基本きほんてきラスターイメージとして印刷いんさつしており、本来ほんらいのペンを機械きかいてきうごかすというプロッターの定義ていぎとはことなる。それでも現代げんだいのプロッターもHPGL2のようなベクター言語げんご解釈かいしゃくして印刷いんさつできるようになっている。これには、その言語げんごがテキストのコマンドを使つかって描画びょうが方法ほうほう効率こうりつてき指定していできる方法ほうほうだからというめんもある。製図せいず図面ずめんなどはラスターイメージで保存ほぞんするよりもHPGL2などであらわしたほうがずっとコンパクトになる。

2010年代ねんだい

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しかし2010年代ねんだいになると、ふたたびプロッターが脚光きゃっこうびるようになった。プリンターしかたことのない世代せだいにとってのプロッターの目新めあたらしさから、クラウドファンディングで独自どくじ開発かいはつのプロッターへの出資しゅっししゃ募集ぼしゅうして、商品しょうひんしたケースもあった。レーザー刻印こくいん・レーザーカッター機能きのうのついたペンプロッターが、3Dプリンターにより安価あんか製造せいぞう可能かのうになったことが要因よういんである。

さらに、プロッター開発かいはつ技術ぎじゅつてき難易なんいひくいこともあり、既存きそん商品しょうひんのプロッターを模倣もほうしたり、コピー商品しょうひん制作せいさく販売はんばいする中国ちゅうごく企業きぎょうなどもあらわれるようになった。こうした中国ちゅうごく企業きぎょうのプロッターは、3Dプリンターの普及ふきゅうともな安価あんか製造せいぞうされ、セットされた部品ぶひん自分じぶんてる方式ほうしきにしててい価格かかくし、ネット通販つうはんサイトで1.5~3まんえんほどで販売はんばいされるようになった。こうしたことから一般いっぱんてきとは程遠ほどとおいものの、プロッターを個人こじん利用りようするための環境かんきょう以前いぜんよりもえつつある。

ペンプロッター

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ペンプロッターは、ペンなどの器具きぐかみうえうごかしてえがく。つまり、プロッターがえがけるのは線画せんが限定げんていされ、プリンターのようなビットマップ画像がぞうえがけない。ペンプロッターは文字もじふくめた複雑ふくざつ線画せんがえがけるが、ペンを機械きかいうごかしているため描画びょうが速度そくどはプリンターにくらべるとかなりおそい。一般いっぱんにある領域りょういきいろりつぶすことはできず、一定いってい間隔かんかくなんほん直線ちょくせんえがハッチングりつぶしの代替だいたいとする。

ペンプロッターはおも製図せいずCADきゃど用途ようと使つかわれており、こう精細せいさい大判おおばんかみえがけるというのがつよみである。特別とくべつ用途ようととしては、特殊とくしゅかみにプロッターで描画びょうがすることで触覚しょっかくかんじられるようにし、視覚しかく障害しょうがいしゃがイメージを認識にんしきできるようにするという用途ようとがある。

プリンターとはことなり、ペンプロッターの速度そくどはページの印刷いんさつ速度そくどではなく、ペンの速度そくど加速度かそくど比較ひかくされる。ペンプロッターの速度そくど使用しようするペンの種類しゅるいによっても制限せいげんされ、ペンの選択せんたく最終さいしゅうてき速度そくどめる重要じゅうよう要因よういんとなっている。実際じっさい最近さいきんのペンプロッターには使用しようするペンの種類しゅるいわせて移動いどう速度そくど制限せいげんするコマンドも用意よういされている。

プロッターようのペンは様々さまざまなものがあり、いまでは量産りょうさんされていないものもおおい。製図せいずペンのペンさきがよく使つかわれており、手書てがよう製図せいずペンと部品ぶひん共通きょうつうになっているため、あらたに入手にゅうしゅ可能かのうである。HPの初期しょきのプロッターは独自どくじのペンを使用しようしていた。繊維せんいしつのペンさき場合ばあい、ペンさき磨耗まもうによってせんはば変化へんかしていく。

ペンプロッターの現代げんだいてき用例ようれい

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2000年代ねんだいちゅうごろからアーティストやハッカーのあいだでカスタマイズ可能かのう出力しゅつりょく機器ききとしてペンプロッターを見直みなおうごきがある[5][6]かみにペンでせんをひくため、通常つうじょうデジタル技術でじたるぎじゅつでの出力しゅつりょくとはちがったあじわいがあることが理由りゆうひとつとなっている。30ねんまえふるいペンプロッターであっても動作どうさするものがすくなくない。現代げんだい商用しょうようのグラフィックスソフトはペンプロッターを直接ちょくせつ駆動くどうしたりHPGLファイルを作成さくせいしたりできないものがおおいが、現代げんだいのOSじょうでHPGLをあつかえるソフトウェアパッケージも存在そんざいする[7][8][9]

カッティングプロッター

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構造こうぞう

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フラットベッド方式ほうしき

近年きんねんのプロッターでフラットベッド方式ほうしきのものついてえば、一般いっぱんてきには以下いかのような部品ぶひん出来できている。

  • ベッド、土台どだいとなるいたじょう部品ぶひん
  • ヘッドがXじく沿って移動いどうすることを可能かのうにするためのレールじょうあるいはシャフトじょう部品ぶひん
  • ヘッドがYじく沿って移動いどうすることを可能かのうにするためのレールじょうあるいはシャフトじょう部品ぶひん
  • ステッピングモーター
  • ベルト
  • ヘッド
  • 制御せいぎょ基盤きばん
  • 電源でんげん基盤きばん

脚注きゃくちゅう出典しゅってん

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  1. ^ Computer Hope, plotter
  2. ^ このふくあいコマンドは、絶対ぜったい座標ざひょう (Plot Absolute) を (x,y) = (3000,2000) に設定せっていし、ペンをかみく (Pen Down) というものである。
  3. ^ Calcomp 565 plotter
  4. ^ 7470A HP Computer Museum
  5. ^ The Draftmasters
  6. ^ El Muro Archived 2009ねん10がつ15にち, at the Wayback Machine.
  7. ^ chiplotle.org
  8. ^ processing.org
  9. ^ hackaplot

関連かんれん項目こうもく

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  • 3Dプリンター(プロッターが基本きほんてきに2じくで2次元じげん動作どうさをするのにたいして、じくをひとつして3じく、3次元じげんてき動作どうさするようにしたものが3Dプリンターである。制御せいぎょ根本こんぽん原理げんりおおきなちがいはい。)

外部がいぶリンク

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