ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА 1. ПРОГРАММЫ ДЛЯ СОЗДАНИЯ СИСТЕМНЫХ ШРИФТОВ И
УСТРОЙСТВ ДЛЯ ИХ РЕАЛИЗАЦИИ НА БУМАГЕ 7
1.1 Сведения о системных шрифтах 7
1.2 Обзор программ для создания системных шрифтов 10
1.2.1 Glyphs 10
1.2.2 X-Fonter 10
1.2.3 Type 11
1.2.4 Corel Font Manager 12
1.2.5 Scanahand 13
1.2.6. HighLogic FontCreator 14
1.3 Обзор возможных вариантов аппаратной части устройства 16
1.3.1 Плоттер XYPlotter Robot Kit V2.0 16
1.3.2 Самодельный плоттер 17
1.3.3 Плоттер на основе устройства с числовым программным
управлением 18
1.4 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 18
ГЛАВА 2. ПРОГРАММНАЯ И АППАРАТНАЯ ЧАСТЬ КОМПЛЕКСА, ИМИТИРУЮЩЕГО ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ ПОЧЕРК 20
2.1 ПРОГРАММНАЯ ЧАСТЬ 20
2.1.1 Создание системного рукописного шрифта 20
2.1.2 Ускорение процесса создания системного рукописного шрифта 20
2.2 ВАРИАНТЫ РЕАЛИЗАЦИИ БЛОКА УПРАВЛЕНИЯ 24
2.2.1 Плата Arduino nano 25
2.2.2 Плата Arduino Uno R3 27
2.3 Плата расширения CNC-shield v3.0 для Arduino Uno R3 30
2.4 Выводы по главе 31
ГЛАВА 3. РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОГРАММНО-АППАРАТНОГО
КОМПЛЕКСА, ИМИТИРУЮЩЕГО ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ ПОЧЕРК 32
3.1 БЛОК УПРАВЛЕНИЯ И ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА УСТРОЙСТВА,
ИМИТИРУЮЩЕГО ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ ПОЧЕРК 32
3.1.1 Шаговые электродвигатели 17HD4063-01N серии Nema-17 32
3.1.2 Драйвер A4988 34
3.1.3 Разработка схемы электрической функциональной 37
3.2 Прошивка GRBL и файлы G-code 38
3.4 СБОРКА БЛОКА УПРАВЛЕНИЯ 38
3.5 Тестирование блока управления 39
3.5 Ускоренный процесс создания шрифта 41
3.5 Результат создания системного рукописного шрифта 42
3.6 Создание G-кода и тестирование программно-аппаратного
КОМПЛЕКСА, ИМИТИРУЮЩЕГО ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ ПОЧЕРК 43
3.7 Алгоритм использования программно-аппаратного комплекса для
пользователя 45
3.8 Выводы по главе 45
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 47
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 49
ПРИЛОЖЕНИЕ 53
Двадцать первый век - век цифровых технологий и сейчас сложно представить современный мир без компьютеров, которые используются почти во всех сферах жизни человека. Одно из самых важных изменений в последние десятилетия - переход от бумажных носителей информации к электронным. Многие вещи можно сделать гораздо быстрее и точнее на компьютере, чем ручкой на листе бумаги, например, напечатать большой объем текста или сделать чертеж какой-нибудь детали. Но все-таки человеку еще рано отказываться от шариковых ручек, маркеров и карандашей, ведь бывают ситуации, когда клавиатура и обычный принтер не в силах помочь: существует большое количество видов документов, которые должны заполняться человеком от руки, планы, конспекты или протоколы, а также послания или приглашения от близких гораздо приятнее получить расписанными от руки красивым почерком. Поэтому устройство, способное имитировать аккуратный человеческий почерк, может быть полезно во многих ситуациях и любой человек сможет найти ему применение.
Актуальность данной работы заключается в автоматизации заполнения и подписи большого количества документов, в которых текст нужно записывать от руки аккуратным почерком. Имитация ручной росписи посланий, открыток, поздравлений. Написание протоколов, конспектов, планов, подпись документов или создание каких-либо других рукописных записей. Для этого необходимо рассмотреть способы создания системных шрифтов и их виды, а также варианты реализации аппаратной части пишущего устройства. Основные требования к реализованному устройству - схожесть шрифта, написанного устройством с моим оригинальным почерком, а также схожесть имитированной подписи с моей собственной оригинальной подпись.
В итоге мы получим:
- ускоренный процесс создания рукописного системного шрифта, которым можно набирать текст в текстовом процессоре или редакторе;
• рукописный системный шрифт, созданный на основе моего собственного почерка, в состав которого входит моя подпись;
• недорогой блок управления устройством с ЧПУ;
• модернизированный SD-принтер, способный писать текст ручкой, ставить подписи и рисовать различные векторные изображения по контурам.
В процессе выполнения выпускной квалификационной работы были рассмотрены и проанализированы основные пути и подходы создания собственных рукописных системных шрифтов. Проведен сравнительный анализ наиболее популярных программ для создания шрифтов, определены их достоинства и недостатки. Предложен и реализован способ ускорения процесса создания рукописного системного шрифта с использованием программных средств.
Также был проведен сравнительный анализ вариантов реализации аппаратной части комплекса, имитирующего человеческий почерк, среди которых сделан выбор подходящих средств для выполнения поставленных задач. Также, были поставлены требования к разрабатываемому устройству, такие как требования к схожести реализуемого шрифта с оригинальным почерком и к схожести подписей.
В качестве программы для создания системного рукописного шрифта была выбрана утилита HighLogic Fontcreator, ввиду удобного и интуитивно понятного интерфейса, возможности экспорта шрифта в формате *ttf и последующей его установкой в операционную систему Windows, а также возможности создания пропорционального шрифта и регулировкой размера букв и символов, используемых в шрифте. Процесс создания рукописного системного шрифта был ускорен благодаря программным средствам языка программирования Python, с помощью библиотеки Image Slicer, методы которой позволяют разделить одно изображение на несколько отдельных картинок.
В качестве аппаратной части устройства, имитирующего человеческий почерк, был модифицирован SD-принтер фирмы MakerBot, вместо печатающих головок установлен линер, рассмотрены используемые в нем шаговые электродвигатели и варианты реализации блока управления устройством с ЧПУ. Блок управления реализован с помощью платы Arduino Uno R3, ввиду ее доступности, с помощью платы расширения для станков с ЧПУ CNC-shield v3.0, а также драйверов A4988 для управления шаговыми электродвигателями серии Nema-17, использующиеся в модернизированном мной SD-принтере.
Разработанный программно-аппаратный комплекс способен написать пишущим инструментом большое количество текста шрифтом, похожим на мой собственный почерк, сохраняя индивидуальные особенности написания букв. При этом реализована возможность ставить мою подпись в любом месте рабочей области.
Исходя из всего выше перечисленного, следует считать задачи, поставленные перед началом разработки программно-аппаратного комплекса, имитирующего человеческий почерк - решенными, а цель работы - достигнутой.
