Немного истории

Первый плоттер, 1959

Компьютеры 50-х умели только печатать буквы. Калифорнийская компания CalComp в 1959 году выпустила CalComp 565 — барабанный плоттер: бумага наматывалась на барабан, барабан поворачивался шаговым мотором (это ось Y), а перо ездило вдоль него по рельсу (ось X). Каждый шаг — сотая доля дюйма. Чертежи самолётов, карты, графики — всё, что раньше чертили вручную, компьютер теперь рисовал сам.

барабан крутится — ось Y; перо ездит по рельсу — ось XCalComp 5651959
Барабанный плоттер CalComp 565: бумага на барабане, перо на рельсе, два шаговых мотора. Шаг — сотая доля дюйма.

Прямая из шагов, 1962

Мотор шагает только вдоль своей оси. Как провести наклонную прямую? В 1962 году инженер IBM Джек Брезенхем придумал способ для плоттера CalComp, подключённого к IBM 1401: шагать по длинной оси каждый раз, а по короткой — когда накопится, только сложениями, без деления. Его алгоритм до сих пор рисует линии на экранах — и в программе нашего плоттера (строка 1000).

16 шагов по X, 6 по Yшаг Y — когда накопилось
Прямая из шагов (Брезенхем, 1962): по длинной оси — шаг каждый раз, по короткой — когда счётчик набрал 16. Сложения вместо деления.

Перо меняет головка, 70–80-е

Цветной рисунок — это несколько перьев. Сначала их меняли руками, потом плоттеры научились брать перо сами: у одних перья стояли в «гараже» сбоку, у других — по кругу в поворотной головке. В середине 80-х Apple продавала цветной плоттер с такой головкой на четыре пера: компьютер говорил «цвет 2», головка поворачивалась, и к бумаге вставало зелёное. На пульте — те же кнопки, что в нашем уроке 1: стрелки, PEN UP/DOWN, SELECT, REMOTE/LOCAL и лампы POWER и ERROR.

d0d1d2d3«цвет 2»POKE 49298,2головка повернуласьк бумаге — зелёноеd0d1d2d3
Поворотная головка на четыре пера: компьютер называет цвет — головка поворачивается, и к бумаге встаёт нужное перо.

Спирограф, 1965

Британский инженер Денис Фишер придумал игрушку «Спирограф»: зубчатое колёсико катится внутри кольца, карандаш вставлен в дырочку колёсика — и получается узор из петель. Математики называют эту кривую гипотрохоидой. Седьмой рисунок нашей программы — спирограф: колёсико радиусом 45 катится в кольце радиусом 105, перо — в 60 от центра колёсика.

кольцо 105, колёсико 45, перо — в 60 от центра колёсика
Спирограф: колёсико катится внутри кольца, перо в дырочке колёсика рисует петли. Седьмой рисунок программы — три круга, каждый своим пером.

Что стало с плоттерами

В 90-х струйные принтеры научились печатать цветные чертежи быстрее перьев, и перьевые плоттеры почти исчезли. Но рисующая механика осталась: режущие плоттеры кроят плёнку для вывесок, станки с ЧПУ ведут фрезу по тем же двум осям, а 3D-принтер — тот же плоттер с третьей осью, который «рисует» пластиком слой за слоем.