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Ein- und Ausgabe für PCs in grafischen Anwendungen:


01.04.1988 - 

Komponentenabstimmung ist Sache der Experten

Zwischen der Eingabe von "lmages", etwa für Desktop-Publishing, und der Digitalisierung für CAD, ob für Konstrukteure, Architekten oder Anlagenplaner, liegt eine Welt: die Welt der "Geometrie". Was auf der einen Seite leicht, ist auf der anderen ungeheuer schwierig - für den Computer, nicht für den Menschen. So sind der Automatisierung (noch?) Grenzen gesetzt.

Auf der Ausgabeseite - bei Bildschirmen, Druckern und hochprofessionellen Plottern - sind die Verhältnisse weniger kompliziert. Für alle Fälle aber gilt: Wer sich seine Konfiguration nach dem Motto "Hier das Schönste, dort das Preiswerteste" selbst zusammenbaut, kann sich heillos verheddern. Kompatibilität ist nämlich ein Feld mit vielen Fußangeln. Das stellt sich nicht zuletzt bei den stets hochprofessionellen Anwendungen im CAD heraus.

Wer Fotos oder Zeichnungen in sein Textprogramm einfügen will - das sieht zum Beispiel MS-Word 4.0 vor - kann dafür sehr preiswert einen Scanner oder eine Videokamera benutzen. Mit der Maus kann dann etwa der Coiffeur eine neue Frisur um den Kopf seiner Kundin zeichnen.

Auch Scanner gibt es "fast umsonst" für viele Matrixdrucker. Der austauschbare Scanner-Kopf samt ROM und Software kostet nur noch rund 600 Mark extra. Die Auflösung ist laut Handbuch erstaunlich: bis 180 mal 180 Pixel im Quadratzoll oder über fünftausend Punkte im Quadratzentimeter. Das entspricht in der Drucktechnik einem feinen Halbtonraster von anspruchsvoller Kunstdruckqualität.

Eine andere Art von Scannern beruht nicht auf dem Prinzip der "Umkehrung des Matrixdruckers", sondern auf der inzwischen in aller Welt hunderttausendfach erprobten Technik des Telefax. Die Kosten für solche Geräte lagen auf der CeBIT zwischen 2700 und 4500 Mark. Auch hier gab es selten (und dann teuer) ein Überschreiten der A4-Grenze, gelegentlich Überformate bis B4, womit man immerhin eine ganze Seite der COMPUTERWOCHE scannen könnte.

Software für Communications

Wer mit Scanner oder Videokamera erfassen will, kann eine böse Überraschung erleben: Nichts geht! Der Computer braucht zu jeder Kommunikation ein spezielles Programm, um die Ein- und Ausgabe seiner Geräte verdauen zu können. Es fällt einem normalerweise kaum auf, weil die Druckerausgabe über die Parallelschnittstelle gewöhnlich im Anwendungsprogramm enthalten ist; die fälligen Anpassungen an den Druckertyp werden nur aus dem Set-up ausgerufen. "Print Screen" regelt sogar schon das Betriebssystem. Für die serielle Schnittstelle im Modus Daten-Empfang ist das Vorhandensein eines Kommunikationsprogramms jedoch nicht selbstverständlich. Dort, wo es existiert (zum Beispiel bei Framework II), ist noch nicht automatisch gewährleistet, daß es auch mit Grafik funktioniert. Daher: Immer detailliert vorführen lassen, und zwar mit der vorhandenen Software oder der, die man dazu kaufen möchte.

Über all den mehr oder minder exotischen Eingabemöglichkeiten vergißt man leicht die Maus, weil sie sowieso jeder kennt und auch weiß, was sie kostet: rund 300 Mark. Also: Wenn es nicht um fertige Vorlagen, sondern um "freie" Neueingabe geht, ist sie das Allerweltsmittel. Allerdings nicht im CAD. Dort tritt in der Regel das Grafiktablett samt Digitalisierstift oder Fadenkreuz an ihre Stelle - Näheres später.

Für alle diese Anwendungsarten, bei Eingabe mittels Scanner, Videokamera und Maus, ist die Ausgabe unproblematisch: Bildschirme, ob farbig oder monochrom, brauchen nur eine Grafikkarte, und die ist beim PC-Kauf - ob mit Intel- oder Motorola-Prozessor - in der Regel inbegriffen. Einen Set-up kann man sich manchmal sparen, aber nicht immer, sonst kann beispielsweise die Business-Grafik von Framework II häßliche Ecken statt schöner runder Torten zeigen! Bei CAD-Anwendungen ist es üblich, zwei Bildschirme zu benutzen: einen großen von typischerweise 19 Zoll und in Farbe für die Zeichnungen und einen normalen, meist monochrom, für Menüs und Daten.

Drucker, in dieser Ausgabe gesondert besprochen, liefern für 700 Mark bis unbegrenzt Grafiken in Schwarzweiß oder Farbe. 24-Nadel-Drucker sind nicht nur schneller in der Grafik als 9-Nadel-Drucker, sondern oft auch präziser: Das Übereinanderdrucken der 9-Nadler geht bei billigeren Exemplaren manchmal leicht daneben. Laserdrucker machen in der Preislage zwischen 4000 und 40 000 Mark alles schöner, schneller und leiser, wobei auch hier in den PC-gemäßen Preisklassen nur A4 und höchstenfalls B4 zu haben ist. Tintenstrahldrucker - Matrixdrucker, die nicht klopfen, sondern spritzen - liegen dazwischen, im Preis wie in der Leistung: manche fast so sauber wie ein Laser, manche blaß wie ein Matrixdrucker nach 500 000 Zeichen Farbbandabnutzung. Aber alle laserleise statt kreischend wie ein Nadeldrucker. Neu auf der Messe war ein Farb-Thermotransfer-Drucker im Format A4 mit einer Druckqualität auf Kunstdruckniveau (80er Raster) für knapp 12 000 Mark.

Plotter sind Standard im CAD. Die sehr preiswerten Modelle (in A4 für weniger als 3000 Mark) sind für die meisten CAD-Aufgaben zu klein. Die professionellen Formate A1 und A0 kosten von rund 27 000 Mark bis über 100 000 Mark hinaus - auch diese Maschinen sind wohlgemerkt, anschließbar an MS-DOS-PCs. Plotter sind langsam. Das kommt daher, daß sie Linien richtig wie ein technischer Zeichner ziehen und nicht aus Punkten zusammensetzen. Eine komplizierte Architekturzeichnung kann daher Stunden dauern.

Grafiktablett erfaßt Geometrie für CAD

"Was CAD betrifft, so ist der Stand der Anwendungstechnik die Eingabe über das Digitalisier- beziehungsweise Grafiktablett. Das gilt auch für die Übernahme bereits vorhandener, konventionell erstellter Zeichnungen. Mit dem Scanner kann man in diesem Bereich aus folgendem Grund recht wenig anfangen: Er erfaßt nicht die Geometrie einer Zeichnung, ob Konstruktion, Bauplan oder Versorgungsnetz", sagt Diplom-Ingenieur Andreas Drescher, in der Bad Homburger Vertriebszentrale von Hewlett-Packard zuständig für CAD/ CAM. Was es mit der "Geometrie" auf sich hat, kann man auf folgende Weise veranschaulichen: Ein Punkt ist mathematisch nur eine Idee, denn er hat keine Ausdehnung, sondern nur einen genau definierten Ort. Real wird er erst als Schnitt- oder Berührungspunkt zweier Linien, die ihrerseits mathematisch gesehen zwar eine Längen-, aber keine Breitenausdehnung haben. Der Scanner dagegen "sieht" die Linien als "schmale Flächen" und außerdem auch noch wie durchs Mikroskop. Was herauskommt, ist eine vage Ansammlung von "Punkten" (in Wahrheit kleinen Kreisflächen), ähnlich der Milchstraße, wie wir sie am Himmel sehen. Wie will ein Computerprogramm bestimmen, welche Koordinaten der mathematische Punkt hat, an dem zwei Milchstraßen aufeinandertreffen?

Anwender können sich keine Experimente erlauben

Auf der Comdex-Messe im letzten Herbst wurde in den USA ein Programm namens "Four Sight" vorgestellt, das dieses Problem lösen soll. Auf der CeBIT gab es auch schon einen deutschen Händler (ICF in Mainz) dafür, der es aber selbst noch nicht ausprobiert hatte. Was ist also Stand der Technik: dies oder das Grafiktablett? Andreas Drescher dazu: "Ich sagte Stand der Anwendungs-Technik. Darin liegt der Unterschied zwischen Theorie und Praxis. CAD-Anwender können sich keine Experimente erlauben, denn eine Störung der täglichen Produktion im Zeichenbüro ist eine teure Angelegenheit. Wer die Geometrie einer Zeichnung präzise eingeben will, braucht dafür heute noch das Digitalisiertablett. Der entscheidende Teil der Eingabe erfolgt also von Hand, und nicht automatisch. Anders sieht es mit der Dokumentation vorhandener Zeichnungen aus, wo also keine Geometriedaten für eine weitere Bearbeitung benötigt werden. Das geht auch mit dem Scanner."

Großformatige Scanner sprengen noch manches Budget

Allerdings muß Diplom-Ingenieur Bernd Preilowski, bei der HP-Geschäftsstelle Hannover zuständig für CAD, noch einen Wermutstropfen in die Hoffnung auf wenigstens begrenzte Automation gießen. Er hat praktische Erfahrungen mit Entwicklungen im Umkreis der dortigen Universität und enge Kontakte: "Scanner in dem im CAD vorwiegend benötigten Format von A1 und A0 sind sehr teuer. Man muß mit mehreren hunderttausend Mark rechnen." Wie effizient sich auch die neuen Identifizierungsprogramme für Zeichnungsgeometrie herausstellen: Was für Stromlaufpläne oder sogar für Bauzeichnungen ausreichen mag, dürfte für die Übernahme der Zeichnungsgeometrie in die NC-Bearbeitung allemal zu ungenau sein.

Wenn die Eingabe vorhandener Zeichnungen auch schwierig ist, so brennt sie doch nur wenigen Branchen unter den Nägeln: den Planern weiträumiger Versorgungsnetze, zum Beispiel bei Post und Energieversorgung. Bei Architekten kann sie für Umbauten interessant sein, Konstrukteure kümmert der Schnee von gestern wohl nur selten, wie eine kurze Umfrage ergab. Zum Alltag gehört die Eingabe neuer Entwürfe oder Konstruktionen - und die geschehen über das Digitalisier-, sprich Grafiktablett. Es ist für den Zeichner, was die Tastatur für den Texter, Buchhalter oder Programmierer ist. Es enthält meist viele Felder mit Funktionssymbolen und eine freie Fläche von Postkartengröße für das Eingeben von Punkten und Linien in Analogie zur Maus. Die Auswahl und Anordnung der Funktionen und der Zeichenfläche kann der Anwender völlig frei bestimmen: Er komponiert sie auf dem Bildschirm und druckt sie auf Folie aus, die er über das Tablett legt.

Hardware-Anpassung kann zum Minenfeld geraten

Das ganze Tablett ist meist nur bis A3 groß und kostet in der Regel wenig mehr als tausend Mark. Für die Digitalisierung von fertigen Zeichnungen auf transparenten Trägern sind also wiederum teure Übergrößen notwendig. Die genaue geometrische Definition der grafischen Elemente wird möglich, weil sich in dem Tablett, ein elektronisches Raster befindet, das außer mit dem Digitalisierstift auch von einem äußerlich mausähnlichen Fadenkreuz angesprochen wird.

Gewarnt sei vor Problemen, die ein Anwender mit dem Selbstzusammenstellen seiner Konfiguration bekommt - und zwar mit einiger Wahrscheinlichkeit. Die CAD-Software muß die Peripherie "kennen". Anpassungen sind fast immer technisch möglich - aber äußerst aufwendig für jeden, der nicht Computertechnik zu seinem Hauptfach gemacht hat. Wenn ein Paket-Anbieter dem "Alles aus einer Hand" das Wort redet, so mag der pure Eigennutz dahinterstecken. Wirkliche Fälle aus dem Leben belegen aber, daß das Problem keine Erfindung der Marketingstrategen ist.

Ein-/Ausgabe-Geräte für Grafik

EINGABE

Zeichnungen ohne Geometrie

Scanner und Videokamera

mit Geometrie

Digitalsier-Tablett (CAD) mit Stift oder mausähnlichem Fadenkreuz

Maus (vorwiegend für andere Anwendungen als CAD)

Tastatur (möglich, aber selten angewandt)

Zukunftsaspekt: Programme, die "gescannte" oder mit Videokamera aufgenommene Vorlagen in ein Koordinatensystem ("Geometrie") einordnen

AUSGABE

Bildschirme: Normaler PC-Bildschirm mit Grafikkarte in Farbe oder monochrom und/oder

großformatiger Grafik-Bildschirm in Farbe oder monochrom

Drucker: monochrom und Farbe. Matrix-(Nadel- oder Tintenstrahl-) oder Laserdrucker

Plotter (im CAD fast ausschließlich, und zwar bis A0, gebräuchlich)