如果想要画画用什么工具好？常见的当然是像iPad这类平板电脑，能写能画，而对于笔有更高精度要求的用户，往往会使用数位板，一块连接着电脑的小板子，一边笔在板子上画，一边画面显示在电脑的显示器上。那能直接用笔画能显示画面有点像平板电脑的数位屏，又是什么？背后有哪些原理？为什么受到越来越多专业画师的喜爱？

什么是数位屏？

（以下用我在用的这款数位屏进行拍摄和展示给大家相关信息）

数位屏又称为手绘屏、绘画屏。一般由数位屏+手写笔+支撑架组成。

它集成了显示器与数位板于一身，连接好电脑（Windows和Mac都可以）、平板电脑亦或者手机后，可以把画面拓展到数位屏上，比如绘图软件，然后就可以用配套的手写笔直接在数位屏上画画或者写字。

相比数位板手写和显示分离可能会产生的错位感，直接写屏输入的数位屏所写即所得，能直接看，更像有在普通纸张上书写的真实感。同时，还具备LED液晶显示器的无辐射、省空间等特点。

数位屏背后有哪些知识点？

同样的触控屏，原理大不相同

可能有人会觉得，在可触控的屏幕上直接写写画画，现在已经非常常见，平板电脑还不用连电脑就可以，不是更好吗？为什么专业的设计师和画师不用平板电脑做画而还是会选择数位屏呢？

其实同样的触控屏从原理到特点，还是有比较大的区别的，常见有这三种类型，先简单介绍下

电阻式触摸屏

图片来源于网络《微型计算机》网站

最基础也是最常用，比较早的触控屏技术，一直沿用至今，像刚开始的触屏手机（早年山寨手机、诺基亚早期的触控屏手机等），还有现在我们常见的取款机屏幕、银行取号机上的屏幕等，使用的大多就是电阻式触控屏。

电阻式触控屏的原理简单讲就是通过对屏幕施加压力来定位，从而实现对屏幕内容的操作和控制。

优点

精度高，理论精度可以达到单个显示像素；只要能施加压力的物体都能触控操作，比如手指、指甲、手写笔等；价格便宜；可靠耐用，不易受灰尘、水汽等影响，可以在低温高温环境下使用。

不足

仅支持单点触摸，无法实现放大缩小等操作；透光性差，显示效果一般，阳光下能见度低。

电容式触控屏

图片来源于网络《微型计算机》网站

电容式触控屏是我们最熟悉的了，大家现在每天使用的智能手机、平板电脑大多数都是电容屏。

原理简单来讲就是通过生物体和屏幕接触时产生的电流来定位，而进行相应操作和反馈。

这也是为什么我们基本只能用手指肉去触控手机，而如果使用非生物体的指甲、手写笔、普通手套等就不行，因为无法产生电流。

优点

只需要摸，不需要压就能定位；能多点触控、相应速度快、反应灵敏、显示效果较好

不足

成本较高，控制精度低，无法到达单像素级，这个也是为什么在手机上我们无法像鼠标、手写笔一样精准操控的原因。容易受到温度、适度等影响。基本只能用手操作，支持触控的手套是因为带了电线能导电。

电磁式触控屏

电磁触控技术其实从1964年就已出现在市场，可以说是触控技术的鼻祖了。早期PDA、电子词典和手写板等触控型产品用的就是电磁触控。由于电阻屏和电容屏的成熟和应用在智能手机上的普及，导致目前相对名声没那么大，但在一些特点场景，一直在发挥着重要的作用。像三星S pen，E人E本，电子阅读器、电子白板等，当然还有今天我们要聊的数位板数位屏。

技术原理后面具体展开讲，对于电磁触控屏的特点

优点

面板解析度高、反应灵敏，精度高，能实现电容屏目前无法做到的原笔迹输入，很适合绘画、手写需求；且无需直接触碰屏幕也可操作，可以搭配电脑软件等使用。

不足

成本很高，依靠手写笔的电磁发射来定位，必须用笔才能操作，不能用手。

“电子”笔如何画出真笔迹？

这就得先提下EMR电磁感应技术（Electro Magnetic Resonance technology）原理。

说复杂略复杂，说熟悉其实也熟悉。听名字就知道，肯定是关于电和磁的，背后有运用到我们中学就学过的电磁感应。

图片来源于网络

1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，即任何通有电流的导线，都可以在其周围产生磁场，不仅磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场。

1831年，法拉第又发现了不断变化的外加磁场可以使线圈产生感应电流。

而应用到我们的屏幕和电磁笔上，结合国内数位屏领域比较知名品牌绘王的数位屏专利文件和图片。 可以看到，数位屏结构上，除了电磁笔外，大致可分为导光显示模组和电磁输入模组两大块。前者负责显示画面，后者负责和笔配合。

在电磁输入模组中，拥有一块印刷电路板（PCB），上面分布着由铜箔走线构成的包含阵列设置的X天线和Y天线，因此此电路板组也称天线板。天线版上方会产生纵横交错的磁场。

在电路中加入一些电容、电感等元件，当两个频率接近时，会产生电磁谐振。电磁笔可作为讯号发射端，借助笔头的磁环发射电磁讯号。当相同频率的谐振讯号被天线版所接收，通过磁通量的变化计算，即可获取笔所在的X、Y坐标位置，实现落笔定位，画出真笔迹。

电磁笔压感如何产生？

一根好的笔不仅仅得能精准的画出线条，还得具备重写粗浓，轻写细淡的多层次的压感能力。而电磁笔这个压感是如何产生的呢？

电磁笔大概由壳体、硅胶外套、电磁感应装置所组成。

图片来源专利文件

来看下绘王的专利方案，呈现的压感处理电路，以及大概原理，可结合上图的电磁笔结构图来了解，会更直观点。

线圈11内含有磁芯，磁芯随着笔尖的上下移动而改变与线圈11的相对位置，进而改变线圈11的电感量的大小，由此也改变了电容13和线圈11共同组成的LC谐振电路的谐振频率。根据公式f=1/[2π√(LC)]，可以得到一个固定的谐振频率。

简单讲，数位屏就是通过不同的谐振频率范围试探电磁笔的能量，从而来找到最接近的频率，转换成压感。

什么是有源笔和无源笔？

电磁笔从电源上区分可分为有源笔和无源笔，即带电池和不带电池的笔。

有源笔

也叫主动式电磁笔，因为笔内含有电池，可以主动持续供应电能到前面提到的谐振电路发射特定频率的电磁讯号到屏幕的天线上。不需要电路板上的天线先发射能量给笔，它只需要接受信号就好。因此使用有源笔的数位屏相对会省电一些，缺点是笔相对比较笨重。

无源笔

也叫被动式电磁笔。内置谐振电路，先由数位屏上的天线发射电磁波能量给笔，并将接收到的能量存储于共振电路的线圈和电容之中。再反过来给数位屏发射电磁波进行定位。通过这种方式，电磁笔就无需依赖电池供能。

虽然无源笔技术难度较高，但无电池更轻便，也不需要担心续航等问题，成为越来越多高端数位屏的首选。

数位屏选购需要注意哪些要素？

如果想选购一款数位屏，需要注意哪些要素呢？叔总结了下，主要关注下以下几个方面

压感

压感即压力感应级数，也就是笔尖轻重的感应灵敏度，就像日常我们实体笔用力写线条重而浓，轻轻写线条则细而浅。理论上压感越高，可以实现线条的粗细浓淡变化就越多。

目前市面在售好一些的，有2048普通、4096进阶和最高的8192级，级数越高，笔所能模拟手施加的力度越细腻，粗细浓淡效果越丰富，搭配相应的软件，比如PS、Painter、SAI、Krita等可以绘制出更精细的线条、图案。

有个测试压感级数的方法可以试试，放大画布，看线条粗细变化是否均匀，越均匀说明压感越高。

从上图也可以看出来，左边无压感的线条很死板，粗细深浅固定，而右边的可到非常细也可到很粗，深浅也有各种不同的变化。

拉JN童鞋来录个gif给大家实际展示下，无压感也画不出这样的笔锋

手写分辨率

这个不同于我们熟悉的屏幕分辨率，是指数位屏触控面积内，垂直或水平方向上每英寸长度上的挂网网线数，单位是lpi（线/英寸）。

这个名称说法和手机平板等的屏幕性能指标相同，分辨率越大，相同面积下可显示图像的就越细腻，同理，对于数位屏来说，挂网数目越大，意味着笔尖移动时可读取的数据就越多，信息量越大，线条也就越柔顺。这个很好理解，想象下，在一块布满正方形网格的本子上，网格越小，可连接画起来的线条就越细，如果网格比较大，划过不同网格就有可能不是特别柔顺。

另外，这个分辨率也影响着坐标精度，决定了电磁笔书写精度度。

常见的分辨率有2540lpi、3048lpi、4000lpi和5080lpi。新手一般2540lpi和3048lpi就够用了。

测试方法：同样把画布放大到尽量大，看线条的分辨率方块是否均匀，越均匀，分辨率越高。

读取速度

读取速度是什么？有什么影响？

读取速度也叫报点率，反映了数位屏每秒向系统发送多少个坐标数据，单位是点/秒（PPS）。读取速度如果太低，屏幕反应（也就是出来的线条）就会延迟甚至断触，因为屏幕的反应速度跟不上我们的手写的速度嘛。

常见的读取速度有100点/秒、133点/秒、150点/秒、220点/秒等和更高端的300点/秒。

一般100点以上就不会出现明显的延迟现象了，建议入手133点/秒以上就行。

测试方法：在数位屏上快速来回画，看线条是否有延迟、断线、折线情况发生。

屏幕方面

分辨率

作为数位屏，能直接显示，自身屏幕的分辨率当然也很重要，但是别忘记，不是越高越好，还是要结合自己的电脑性能、眼睛和屏幕的距离来看，毕竟分辨率越高，对电脑性能的要求也越高。

一般来说，PPI达到180以上就不错了，分辨率的话选择QHD即2560*1440，2.5K左右就完全能满足需求了。

色域

来源于网络

又称之为色彩空间，是指色彩可覆盖的范围。直接影响色彩的呈现效果，对于画画来说尤其重要。常见的色域标准有sRGB、Adobe RGB、NTSC和DCI-P3。

某个方面讲色域就是一个数字化的标准，把不同的颜色用不同的数据来表示，以免在电子化的运用中有误差。

sRGB是电脑上通用的标准色域，目前主流的屏幕色域基本都是100%sRGB，色域越广，可呈现的色彩越丰富。

全贴合屏幕

传统的数位屏封装，会在LCD屏幕和保护玻璃中间留有一个空气层，而全贴的中间通过OCA胶等填充，使屏幕中空贴合。

一方面可以让屏幕更有通透性，更有品质

另一方面，没有了空气层，可以减少屏幕多层反光而造成的光线损耗、提高屏幕亮度、减少灰尘和水汽入侵等。

防眩光

数位屏是需要经常对着屏幕操作的，如果防眩光能力差，晚上在灯光处，白天在亮点的地方就会很影响使用，甚至伤害眼睛。

防眩光方面，除了采用普通玻璃防眩能力差的，一般好的会使用AG膜或者AG玻璃，相比之下，AG玻璃在防眩光能力的基础上，又更经久耐用，毕竟玻璃比膜更耐刮嘛。

其他

其他方面，像接口，如果能搭配全功能的USB-C接口是比较好的。

总结

以上是我总结的关于数位屏的原理和选购要素，如果是普通用户只是随手写写画画，平板电脑足够了，如果是想要专业学学画画，对细节要求更高的话，可以尝试尝试数位屏。

而且，近几年随着像叔在用的绘王等国产品牌在这方面进步也非常大，可以说一步步改变了进口品牌垄断市场的情况，毕竟从专利发布上也能看出来，技术实打实的在不断更新升级，从有源笔到无源笔、从压感、报点率一步步做到了顶级，外形方面像屏幕素质、轻薄程度等都有突破。