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グラフィックタブレット（デジタイザー、デジタルグラフィックタブレット、ペンタブレット、ドローイングタブレット、外部ドローイングパッド、デジタルアートボードとも呼ばれる）は、特殊なペン型のスタイラスを使用して、人が鉛筆と紙で絵を描くのと同様に、画像、アニメーション、グラフィックを手描きしたりペイントしたりできるコンピュータ入力デバイスです。
グラフィックタブレットは、データや手書きの署名をキャプチャするためにも使用できます。また、タブレットの表面にテープなどで固定された紙から画像をトレースするためにも使用できます。このように、直線状のポリラインや図形の角をトレースまたは入力することによってデータを取り込むことを、デジタイジングと呼びます。[ 1 ]
このデバイスは、ユーザーが付属のスタイラス（ペン型の描画器具）を使って画像を「描画」またはトレースできる粗い表面で構成されています。画像はコンピューターのモニターに表示されますが、よりリアルで自然な操作感と使いやすさを実現するために、最近のグラフィックタブレットの中にはLCDスクリーンを搭載しているものもあります。
タブレットの中には、デスクトップコンピュータにおける主要なポインティングおよびナビゲーションデバイスとして、コンピュータマウスの代替品となることを目的としたものがある。
最初の電子手書き装置は、1888年にエリシャ・グレイによって特許取得されたテルオートグラフであった。 [ 2 ]
現代のタブレットに似ていて、コンピュータによる手書き認識に使用された最初のグラフィックタブレットは、1957年のスタイレーターでした。 [ 3 ]よりよく知られている（そして最初のデジタイザタブレットと誤って言われることが多い）のは、1964年に発表されたRANDタブレット[ 4 ] 、別名グラファコン[ 5 ]（グラフィックコンバーターの略）です。RANDタブレットは、パッドの表面下のワイヤーのグリッドを使用して、水平座標と垂直座標を小さな静電信号にエンコードしました。スタイラスは容量結合によって信号を受信し、それを座標情報としてデコードすることができました。
音響タブレット、またはスパークタブレットは、スパークプラグでクリック音を発生させるスタイラスを使用していた。クリック音は一連のマイクロホンによって三角測量され、ペンの位置が空間内で特定された。[ 6 ]このシステムはかなり複雑で高価であり、センサーは外部ノイズによる干渉を受けやすかった。
デジタイザは、1970年代半ばから1980年代初頭にかけて、Summagraphics Corp.が製造したID（Intelligent Digitizer）とBitPadの商業的成功により普及しました。 [ 7 ] Summagraphicsのデジタイザは、同社名で販売されましたが、HP、Tektronix、Apple、[ 8 ] Evans and Sutherland、その他いくつかのグラフィックシステムメーカー向けにプライベートブランドでも販売されました。IDモデルは、当時新しかったIntelマイクロプロセッサ技術を利用した最初のグラフィックタブレットでした。この組み込み処理能力により、IDモデルは同じ基盤技術を使用しながら、以前のモデルの2倍の精度を実現しました。この精度向上の鍵となったのは、Stephen Domyan、Robert Davis、Edward Snyderに発行された2つの米国特許でした。Bit Padモデルは、他のグラフィックタブレットが2,000ドルから3,000ドルの価格帯で販売されていた当時、555ドルの初期販売価格で低価格グラフィックタブレットを初めて試みたものでした。この低コスト化により、起業家志望者が多数の新しいアプリケーション向けのグラフィック ソフトウェアを開発できる機会が開かれました。これらのデジタイザは、多くのハイエンドCAD (コンピュータ支援設計) システムの入力デバイスとして使用されるとともに、PC やAutoCADなどの PC ベースの CAD ソフトウェアにもバンドルされていました。これらのタブレットは、特殊な合金で作られたワイヤを固体基板上に張って使用する磁歪技術を使用して、タブレット表面上のスタイラスの先端またはデジタイザ カーソルの中心を正確に特定します。この技術により、近接測定または「Z」軸測定も可能になりました。[ 9 ]
1981年、ミュージシャンのトッド・ラングレンはパーソナルコンピュータ向けの初のカラーグラフィックタブレットソフトウェアを開発し、アップル社にユートピアグラフィックタブレットシステムとしてライセンス供与した。[ 10 ]
1981年にQuantel Paintboxカラーグラフィックワークステーションが発売されました。このモデルには、初の感圧式タブレットが搭載されていました。[ 11 ]
家庭用コンピュータ向けの最初のグラフィックタブレットは、1983年に発売されたKoalaPadでした。当初はApple II向けに設計されていましたが、Koalaは最終的にTRS-80カラーコンピュータ、Commodore 64、Atari 8ビットコンピュータなど、他の家庭用コンピュータにも適用範囲を広げました。
1980年代には、グラフィックタブレットのベンダーのいくつかが、手書き認識やタブレット上のメニューなどの追加機能を搭載し始めた。[ 12 ] [ 13 ]
タブレットは通常、デバイスのサイズ、描画領域、解像度サイズ（lpiで測定される「アクティブ領域」 ）、筆圧感度（筆圧によるストロークサイズの変化レベル）[ 14 ] 、ボタンの数と種類、インターフェースの数（Bluetooth、USBなど）によって特徴付けられます。 [ 15 ]実際の描画精度はペンのペン先のサイズに制限されます。[ 16 ]
グラフィックタブレットに使用されている技術を分類しようとする試みは数多く行われてきた。
これらの技術すべてにおいて、タブレットは受信信号を使用して、スタイラスとタブレット表面との距離、スタイラスの傾き（垂直からの角度）、水平位置と垂直位置に加えて、スタイラスのボタンのクリックやスタイラスの回転などの他の情報も検出できます。
タッチスクリーンと比較すると、グラフィックタブレットは一般的に精度がはるかに高く、タブレットに触れていない物体を追跡でき、スタイラスに関するより多くの情報を収集できますが、通常は高価であり、専用のスタイラスやその他のアクセサリとのみ使用できます。
一部のタブレット、特に幼児向けに作られた安価なタブレットには、古いRANDタブレットと同様の技術を用いた有線スタイラスが付属している。
スタイラスペンに次いで、タブレットのアクセサリーとして最もよく使われているのがパックです。パックはマウスのような形状をしており、絶対位置と回転を検出できます。これは、表面上での相対速度しか感知できないマウスとは対照的です（ほとんどのタブレットドライバはパックをマウスのように動作させることができ、多くのパックは「マウス」として販売されています）。
マウスパッドのサイズや形状は様々で、外見上マウスと見分けがつかないものもあれば、数十個のボタンやコントロールを備えたかなり大型のものもあります。プロ仕様のマウスパッドには、レチクルやルーペが付いていることが多く、マウスパッドがタブレット表面上のどの位置を狙っているのかを正確に確認できるため、詳細なトレースやCAD（コンピュータ支援設計）作業に役立ちます。
Microsoft Surfaceシリーズではパックが使用されており、最近ではDell Canvasにも採用されていました。しかし、現在ではほとんどのメーカーが物理的なホットキーやダイヤルを優先し、パックの使用をほぼ廃止しています。
グラフィックタブレットの中には、タブレット本体に液晶ディスプレイ（LCD）を内蔵しているものもあり、ユーザーは画面に直接絵を描いたり、ペイントしたりすることができる。
グラフィックタブレットとスクリーンのハイブリッド型デバイスは、標準的なPCタッチスクリーンと一般的なグラフィックタブレットの両方に比べて多くの利点があります。タッチスクリーンとは異なり、筆圧感知機能を備え、入力解像度も一般的に高くなっています。筆圧感知機能と解像度は通常のタブレットと大差ありませんが、画面上の画像に対する物理的なペンデバイスの位置を直接確認できるという利点があります。これにより、精度が向上し、より触覚的で「リアル」な操作感を実現できます。
グラフィックタブレットメーカーのWacomは、グラフィックタブレットの主要技術に関する多くの特許を保有しており[ 22 ] 、競合他社は他の技術を使用するか、Wacomの特許のライセンスを取得せざるを得ない。ディスプレイは数千ドルで販売されることが多い。例えば、Wacom Cintiqシリーズは1,000米ドル弱から2,000米ドル以上までとなっている。
市販されているグラフィックタブレット／スクリーンハイブリッド製品には、以下のようなものがあります。
また、従来の中古LCDモニターやグラフィックタブレットを改造してグラフィックタブレットとスクリーンのハイブリッドにするというDIYプロジェクトも存在する。 [ 24 ]
グラフィックタブレットは、スタイラスペンによるインターフェースと、スタイラスペンの圧力、傾き、その他の属性の一部または全部、およびタブレットとの相互作用を検出できる機能を備えているため、特に2次元コンピュータグラフィックスを作成するための非常に自然な方法として広く認識されています。実際、多くのグラフィックソフトウェアは、タブレットから取得したデータに基づいてブラシのサイズ、形状、不透明度、色、その他の属性を変更することで、タブレットによって生成された圧力（場合によってはスタイラスペンの傾きや回転）情報を活用することができます。
東アジアでは、「ペンタブレット」と呼ばれるグラフィックタブレットが、入力方式エディタソフトウェア（IME）と組み合わせて、中国語、日本語、韓国語（CJK）の文字を入力するために広く利用されている。この技術は普及しており、価格も手頃で、キーボード入力よりも自然な方法でコンピュータとやり取りできる。ペンタブレットはコンピュータマウスの役割を担っている。一方、アルファベット文字を使用するユーザーの間では、手書き文字認識の普及は比較的遅れている。
グラフィックタブレットは、芸術の世界で広く使われています。グラフィックタブレットにペン型のスタイラスペンを取り付け、Illustrator、Adobe SystemsのPhotoshop、CorelPainter、Kritaなどの画像編集ソフトと組み合わせることで、アーティストはデジタルドローイングやアート作品を制作する際に高い精度を実現できます。写真家にとっても、グラフィックタブレットを後処理に活用することで、詳細なレイヤーマスクの作成や覆い焼き・焼き込みといった作業を大幅にスピードアップできるというメリットがあります。
教育者は、教室でタブレット端末を使って手書きのメモや授業内容を投影したり、生徒にも同じように投影させたり、電子的に提出された生徒の課題にフィードバックを提供したりしています。オンライン教師も、生徒の課題の採点や、特に複雑な視覚情報や数式が必要なライブチュートリアルや授業にタブレット端末を使用することがあります。生徒も、特に大学の講義中に講師の話を聞きながらメモを取るためのツールとして、タブレット端末を使うことが増えています。タブレット端末はスムーズなオンライン授業を促進し、教室での体験を再現するために、カメラと併用されることもよくあります。
タブレットは、技術図面やCAD作業にも人気があります。なぜなら、通常はタブレットの上に紙を置いても、その機能に支障をきたさないからです。
最後に、タブレットはポインティングデバイスとしてコンピューターマウスの代替品として人気を集めています。タブレット上のペンの位置は通常、コンピューター画面に表示されるGUI上のポインタの位置と一致するため、一部のユーザーにとってはマウスよりも直感的に感じられることがあります。グラフィック作業にペンを使用するアーティストは、利便性のために、ペンを置いてマウスを探すよりも、タブレットとペンを使用して標準的なコンピューター操作を行う場合があります。人気のリズムゲームosu!では、タブレットを使用してプレイすることができます。[ 25 ]
グラフィックタブレットは様々なサイズと価格帯で販売されており、A6サイズのタブレットは比較的安価で、A3サイズのタブレットははるかに高価です。最新のタブレットは通常、 USBまたはHDMIインターフェースを介してコンピュータに接続します。
インタラクティブホワイトボードは、最大95インチ（241.3cm）の高解像度壁面サイズのグラフィックタブレットを提供し、筆圧感知や複数入力のオプションも備えています。これらは世界中の学校や会議室で一般的になりつつあります。[ 26 ]
初期の抵抗膜式タッチスクリーンデバイス（PDA、初期のスマートフォン、タブレットPC、ニンテンドーDSなど）は通常スタイラスペンが付属していたが、スタイラスペンによる入力精度は非常に限られていた。
テーブルコンピュータ、タブレットコンピュータ、ノートパソコンなどに搭載されている最新の静電容量式タッチスクリーンも同様の仕組みで動作しますが、通常は光学グリッドまたは感圧フィルムを使用するため、特別なポインティングデバイスは必要ありません。静電容量式入力を備えた最新モデルの中には、専用のスタイラスを装備できるものもあり、その場合、これらの入力デバイスはフル機能のグラフィックタブレットと同様に使用できます。[ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]
グラフィックタブレットは、視覚障害者がグラフィックタブレット上の膨らんだグラフィックに触れて音声フィードバックを得るオーディオハプティック製品にも使用されます。 [ 30 ]この技術を使用している製品は、触覚トーキングタブレットまたはT3と呼ばれています。
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