Все что нужно знать о слоях при проектировании печатных плат

Слой-маска

И конечно же мы не ограничимся простыми методами, так как есть еще и другие. Если вам нужно управлять прозрачностью определенной части слоя, то вам просто необходимо будет создать слой-маску. Делается это очень легко.

Вам нужно просто встать на тот, слой, где вы собираетесь изменять прозрачность, либо же сделать на нем прозрачный градиент, после чего нажмите на кнопку прямоугольника с кружочком. Это и есть создание слоя-маски. После этого вы увидите, что теперь у вас появилось некоторое дополнение, соединенное скрепкой.

Кстати в некоторых уроках мы с вами уже затрагивали такую работу, так что если вам интересен практический процесс, то обязательно почитайте эту статью.

Что такое печатные платы?

Современные гаджеты не представляют своего существования без такого компонента, как печатная плата. Заготовка представляет из себя пластинку с диэлектрического материала, которая содержит цепи, проводящие электрический ток.

Располагаться такие «жилки» могут либо на самой поверхности диэлектрика, либо же бывают внедрены во внутреннюю часть основы печатной платы.

Назначение плат – объединение компонентов электронных устройств в единую сеть. Они проводят электричество и соединяют элементы гаджета в цельную механическую структуру. Выводы на концах плат крепятся один к одному при помощи пайки.

Из чего состоит печатная плата:

Классификация плат для печати зависит от таких факторов, как температурный порог использования и отрасль применения.

Классификация печатных плат по количеству слоев:

• Односторонняя – покрытие из фольги для диэлектрика наносится лишь на одну сторону.
• Двухсторонние – покрытие из фольги для диэлектрика наносится на две стороны печатной платы.
• Многослойные – диэлектрическая основа имеет несколько слоев, на каждом из которых располагается покрытие из фольги.

При производстве различных электронных устройств могут возникать проблемы с функциональностью самой основы. Слишком хрупкий диэлектрик становится проблемой в смартфонах с гибким дисплеем, а работа типичной платы в условиях повышенных температур приводит к ее плавке и, соответственно, выходу из строя.

Увеличивающейся ассортимент продукции повлек за собой появление новых решений по реализации компонентов. Это заставило производство печатных плат внедрить еще одну классификацию на основании свойств материала диэлектрической основы. В технической литературе появились такие термины, как жесткие и гибкие платы для печати.

Существуют также отдельные технологические решения, учитывающие особенности применения плат для печати (высокая/низкая частота, температура и тому подобное).

Официальная документация по производству печатных плат состоит из 5 нормативных документов, перечень которых можете увидеть на рисунке:

Свойства слоев

Все слои в совокупности имеют следующие свойства:

• Непрозрачность — характеризует степень прозрачности всех пикселей слоя, то есть насколько сквозь изображение на данном слое будет проступать содержимое слоя, который размещен ниже.
• Видимость — слой может быть включенный или отключен на палитре Layers (Слои) в фотошоп. Соответственно он будет или видимый, или не видимый.
• Режим смешивания (наложения) — характеризует, каким образом соединяется данный слой с тем, что лежит ниже. По умолчанию в программе Adobe Photoshop соединения происходит на основе прозрачности, но возможные разные варианты смешивания пикселей данного слоя с пикселями нижележащего слоя.

С помощью ползунка Opacity (Непрозрачность) при желании настроить непрозрачность слоя, то есть насколько сквозь последующее содержимое слоя будет просвечивать содержимое низлежащего слоя.

Опция Fill выполняет практически тоже что и Opasity, снижает непрозрачность слоя, но в отличии от Opasity, опция имеет одну замечательную особенность, снижая непрозрачность слоя, она оставляет видимыми все Стили слоя применяемые к изображению. Подробнее:Стили слоя

Режим наложения (смешения слоев) по умолчанию установлен Нормальный (Normal). Подробнее: Режимы наложения (смешивания) слоев в фотошопе.

Структура слоев вчера и сегодня

Прошли те дни, когда печатные платы были односторонними и не имели переходных отверстий. В то время тактовые частоты не превышали 100 кГц, и в основном использовались радиодетали, устанавливаемые в отверстия. В наши дни можно встретить печатные платы с 50 слоями, имеющие электронные компоненты, установленные на обеих сторонах, а некоторые компоненты на них даже размещены между слоями. Сейчас килогерцовые сигналы передаются на скорости 28 Гб/с и более

Смысл в том, что по мере развития технологии производства печатных плат, увеличилась важность предварительного планирования структуры слоев в начале разработки конструкции платы

Прощайте однослойные платы. В наши дни структуры слоев куда сложнее

На первый взгляд структура слоев может выглядеть обманчиво простой. В конце концов, разве она не описывает всего лишь базовую конструкцию печатной платы, состоящей из набора слоев? Не смотря на то, что структура слоев может быть просто визуальным отображением поперечного сечения печатной платы, ее роль крайне важна для вашей конструкции. Знаете ли вы, что она может:

• Помочь вам минимизировать излучение и защитить вашу электронную схему от воздействия внешних источников шума;

• Помочь вам уменьшить перекрестные помехи и проблемы с полным сопротивлением при разработке конструкций высокоскоростных печатных плат;

• Помочь вам найти равновесие между решением проблем целостности сигналов и потребностью в недорогих и эффективных методах производства.

И что самое важное – знаете ли вы, что правильно спроектированная структура слоев – это один из самых ценных инструментов для улучшения электромагнитной совместимости вашей конструкции? Поэтому, прежде чем браться за расчет полных сопротивлений или за выравнивание длин токопроводящих дорожек для минимизации электромагнитных помех на вашей плате, вам следует начать с правильного планирования структуры слоев. Не имея плана использования материалов, представления о порядке их расположения, вы впоследствии можете столкнуться с такими проблемами, как плохие электрические характеристики, увеличенное электромагнитное излучение и даже со сбоями синхронизации

Все эти проблемы, а также многие другие могут быть решены, если вы сделаете усилие и сразу правильно спланируете структуру слоев

Не имея плана использования материалов, представления о порядке их расположения, вы впоследствии можете столкнуться с такими проблемами, как плохие электрические характеристики, увеличенное электромагнитное излучение и даже со сбоями синхронизации. Все эти проблемы, а также многие другие могут быть решены, если вы сделаете усилие и сразу правильно спланируете структуру слоев.

Группировка слоев

Ранее мы узнали, что для удобства в работе с большим количеством слоев можно давать осмысленные названия каждому слою. Другой путь заключается в группировке слоев. В нижней части панели слоев есть значок папка Create a New Group (Создать новую группу). Но имеются и другие способы создания группы.

При нажатии на этот значок в панели слоев появится группа в виде слоя, но она будет пустая. Нам потребуется перетащить нужные слои в эту папку. Опять повторюсь, что если вы работаете с большим количеством слоев, то это неудобно и отнимет много времени. Конечно, это не страшно, но существует более удобный способ. Допустим, я хочу поместить в эту группу размытый и корректирующий слои, для этого нужно их выделить, удерживая клавишу Shift.

После того, как вы выбрали, какие слои будете группировать, нажмите на значок меню в верхнем правом углу панели слоев (в более ранних версиях Photoshop значок меню выглядит как маленькая стрелочка). В открывшемся меню слоев выберите New Group from Layers (Новая группа из слоев).

После этого на экране появится диалоговое окно New Group from Layers (Новая группа из слоев), в котором вы можете изменить название группы, а также некоторые другие параметры. Затем нажмите на кнопку ОК, чтобы принять настройки по умолчанию или какие-либо изменения, если вы что-то изменили.

Photoshop создает новую группу, дает ей название по умолчанию Group 1 (Группа 1) и перемещает два выбранных слоя в эту группу. Вы можете открыть папку и посмотреть, что находится внутри и снова закрыть, чтобы панель слоев была удобной для работы. Чтобы открыть папку нужно нажать на маленький треугольник слева от значка папки.

Чтобы снова закрыть группу, так же нажмите на значок маленького треугольника.

Очень много интересных и полезных вещей можно проделать с помощью группы слоев в Photoshop. Но в этом уроке я не буду вдаваться в подробности.

Изменение размера миниатюр

Одной из последней особенностей панели слоев, которая используется нередко, это изменение размера миниатюры изображения. Очень удобно для работы, когда в панели слоев миниатюры большого размера, но они занимают много места. Если вы работаете с большим количеством слоев, то удобнее будет уменьшить размеры миниатюр. Это можно сделать, нажав на значок меню в верхнем правом углу панели слоев, а затем выбрать Panel Options (Параметры панели).

После выбора откроется диалоговое окно с размерами миниатюр в трех вариантах, а так же имеется возможность вообще выключить эту опцию. Но я не советую выбирать последний вариант (вообще выключить) и выберу самый меньший из трех размеров.

После выбора нажмите ОК, чтобы закрыть диалоговое окно. Теперь посмотрите на панель слоев, она стала более компактной. Вы в любое время можете вернуться назад и изменить размер миниатюр на ваше усмотрение.

Создание и редактирование слоев. Еще одна возможность поменять текущий слой

– Пиктограмма: правой кнопкой мыши

– Синтаксис: layers

Для создания новых слоев и редактирования уже существующих щёлкните правой кнопкой мыши на кнопке панели Общие команды сцены. Появится диалоговая карточка Редактирование слоёв:

Заполненная карточка Редактирование слоёв (пример для К3-Тент)

Цвет

• Тек. — параметр, показывающий, является слой текущим или нет. У текущего слоя на пиктограмме центральный квадрат помечен зелёным цветом, у остальных — жёлтым. На рисунке выше текущим является слой «0». Для смены текущего слоя щелкните левой кнопкой мыши на строчке таблицы, соответствующей слою, который хотите сделать текущим. Затем нажмите кнопку Текущий, расположенную ниже таблицы слоев. Также слой можно сделать активным через двойное нажатие по иконке Тек.;
• Слой — имя слоя, длиной от 1 до 150 символов. Имена слоев в одной сцене не должны повторяться;
• Выкл — переключатель видимости слоя. Если у слоя в этом столбце стоит пиктограмма с желтой лампочкой, то слой считается включенным, если пиктограмма с белой лампочкой — то выключенным. Объекты, расположенные на выключенном слое, становятся временно невидимыми (до тех пор, пока слой не будет включен). Любой слой может быть выключен, кроме текущего (для текущего слоя система К3 выдает предупреждение при попытке закрыть карточку);
• Забл. — переключатель блокирования слоя от редактирования. Имеет два состояния: заблокирован («закрытый замок») и разблокирован «открытый замок». Объекты, расположенные на заблокированном слое, временно нельзя редактировать до тех пор, пока слой не будет разблокирован (но можно создавать);
• Цвет — цвет для объектов слоя. При назначении слоя текущим, указанный цвет автоматически устанавливается цветом по умолчанию: новые объекты, создающиеся в том или ином слое, будут иметь указанный для слоя цвет.
• Применить цвет ко всем объектам слоя — если галочка НЕ проставлена, то при смене цвета слоя объекты, лежащие на этом слое, будут отображаться своим цветом. Если галочка проставлена, объекты слоя будут отображаться цветом слоя. Аналогично при переносе с одного слоя на другой объекты отображаются цветом слоя-адресата только в том случае, если галочка проставлена;
• Тип линии — тип линии для будущих объектов данного слоя;
• Масштаб — коэффициент масштабирования создаваемых графических элементов на слое. К таким элементам относятся высота символов текста, длина штриха пунктирной линии и т.д.;
• Толщина — толщина линии для создаваемых объектов слоя;
• Удалить — поставив галочку в этом столбце, вы тем самым помечаете слой на удаление. После нажатия кнопки ОК удаляемые слои не будут отображаться в карточке состояния слоёв. В карточке редактирования слой останется помеченным на удаление. После сохранения, закрытия и нового открытия сцены слой удалится окончательно;

Для создания нового слоя нажмите кнопку Добавить. В таблицу слоев будет добавлена строка нового слоя с условным именем Слой2 (по мере добавления следующих слоев цифры на конце имен будут возрастать). Имя слоя можно изменить.

Новый слой будет изначально создан с теми же характеристиками, что и слой «», но их можно поменять. Указав все нужные вам изменения, нажмите кнопку ОК.

Созданные вами слои можно сохранить в отдельный файл при помощи кнопки Сохранить в … Их можно использовать при работе с другой сценой, добавив при помощи кнопки Добавить из …

Изменение свойств у группы слоёв

В нижней части карточки есть блок Для группы слоёв, который позволяет изменить свойства сразу нескольких выбранных слоёв.

Изменение свойств у группы слоёв

Чтобы выбрать несколько слоёв, действуйте так же, как при выборе файлов в Windows: зажмите клавишу Ctrl и укажите левой кнопкой мыши слои. Также можно выбрать несколько соседних слоёв, зажав Shift и указав левой кнопкой первый и последний слой в группе. После выбора слоёв проставьте/уберите галочку напротив одного из пунктов в нижней части карточки. Эти пункты соответствуют одноимённым столбцам верхней части.

Зачем нужны маски?

Маска слоя нужна для того, чтобы избирательно и обратимо скрыть из виду (иначе говоря, маскировать) часть пикселей слоя. Например, при работе в технике HDR я использую несколько фотографий одной и той же сцены, сделанных с разной экспозицией, затем вставляю их в один файл в виде отдельных слоёв, и с помощью масок указываю, какие элементы каждого из снимков должны присутствовать в конечном изображении.

Маска представляет собой чёрно-белое изображение такого же размера, как и любой слой. Цвет маски кодирует прозрачность слоя. Белый цвет означает нормальную видимость слоя, чёрный цвет – его абсолютную прозрачность. Различные оттенки серого цвета соответствуют различным степеням прозрачности – чем темнее, тем прозрачнее. Таким образом, если маска содержит участки белого цвета, соответствующие им участки слоя сохраняют свою исходную плотность, а там, где маска окрашена в чёрный цвет, изображение станет невидимым, и через него будет просвечивать нижележащий слой. Участки же, обозначенные на маске серым цветом, будут лишь частично прозрачны.

Чтобы увидеть маску целиком достаточно зажать Alt/Option и кликнуть по иконке маски.

Маска, созданная с помощью команды «Добавить маску слоя», вся залита белым цветом, т.е. оставляет слой полностью видимым. Если щёлкнуть по иконке маски и нажать Ctrl/Cmd+I маска будет инвертирована и окрасится в чёрный цвет. Слой при этом полностью исчезнет из виду, т.е. будет замаскирован.

Если вы хотите скрыть какую-то часть активного слоя, создайте белую маску, выберите её, щёлкнув по ней мышью, возьмите чёрную кисть и закрасьте неугодные вам области – они исчезнут, как если бы вы воспользовались ластиком. Однако в отличие от ластика, действительно стирающего часть слоя, маска не разрушает сам слой, а просто прячет его. В любой момент вы можете взять белую кисть и восстановить любой участок изображения. Такой подход называется неразрушающим (недеструктивным) редактированием.

Часто бывает нужно применить какой-либо эффект только к незначительной части изображения. В таких случаях я дублирую рабочий слой (либо создаю корректирующий слой), модифицирую его нужным мне образом (например, повышаю контраст, резкость, затеняю или осветляю изображение), после чего скрываю этот слой при помощи сплошной чёрной маски, а затем белой кисточкой проявляю эффект там, где это необходимо.

Разумеется, редактирование масок не ограничивается только лишь рисованием на них при помощи кисти. Вы можете использовать любые инструменты. Очень часто приходиться прибегать, например, к градиентной заливке, или же создавать маску на основании области, выделенной по принципу цветового или яркостного диапазона. Иногда шаблоном для маски служит один из цветовых каналов. Словом, способов создания масок бесчисленное множество, и я не буду даже пытаться их все перечислить. Просто имейте в виду, что при желании вы можете создавать маски очень сложной формы, если того будут требовать стоящие перед вами художественные задачи. Существуют даже специальные плагины для Фотошопа (например, MASK PANEL), частично автоматизирующие создание и редактирование сложных масок.

Какие разъемы можно встретить

В современном мире можно найти разъемы повсюду. Они используются для соединения участков электрической схемы на печатной плате с другими устройствами. Каждый разъем имеет собственный уникальный набор характеристик, в том числе они обладают различными физическими размерами, формами, устойчивостью к вибрации и т.п. Но это еще не все — вы можете также сгруппировать разъемы в отличительные семейства – это позволит проще удержать их в голове. Семейства включают в себя:

Клеммные колодки. Это семейство разъемов появилось в тот момент, когда инженерам потребовался простой способ соединения электрических проводов, не соединяя при этом физические детали вместе. Вы можете найти клеммные колодки на некоторых печатных платах, где часть клеммных колодок закреплена на печатной плате, а другая часть с проводами может быть удалена по желанию для облегчения процесса замены.

Полюсные соединители. Это семейство разъемов похоже на клеммные колодки в том смысле, что они позволяют подсоединять провода к схеме, не требуя при этом механического соединения деталей. Такие соединители можно найти в оборудовании для испытания электроники и в устройствах воспроизведения звука. Эти соединители удерживают присоединенные провода при помощи винтов и зажимов, закрепленных на металлическом выводе.

Вилки и гнезда. И, наконец, это семейство разъемов наиболее популярного типа, и именно на них сегодня мы и сосредоточимся. Эти коннекторы включают в себя и разъемы типа «папа», и разъемы «мама», они имеют различное количество контактов, их можно вставлять в гнезда для передачи данных, электропитания, видеоинформации и пр.

Понимание, откуда произошло каждое семейство коннекторов, поможет вам легко понять общие характеристики, которые лежат в основе того или иного семейства. Например, разъем USB принадлежит семейству вилок и гнезд, представители которого бывают двух типов – «мама» и «папа». И не смотря на большое разнообразие USB-коннекторов, у них есть общие для семейства свойства, а различаются они лишь слегка по внешнему виду и способу действия!

Корректирующие слои

Корректирующие слои нужны для неразрушающего редактирования изображения. Вместо того, чтобы применить кривые, уровни или какой-нибудь другой инструмент непосредственно к слою, вы создаёте особый корректирующий слой, и работаете уже с ним. Корректирующий слой сам не содержит никакого изображения, а представляет собой скорее инструкцию о том, как программе следует видоизменить изображение, лежащее под корректирующим слоем. Преимущество данного метода в том, что вы можете многократно возвращаться к корректирующему слою и свободно изменять его параметры, не опасаясь испортить изображение. Корректирующий слой можно отключать, можно изменять степень его непрозрачности, а при желании можно и вовсе удалить его безо всяких последствий для фотографии. Удобна также возможность скопировать корректирующий слой и вставить его в другой документ, применяя, таким образом, одинаковые настройки сразу к нескольким фотографиям.

Добавление нового корректирующего слоя осуществляется через специальную палитру Adjustments, либо через соответствующую кнопку в палитре Layers, либо через меню Layer > New Adjustment Layer.

Каждый корректирующий слой автоматически снабжается маской, позволяющей управлять областью воздействия корректирующего слоя. Вполне естественно, что различные области редактируемой фотографии могут потребовать вмешательства различных инструментов. С помощью нескольких корректирующих слоёв, ограниченных масками, это вполне осуществимо. Маски корректирующих слоёв ничем не отличаются от обычных масок и редактируются стандартными методами.

При объединении корректирующего слоя с нижележащими слоями, происходит растрирование вносимой коррекции, т.е. изменения окончательно переносятся на настоящее изображение и становятся необратимыми. В связи с этим объединять слои следует лишь тогда, когда вы полностью довольны полученным результатом и не планируете дальнейших изменений.

Спасибо за внимание!

Василий А.

Как убрать слой в «Фотошопе»

Некоторые начинающие пользователи не понимают, как в «Фотошопе» сделать слои. Поэтому они чаще всего производят ретушь фотографии на единственном слое, если только таковой не создался автоматически после применения того или иного инструмента. Например, инструмент «Текст» сразу же создает новый слой. Автоматически на новый слой попадают и вставленные из буфера обмена изображения.
Если вы хотите самостоятельно создать в «Фотошопе» новый слой — в этом нет ничего сложного. Воспользуйтесь для этого соответствующей кнопкой в нижней части панели «Слои». Созданный слой разместится над выделенным слоем. Например, у вас может быть выделен шестой по счету слой. Новичок в этом случае займет его место, а предыдущий слой переместится уже на седьмую позицию. Это обязательно нужно учитывать в случае создания многослойных композиций.
На новом слое вы можете заниматься чем угодно. На нём вы можете воспользоваться заливкой, нарисовать любую фигуру или произвести прочие действия. Если ваше изображение получается многослойным, то не мешает дать новому слою собственное название. Иначе он так и будет называться: «Слой 7». Для переименования следует совершить по слою двойной щелчок левой кнопкой мыши.

Еще слои можно группировать. Создайте новую папку посредством соответствующей кнопки в нижней части панели «Слои». Затем методом перетаскивания перенесите в неё слои, которые вы хотите объединить в одну группу. В многослойных композициях без этого не обойтись, иначе начинается настоящая путаница.
Некоторые слои по ходу создания изображения становятся нам ненужными. Их рекомендуется удалять. Для этого выделите слой и нажмите клавишу «Delete». Также для этого слой можно перетащить на кнопку с изображением корзины в нижней части панели. Можно убрать слой в «Фотошопе» и другим способом. Около каждого слоя присутствует кнопка с изображением глаза. Нажмите её — видимость слоя сразу отключится. Это своеобразный аналог нулевой непрозрачности. Сам слой из панели при этом никуда не денется, вы в любой момент способны включить его отображение.

Заключение

Как упомяналось ранее, этот вариант расслоения приложения, хорошо уживается с любым фреймворком, т.к его место четко определено в инфраструктурном слое.

Некоторое считают, что в моём варианте «слишком много слоев». Я не понимаю, как можно считать 3 слоя, слишком большим количеством, но если вас это смущает то можете убрать прикладной. Вы потеряете возможность писать приемочные тесты(они станут чем то похожи на системные — более медленные и хрупкие) и не сможете тестировать один и тот же функционал вызываемый к примеру из веб-интерфейса и консольной команды без дублирования кода. В любом случае, вы сильно улучшите архитектуру вашего проекта благодаря раделению бизнесс логики и инфраструктурной части.

Осталось более подробно рассмотреть инфраструктурный слой. Так мы плавно перейдем к теме гексагональной архитектуры(порты и адаптеры). Но всё это, в следующей части.

Дальнейшее чтение

• Growing Object-Oriented Software Guided by Tests by Steve Freeman and Nat Pryce
• Screaming Architecture by Robert C. Martin
• The Clean Architecture by Robert C. Martin
• Implementing Domain-Driven Design, chapter 4: «Architecture» and chapter 9: «Modules», by Vaughn Vernon