В жизни мы осуществляем манипуляции с помощью рук. А вот с электротехникой не всё так просто. И тут на помощь приходят нам позволяет расширять возможности взаимодействия с техникой. Поэтому давайте рассмотрим, что собой являют игровые манипуляторы, и какие они бывают.

Общая информация

Манипулятор - это устройство, которое отличается от привычных нам мышек и клавиатур формой и принципом действия. По последней характеристике можно сказать, что они способны распознавать плавное нажатие.

В качестве примера давайте рассмотрим гоночный симулятор. При использовании клавиатуры при поворотах может быть значение только "не/нажато". И виртуальный руль управления выкручивается полностью. Компьютерные манипуляторы позволяют устранить эту серьезную неудобность. Так, при их использовании можно выставить много разных положений. Руль - просто пример.

Читая статью далее, можно убедиться, что игровые манипуляторы - это численное подразделение дополнений для компьютеров и приставок. И руль приведён в качестве примера того, как функционируют устройства данного типа. Но не все игры без проблем могут работать с игровыми манипуляторами.

Настройка

Прежде чем играть, необходимо обработать манипуляторы. Это значит что все нестандартные функции требуется настроить на свой вкус. Справедливости ради следует сказать, что по ним значения выставлены уже в режиме «по умолчанию». Но этого может быть недостаточно. Так, возвращаясь к рассмотренному ранее примеру с рулем, отметим, что если нас не устраивает резкость его поворота, то мы идём к настройкам и изменяем отвечающий за это параметр в меньшую или большую сторону.

Предупреждение

Сейчас можно встретить полноценные приложения к играм. Так, популярным является использование манипулятора, в котором смоделирован полностью управляющий комплекс автомобиля (где кроме руля ещё и коробка передач, и три педали есть). Но необходимо понимать, что такие разработки довольно хрупкие для полноценной имитации всей ситуации. Подавляющее большинство манипуляторов не рассчитано на то, что к ним будет чрезмерное применение силы. Хотя резкие движения они переносят без проблем, следует отметить, говоря про манипуляторы: это во многом зависит от качества используемой марки и наличия оригинала/подделки. В принципе, подобное можно отнести практически ко всем сферам нашей жизни.

Джойстики

Есть желание ощутить себя в кабине самолета, и при этом даже не покидать свою комнату? Что же, эта идея очень легко может быть реализована. Благодаря постоянным совершенствам систем манипуляции появились джойстики. Они существуют во многих вариациях и моделях - даже с обратной связью. Наверное, чтобы игра легкой не казалась. Правда, для развлечений, где необходимо быстро и резко реагировать на различные события, они не подойдут. Так, если нужно развернуться на 180 градусов с помощью мыши, то это плёвое дело. С джойстиком необходимо подождать, пока субъект управления медленно, но уверенно будет разворачиваться. В основном он применяется в гонках и симуляторах.

Руль

Нами уже рассматривались подобные манипуляторы. Это устройство позволяет в полной мере насладиться игрой. Самые современные образцы не только предоставляют удобство в управлении, но и позволяют чувствовать различное сопротивление на разных местах. Так, на асфальтовом шоссе вы заметите небольшое дрожание руля. При езде по виртуальной гальке человек ощущает сильное подергивание и несколько затрудненное управление. Правда, ценовое различие просто поражает. Возьмем два устройства: в одном есть простое сопротивление, а второе - такое, как было описано. Разница в их цене будет трехкратной, если не больше.

А теперь давайте уделим внимание основным моментам, которые важно учитывать, чтобы остаться довольными покупкой. Первоначально необходимо проверить, удобно ли будет играть с использованием такого руля. Для этого желательно пощупать экземпляр, который понравился. Особое внимание обратите на то, как он крепится. Наилучшими считаются те экземпляры, где используются специальные струбцины, поскольку они обеспечивают максимально реалистичный эффект. Менее желательными считаются те образцы, где крепление производится благодаря присоскам. Выбирая себе компьютерные манипуляторы, также обратите внимание на такую характеристику, как угол поворота руля. Чем больше он будет, тем легче управлять. Про люфт можно сказать, что он должен быть минимальным (а лучше его полное отсутствие). В противоположном случае управление будет очень сложным. Также внимания заслуживают используемые педали. Необходимо обратить внимание на их размер и удаленность одной от другой. Для комфортного управления должно быть много места и удобное расположение.

Геймпады

Они очень похожи на джойстики, только вот вместо рычага у них используется крестик. Геймпады появились вместе с первыми игровыми консолями. На то время это было оптимальное решение. Сейчас же геймпады уже давно перешли из своего статуса консольных придатков в общеигровые. Они нашли своё применение в файтингах, аркадах и других простых играх, что неудивительно. Ведь в данном случае можно управлять всеми движениями субъекта только одним пальцем, что и нужно в данных случаях. В качестве примера можно привести игры-драки. Так, обычные манипуляторы компьютера здесь неудобны - попробуй успеть за круговыми движениями стрелочек, чтобы сделать какой-то трюк. А вот геймпады оказались буквально избранными в определённых сферах. Правда, в реальности можно встретиться с существенным их недостатком, а именно - нединамичностью. Прежде всего, можно отметить тот факт, что удобны они исключительно в руке. Поэтому подойдут они для тех, кто не хочет покупать дорогие дополнения, но и от игр отказываться намерения не имеет.

Технические особенности

В основу манипуляторов может быть положен цифровой или аналоговый принцип действия. Первый является более примитивным, чем второй. Практически все манипуляторы сейчас выпускаются с обратной связью. Так называют имитацию внешних воздействий, которую может почувствовать геймер, чтобы лучше погрузиться в игровой мир. Такой эффект ранее имели лишь дорогие манипуляторы. Это сейчас только самые дешевые и примитивные образцы не обладают им. В качестве устройства, которое так делает, используется один или даже несколько моторчиков.

Для примера приведем следующее. Происходит управление самолетом, но в одну из турбин попадает птица, которая её выводит из строя. В таком случае посылается команда манипулятору, и он начинает крениться на бок с помощью одного моторчика.

Важным также является характеристика эргономики. Предпочтительным является, чтобы устройства повторяли профиль ладони. Тогда они будут удобными в использовании благодаря тому, что не покажутся чужеродным предметом. Также при наличии выбора желательно останавливаться на тех устройствах, которые имеют встроенный интерфейс USB. В его пользу по сравнению со стандартным игровым портом можно привести несколько позитивных особенностей:

1. Двунаправленная передача данных, а также значительная пропускная способность. Благодаря этому является возможной работа полноценно функционирующей системы связи.
2. Также к шине может подключаться довольно много манипуляторов, что позволит играть на компьютере нескольким людям одновременно.
3. Наличие питания от USB. В таком случае нет необходимости заботиться о внешнем блоке питания. Правда, такой вариант не подходит, если нужно обеспечить относительно высокую мощность.

Заключение

Вот нами и была рассмотрена тема манипуляторов. Конечно, это только общий осмотр без углубления в различные вопросы, и его хватит, чтобы определится с выбором для себя. Хотя, возможно, для взаимодействия успешно подойдут мышь и клавиатура.

Манипулятор, как-никак, - сложное устройство и к тому же дорогое. Он создан специально для новых возможностей, а также для более чувствительной передачи ощущений человеку. Но если финансы позволяют и есть желание, то можно потратить часть своего заработка на то, чтобы приобрести такое дополнение для своего компьютера или приставки.

Назначение: манипулировать, управление данными на мониторе.

Схема оптико-механического манипулятора.

Шарик управления

Окно для размещения шарика

Контактирующий ролик, обеспечивающий перемещение курсора вдоль оси уЮ на экране монитора.

Источник направленного света.

Шаговый диск

Фотоэлемент

Электрические импульсы на выходе фотоэлемента.

Кнопки управления

Блок управления манипуляторов и блок связей манипулятора с компьютером.

Принцип работы:

При перемещении манипулятора по горизонтальной поверхности, вращается шарик управления и передает вращение одному из контактирующих валиков оси х или у. Вместе с валиков вращается шаговый диск. При вращении ион закрывает доступ световому потоку на фотоэлемент. Такой режим создает на выходе фотоэлемента группу электрических импульсов, которые поступают на блок управления манипулятора.

Блок управления фиксирует количество импульсов и по этому количеству определяет количество шагов или расстояние на которое должен переместиться курсор, вдоль оси х и у на экране. Блок управления поступивших в единицу времени для определения скорости перемещения курсора.

Методика определения перемещения курсора, вдоль оси у и х.

Источник направленного монохромного света, который создает луч света отвечающий за перемещение курсора влево вдоль оси х.

Источник направленного монохромного света, который создает луч света отвечающий за перемещение курсора вправо вдоль оси х.

Фотоэлемент, фиксирующий перемещение курсора вдоль оси х влево.

Фотоэлемент, фиксирующий перемещение курсора вдоль оси х вправо.

шаговый диск

Контактный валик на котором находится шаговый диск.

Направление перемещения курсора влево или вправо вдоль оси х определяется по первоочедности засветки фотоэлемента отвечающего за направление перемещения курсора.

Принцип работы оптического манипулятора типа мышь.

Поверхность столы.

Корпус манипулятора.

3,4. Кнопки управления.

5. Источник направленного монохромного света.

6. Окно в корпусе манипулятора, для подсветки поверхности стола.

Направленный источник света подсвечивает поверхность стола, цифровая фотокамера фотографирует поверхность стола с частотой 80-100 кадров в секунду.

Преобразованный в двоичный код кадры поверхности стола записываются в память манипулятора.

Процессор последовательно выбирает кадры из памяти, сравнивают их между собой и на основе сравнения вычисляет маршрут перемещения курсора на экране монитора вдоль оси х и у. Процессор тек же отслеживает сигнал поступающий с управления. Через блок связи передается все данные в ПК.

Плюсы:

Более удобное использование

Более надежная конструкции.

Высокая разрешающая способность перемещения курсора на экране.

Недостатки:

Высокая стоимость.

Дигитайзеры.

Устройство планшетного типа, предназначено для ввода графической информации в ПК в процессе создания этой информации или в режиме реального времени. Может так же использоваться для выполнения функции манипулятора.

Различают 2 типа дигитайзеров:

Пьезоэлектрический дигитайзер

Электромагнитный дигитайзер.

Движение шарика отслеживается посредством двух дисков с прорезями (горизонтального и вертикального) и двух оптических пар светодиод-фотодиод. В результате на оптической паре создаются импульсы, которые затем с помощью счетчиков конвертируются в числовые величины, обозначающие степень относительного перемещения мыши по горизонтальной и вертикальной осям. Эти величины вместе с состоянием кнопок мыши (нажата/отжата) передаются в персональный компьютер. Для защиты манипуляторов от проникновения пыли и грязи сквозь окошечко для шарика под мышь подкладывают специальные коврики (Mouse Pad).

• 1 - вращающийся обрезиненный шарик;
• 2 - X и У-ролики, снимающие координатные составляющие вращения шара;
• 3 - диски с просвечивающими отверстиями;
• 4 - излучающие светодиоды;
• 5 - фотодиодные сенсоры, преобразующие световые импульсы в координатные скорости

Обычная оптическая мышь

Первые образцы изделий имели конструкцию, приведенную на рисунке, б - внутри корпуса находятся две пары светодиодов (светодиодных приборов, СДП) и фотоэлементов (оптические пары). Обычно один из СДП излучает красный свет, а другой - инфракрасный. Фотоэлементы, смонтированные под определенным углом к СДП, улавливают свет определенной частоты. Для работы с этой мышью применяется специальный коврик, который покрыт тонкой сеткой, состоящей из цветных горизонтальных (синего цвета) и вертикальных (серого цвета) линий.

При нахождении мыши над синей линией красный свет поглощается, и чувствительный к нему СДП утрачивает сигнал. Аналогично при перемещении мыши на серую линию поглощается инфракрасный свет. При движении мыши по коврику фотоэлементы поочередно обнаруживают соответствующие источники света и их сигналы описывают движение в направлении осей X или Y. Эти сигналы передаются в персональный компьютер, где драйвером преобразуются для управления движением курсора на экране.

Оптические мыши, независимые от поверхности

По мере удешевления производства компьютерных чипов стало возможным встраивать в корпус мыши микросхемы, обрабатывающие изображения, что позволяет определять направление движения относительно любой поверхности и делает необязательным наличие специального коврика.

Современные оптические мыши, независимые от поверхности, используют оптоэлектронные сенсоры и СДП освещение, чтобы получать «снимки» поверхности, по которой осуществляется движение. Например, датчик оптической мыши Microsoft Wireless IntelliMouse Explorer был способен к фиксации 1500 изображений в секунду, каждое из которых содержит 18 х 18 пикселей, причем каждый пиксель воспринимает 64 уровня освещения. Выполняя порядка 18 млн команд в секунду, цифровой обработчик сигналов идентифицирует и сравнивает текстуру или другие особенности в зафиксированных изображениях, чтобы определить движение мыши, и переводит эти данные в координаты курсора X и У.

• а - функционирование поверхностно-независимой оптической мыши;
• б - оптический сенсор Microsoft Wireless IntelliMouse Explorer;
• 1 - освещаемая поверхность;
• 2 - светодиод или лазер;
• 3 - линза конденсора;
• 4 - объектив;
• 5 - сенсорная панель

Вариантом данной технологии является лазерная мышь, типовым образцом которой было изделие MX 1000 (Logitech совместно с Agilent Technologies, 2004 года). Здесь в качестве источника вместо СДП использовался небольшой инфракрасный лазер. Когерентное лазерное освещение обеспечивает высокую контрастность изображения и позволяет выявить подробности структуры, недостижимые при использовании СДП. Оптический датчик осуществляет до 6000 сканирований поверхности в секунду.

Джойстик

В компьютерных играх и тренажерах широко используются устройства ввода джойстики (от англ. joy stick - веселая палочка) как цифровые, так и аналоговые.

Большинство джойстиков - двумерные, имеющие две оси перемещения, но есть также и трехмерные. Обычно устройство конфигурируется так, что движение стержня-рукоятки влево/вправо соответствует перемещению по оси X, а вперед/назад - по оси Y. В устройствах, сконфигурированных как трехмерные, вращение ручки (по или против часовой стрелки) воспринимается как движение по оси Z

В некоторых моделях в джойстик монтируется датчик давления - чем сильнее пользователь нажимает на ручку, тем быстрее движется курсор по экрану дисплея.

Координатный шар (трекбол)

Трекбол представляет собой небольшую коробку с шариком, встроенным в верхнюю часть корпуса. Пользователь рукой вращает шарик и соответственно перемещает курсор. В отличие от мыши, трекбол не требует свободного пространства около компьютера и может быть встроен в корпус машины.

Известно, что подобный манипулятор использовался в советских зенитно-ракетных комплексах «Байкал», правда, диаметр шарика этого «трекбола» был около 8 сантиметров. На сегодняшний момент такие манипуляторы практически не используются и даже из традиционных для них портативных компьютеров их практически вытеснили сенсорные панели Touch Pad (в них управление курсором идет перемещением пальца по панели).

В таблице приведены характеристики некоторых образцов изделий «мышь» и «трекбол».

Таблица характеристик манипуляторов Defender и А4 Tech

Марка	Характеристики	Общий вид устройства
Беспроводная оптическая мышь. Семь кнопок и одна кнопка-колесо, используемая для вертикальной прокрутки документов. Питание: аккумулятор Ni-Mn типоразмера АА. Радиус действия: 1.5 м от приемника. Разрешение: 800 тнд (dpi). Интерфейсы: PS/2, USB. В приемник встроено усовершенствованное устройство для подзарядки, которое обеспечивает стабильный уход за аккумуляторами
Эргономичная проводная оптическая мини-мышь со светящимся колесом прокрутки. Мышь имеет две кнопки и одну кнопку-колесо для быстрой прокрутки документов. Разрешение: 400 тнд. Разъем: PS/2
Оптическая беспроводная мышь с семью кнопками и одной кнопкой-колесом. Эргономичная форма позволяет работать мышью как левой, так и правой рукой. Рабочая частота: 27 МГц. Питание: два АА аккумулятора, всего в комплекте - четыре. Зарядное устройство встроено в приемник сигнала. Разрешение: 800 тнд. Радиус действия: 2 метров от приемника. Интрефейсы: PS/2, USB
Трекбол с двумя колесиками для прокрутки документов и тремя кнопками, одна из которых (кнопка для большого пальца) может быть запрограммирована для выполнения специальных команд. Скорость прокрутки колеса может быть изменена. Разрешение: 520 тнд. Интерфейсы: PS/2, COM, Combo и USB
Оптическая мышь. Имеет четыре кнопки, две из которых (Zoom-кнопки) используются для масштабирования документов, и одну кнопку-колесо для прокрутки документов. Разрешение: 800 тнд. Интерфейсы: PS/2, USB

Другие указывающие устройства

TouchPad - устройство ввода данных, обычно используемое в ноутбуках, в которых управление курсором осуществляется путем слежения за движениями пальца пользователя. Панели Touchpad могут иметь различные размеры, редко превышающие 20 см 2 (приблизительно 3 квадратных дюйма).

TouchPad - относительное устройство, то есть, нет никакого изоморфизма между точками на экране и на его панели, и относительное перемещение пальцев пользователя вызывает относительное движение курсора. Кнопки, расположенные ниже или выше клавиатуры, аналогичны стандартным кнопкам мыши.

В зависимости от модели устройства и драйверов нажатие и движение по поверхности панели может интерпретироваться различными способами. Некоторые устройства имеют «горячие точки» или такие области, которые будут особым образом обрабатываться драйверами. Например, перемещение пальца по правому краю панели может управлять вертикальной прокруткой активного окна, а по нижнему - горизонтальной.

Нажатие двух пальцев на панель может интерпретироваться как «щелчок» правой кнопкой мыши, а их перемещение по диагонали панели - как одновременные горизонтальная и вертикальная прокрутки (что может использоваться при просмотре больших фотографий, WEB страниц и так далее).

Устройство персонального компьютера

5.1 Манипуляторы

В настоящее время существуют два типа манипуляторов:

· Мышь - с развитием операционных систем с графическим интерфейсом этот манипулятор стал просто «незаменимой» частью персонального компьютера. Манипулятор «мышь» обеспечивает простое и удобное управление многими функциями ОС и прикладных программ.

Мыши различаются по трем характеристикам - числу кнопок, используемой технологии и типу соединения устройства с системным блоком. В первоначальной форме в устройстве была одна кнопка. Перебор функций определяется перемещением мыши, но выбор функции происходит только при помощи кнопки, что позволяет избежать случайного запуска задачи при переборе функций меню. С помощью одной кнопки можно реализовать только минимальные возможности устройства. Вся работа компьютера в этом случае заключается в определении положения кнопки - нажата она или нет.

Тем не менее, хорошо составленное меню полностью позволяет реализовать управление компьютером. Однако две кнопки увеличивают гибкость системы. Например, одна кнопка может использоваться для запуска функции, а вторая для ее отмены. Вне всяких сомнений, три кнопки еще более увеличат гибкость управления. Но, с другой стороны, увеличение кнопок увеличивает сходство устройства с клавиатурой, возвращая ему недостатки последней. Практически три кнопки являются разумным пределом, потому что они позволяют лежать указательному, среднему, безымянному пальцам на кнопках, в то время как большой и мизинец используются для перемещения мыши и удержании ее в ладони.

Большинство моделей снабжаются двумя кнопками, но с появлением манипуляторов со «скролом» (валик прокрутки) двухкнопочные мыши постепенно уходят в тень, так как «скрол» одновременно выполняет сразу две функции: может использоваться в качестве третьей кнопки, и очень удобен для прокрутки документов.

Существуют «мыши» двух видов: шариковые и оптические. В шариковых манипуляторах используется механический способ передачи направления движения (шарик расположенный внизу манипулятора при перемещении вращает два расположенных внутри валика). В оптических «мышах» вместо шарика используется светодиод.

Манипулятор «мышь» имеет несколько типов подключения: COM, PS/2, USB, ИК (инфракрасный порт).

«Мыши» с типом подключения при помощи COM-порта - одни и первых манипуляторов. В основном снабжались двумя кнопками. На рынке продержалась довольно долго. PS/2- манипуляторы широко используются и сейчас, несмотря на бурно развивающиеся другие типы соединений. USB и ИК соединения используется, в основном, для оптических манипуляторов. В отличие от всех других типов соединений мыши, использующие инфракрасный порт нуждаются в дополнительном источнике питания. Обычно используются батарейки.

· Джойстик - представляет собой подвижную рукоять (или руль) с несколькими кнопками. Это устройство ввода наиболее распространено в области компьютерных игр. В игровых приставках используются цифровые джойстики, а в компьютерах - аналоговые. Аналоговый джойстик имеет перед цифровым множество преимуществ. Самыми главными являются более широкая точность управления и отсутствие необходимости в применении специальной карты и переходника для подключения к компьютеру.

Компьютеры для людей с ограниченными возможностями

Японские робототехники добавили к инвалидной коляске робототехнический модуль - руку-манипулятор RAPUDA (Robotic Arm for Persons with Upper limb DisAbilities). Она позволяет расширить возможности инвалида по самообслуживанию, то есть выполнять движения...

Периферийные устройства ПК

Применение средств вычислительной техники для автоматизации проектных процедур

3D-манипуляторы (или 3D-мыши) представляют собой прибор с тяжелым корпусом, в нижней части которого располагается платформа под запястье, а в верхней - функциональные клавиши. Среднюю часть корпуса занимает рабочий орган манипулятора...

Манипулятор «мышь» -- механический манипулятор, преобразующий механические движения в движение курсора на экране. Это тоже одно из основных внешних устройств компьютера...

Современные внешние устройства

Джойстик -- устройство ввода информации, которое представляет собой качающуюся в двух плоскостях ручку. Наклоняя ручку вперёд, назад, влево и вправо, пользователь может передвигать что-либо по экрану (рисунок 6). Рисунок 6. Джойстик Рисунок 7...

Устройства ввода информации в персональный компьютер

Хотя клавиатура еще вовсе не утратила значения для общения пользователя с компьютером, другое устройство ручного ввода информации - мышка - становится все более весомой и важной. Но даже рискуя сделать из мышки слона, можно уверено утверждать...

Устройство персонального компьютера

В настоящее время существуют два типа манипуляторов: · Мышь - с развитием операционных систем с графическим интерфейсом этот манипулятор стал просто «незаменимой» частью персонального компьютера...

Манипуляторы - мыши, трекболы

Манипулятор мышь. Одним из традиционных компьютерных устройств ввода является манипулятор мышь (mouse), в ранних советских ЭВМ фигурировавшая под названием «колобок». Этот манипулятор наилучшим образом подходит для запуска программ в рамках оконных графических интерфейсов, указания позиции объектов на экране, несколько хуже - для рисования. Практически невозможно (если не брать в расчет эмуляторы клавиатуры) с помощью мыши вводить текстовые данные.

Функциональное назначение клавиш (у большинства мышей - две, а в некоторых - более трех) различно и зависит от выполняемого приложения. Качество мыши определяется ее разрешением, которое измеряется числом точек на дюйм, которое лежит в диапазоне от 200 до 900 тнд.

Оптико-механическая мышь. Движение шарика отслеживается посредством двух валиков с прорезями (горизонтального и вертикального) и двух оптических пар светодиод-фотодиод (рис. 5.4, а). В результате на оптической паре создаются импульсы, которые затем с помощью счетчиков конвертируются в числовые величины, обозначающие степень относительного перемещения мыши по горизонтальной и вертикальной осям. Эти величины вместе с состоянием кнопок мыши (нажата/отжа- та) передаются в ПК. Для защиты обоих типов манипуляторов от проникновения пыли и грязи сквозь окошечко для шарика под мышь подкладывают специальные коврики (Mouse Pad).

Рис. 5.4. Принцип функционирования оптико-механической (а ) и оптической

• (б) мыши:
  • 1 - вращающийся обрезиненный шарик; 2 - X- и F-ролики, снимающие координатные составляющие вращения шара; 3 - диски с просвечивающими отверстиями; 4 - излучающие светодиоды; 5 - фотодиодные сенсоры, преобразующие световые импульсы в координатные скорости

Обычная оптическая мышь. Первые образцы изделий имели конструкцию, приведенную на рис. 5.4, б - внутри корпуса находятся две пары светодиодов (светодиодных приборов - СДП) и фотоэлементов (фотоэлементные пары). Обычно один из СДП излучает красный свет, а другой - инфракрасный. Фотоэлементы, смонтированные под определенным углом к СДП, улавливают свет определенной частоты. Для работы с этой мышью применяется специальный коврик, который покрыт тонкой сеткой, состоящей из цветных горизонтальных (синего цвета) и вертикальных (серого цвета) линий.

При размещении мыши над синей линией красный свет поглощается, и чувствительный к нему СДП утрачивает сигнал. Аналогично при перемещении мыши на серую линию поглощается инфракрасный свет. При движении мыши по коврику фотоэлементы поочередно обнаруживают соответствующие источники света, и их сигналы описывают движение в направлении осей X или Y. Эти сигналы передаются в ПК, где драйвером преобразуются для управления движением курсора на экране.

Оптические мыши , независимые от поверхности. По мере удешевления производства компьютерных чипов стало возможным встраивать в корпус мыши микросхемы, обрабатывающие изображения, что позволяет определять направление движения относительно любой поверхности и делает необязательным наличие специального коврика.

Современные оптические мыши, независимые от поверхности, используют оптоэлектронные сенсоры и СДП-освещение, чтобы получать «снимки» поверхности, по которой осуществляется движение (рис. 5.5, а). Например, датчик оптической мыши Microsoft Wireless IntelliMouse Explorer (рис. 5.5, б) был способен к фиксации 1500 изображений в секунду, каждое из которых содержит 18 х 18 пикселей, причем каждый пиксель воспринимает 64 уровня освещения. Выполняя порядка 18 млн команд в секунду, цифровой обработчик сигналов идентифицирует и срав-

оптический сенсор Microsoft Wireless IntelliMouse Explorer (б): l - освещаемая поверхность; 2 - светодиод или лазер; 3 - линза конденсора; 4 - объектив; 5 - сенсорная панель нивает текстуру или другие особенности в зафиксированных изображениях, чтобы определить движение мыши, и переводит эти данные в координаты курсора Хи Y.

Вариантом данной технологии является лазерная мышь, типовым образцом которой было изделие MX 1000 (Logitech совместно с Agilent Technologies, 2004 г.). Здесь в качестве источника вместо СДП использовался небольшой инфракрасный лазер. Когерентное лазерное освещение обеспечивает высокую контрастность изображения и позволяет выявить подробности структуры, недостижимые при использовании СДП. Оптический датчик осуществляет до 6000 сканирований поверхности в секунду.

Джойстик. В компьютерных играх и тренажерах широко используются в качестве устройства ввода джойстики (от англ, joy stick - веселая палочка) как цифровые, так и аналоговые.

Стандартный джойстик Atari, введенный (1977 г.) в системе Atari Video Computer System (VCS, позднее переименовано в Atari 2600), был цифровым джойстиком с единственной кнопкой «огонь» и подключался через разъем последовательного порта DB-9. Электрические спецификации этого изделия стали фактическим стандартом для цифровых джойстиков в течение ряда последующих лет.

Большинство джойстиков - двумерные, имеющие две оси перемещения, но есть также и трехмерные. Обычно устройство конфигурируется так, что движение стержня-рукоятки вле- во/вправо соответствует перемещению по оси X, а вперед/на- зад - по оси Y. В устройствах, сконфигурированных как трехмерные, вращение ручки (по или против часовой стрелки) воспринимается как движение по оси Z

В некоторых моделях в джойстик монтируется датчик давления - чем сильнее пользователь нажимает на ручку, тем быстрее движется курсор по экрану дисплея (рис. 5.6, а).

Координатный шар (трекбол). Трекбол представляет собой небольшую коробку с шариком, встроенным в верхнюю часть корпуса. Пользователь рукой вращает шарик и соответственно перемещает курсор. В отличие от мыши трекбол не требует свободного пространства около компьютера и может быть встроен в корпус машины (рис. 5.6, б).

В табл. 5.1 приведены параметры некоторых образцов манипуляторов мышь и трекбол.

Рис. 5.6. Джойстик (а) и трекбол Logitech TrackMan (б)

Таблица 5.1. Некоторые примеры беспроводных клавиатур, манипуляторов «мышь» и «трекбол»

	Характеристики	Общий вид изделия
A4-Tech KBS-2350 RP	Беспроводный набор, интерфейс USB, беспроводная клавиатура RSI, беспроводная оптическая мышь, зарядное устройство в приемнике
	Трекбол с двумя колесиками для прокрутки документов и тремя кнопками, одна из которых (кнопка для большого пальца) может быть запрограммирована для выполнения специальных команд. Скорость прокрутки колеса может быть изменена. Разрешение 520 тнд. Интерфейсы: PS/2, COM, Combo и USB
A4-Tech SWOP-50Z UP, USB+PS/2	Оптическая мышь. Имеет четыре кнопки, две из которых (Zoom-кнопки) используются для масштабирования документов, и одну кнопку-колесо для прокрутки документов. Разрешение 800 тнд. Интерфейсы: PS/2, USB

Окончание табл. 5.1

	Характеристики	Общий вид изделия
Defender М 1440А UP	Оптическая беспроводная мышь, использующая радиоинтерфейс для передачи сигнала. Мышь имеет четыре кнопки, две из которых могут быть запрограммированы для выполнения специальных команд, и кнопку-колесо для быстрой прокрутки документов. 256 кодировок сигнала не позволяют другим мышам подключаться к компьютеру пользователя, а применение двух каналов позволяет разным мышам не создавать взаимных помех. Рабочая частота 27 МГц. Питание: два аккумулятора AAA Ni-Mn, зарядное устройство встроено в приемник. «Спящий режим» во время простоя мыши увеличивает время работы аккумуляторов. Радиус действия: 1 м от приемника. Интерфейсы: PS/2, USB
A4Tech WOP-35 UP	Проводная оптическая мышь с четырьмя обычными кнопками и двумя кнопками-колесами для горизонтальной и вертикальной прокрутки документов. Боковые кнопки могут быть запрограммированы для выполнения специальных команд. Оптический сенсор позволяет произвести более точное позиционирование курсора. Разрешение 520 dpi. Интерфейс PS/2

Другие указующие устройства

TouchPad - устройство ввода данных, обычно используемое в ноутбуках, в которых управление курсором осуществляется путем слежения за движениями пальца пользователя (рис. 5.7, 7). Панели TouchPad могут иметь различные размеры, редко превышающие 20 см 2 (приблизительно 3 квадратных дюйма).

TouchPad - относительное устройство, т. е. нет никакого изоморфизма между точками на экране и на его панели, и относительное перемещение пальцев пользователя вызывает относительное движение курсора. Кнопки, расположенные ниже или выше клавиатуры, аналогичны стандартным кнопкам мыши.

Рис. 5.7. Ноутбук IBM ThinkPad «UltraNav», оборудованный указателями TouchPad (1 ) и Trackpoint (2)

В зависимости от модели устройства и драйверов нажатие и движение по поверхности панели может интерпретироваться различными способами. Некоторые устройства имеют «горячие точки» или такие области, которые будут особым образом обрабатываться драйверами. Например, перемещение пальца по правому краю панели может управлять вертикальной прокруткой активного окна, а по нижнему - горизонтальной.

Нажатие двух пальцев на панель может интерпретироваться как «щелчок» правой кнопкой мыши, а их перемещение по диагонали панели - как одновременные горизонтальная и вертикальная прокрутки (что может использоваться при просмотре больших фотографий, Web-страниц и т. д.).

Существует два метода конструирования панелей. В матричном методе используется два массива параллельных проводников, разделенных изолирующим слоем, причем проводники этих слоев ориентированы ортогонально друг к другу. Высокочастотный сигнал последовательно подается на различные пары координат в двумерной матрице, образованной этими массивами. Ток, проходящий в цепи, пропорционален емкости, и поскольку при помещении пальца в одну из точек матрицы соответствующая емкость изменяется, это позволяет определить координаты точки прикосновения.

Метод емкостного шунтирования основан на измерении вариаций емкости передатчиком и приемником, расположенных на противоположных сторонах датчика. Передатчик создает переменное электрическое поле частоты 2-300 кГц. Если точка заземления (палец) помещается между передатчиком, то некоторые из силовых линий поля шунтируются, уменьшая наблюдаемую емкость.

Pointing Stick - указующее устройство, изобретенное Тедом Селкером (Ted Selker) и используемое под различными торговыми марками (IBM как TrackPoint, Dell Latitudes как Track Stick и пр.). В основном предназначено для ноутбуков, но может размещаться на клавиатуре или корпусе мыши настольных ПК, неформально именуется «nipple» («сосок», «соска» и пр.).

Устройство представляет собой сменный резиновый колпачок, обычно красного цвета (на машинах ThinkPad, см. рис. 5.7, 2). На клавиатурах qwerty традиционно размещается между клавишами, и.

Устройство использует измерение приложенного усилия (типично путем изменения электрического сопротивления материала датчика). Скорость перемещения курсора определяется значением измеренного усилия.

Устройства версий TrackPoint III и TrackPoint IV имеют особенность, упоминаемую как «отрицательная инерция» (negative inertia), которая заставляет курсор «слишком остро реагировать» на ускорение или замедление движения. Тесты, проведенные IBM, показали, что пользователю легче правильно позиционировать курсор, если опция «отрицательной инерции» включена, нежели когда она выключена.