Виды манипуляторов компьютера. Дополнительные периферийные устройства

Персональные компьютеры, очень плотно соприкоснулись с нашей повседневной жизнью, с их помощью мы работаем, смотрим фильмы, слушаем музыку, читаем книги, новости и еще много чего делаем. Но больше всего многие любят на компьютере играть. Красочные, реалистичные и интересные игры не оставляют равнодушными даже взрослых.

Практически всеми играми можно управлять при помощи стандартной клавиатуры и мыши. А для повышения комфорта разработчики создали специальные геймерские модификации с дополнительными кнопками, улучшенной эргономикой и ярким дизайном. Но есть еще один тип устройств - это игровые манипуляторы , которые способны вывести игровой процесс на качественно новый уровень

Условно их можно разделить на три типа: джойстики, геймпады и рули. Рассмотрим подробнее каждый из них.

Джойстики

Этот вид игрового манипулятора, грубо говоря, состоит из: основания, рукоятки и главной кнопки. В действительности же кнопок больше, в среднем около восьми, а в супернавороченных джойстиках их может очень много. Также возможно присутствие колесика прокручивания. Главное в джойстике - рукоятка, перемещающаяся по двум осям. К ней сводится практически весь игровой процесс. Как можно догадаться, этот игровой манипулятор используется в авиасимуляторах, им очень удобно управлять виртуальными истребителями, вертолетами и космическими кораблями.

Среди самых популярных моделей можно выделить игровой манипулятор Logitech Extreme 3D Pro . Этот джойстик подходит как для стандартных ПК, так и для семейства Mac. Подключается через USB. Пользователи отмечают его удобство, компактность и функциональность (12 кнопок). Также у него довольно доступная цена - в пределах 270-420 грн. Также широко известны джойстики Genius MetalStrike Pro и Thrustmaster T.16000M.

Геймпады

Геймпады обычно используются на игровых приставках (типа Xbox, PlayStation, Nintendoи другие), но не менее популярны они и на ПК. Геймпад представляет собой блок с кнопками: с правой стороны кнопки действий, а с левой D-pad- большая кнопка со стрелками, качающаяся в восьми направлениях. Зачастую современные геймпады оснащены мини-джойстиками, которые управляются большими пальцами. Также в народе геймпад иногда называют «двурогим», так у него есть две удобные ручки, которые хорошо ложатся в обе ладони. Геймпад хорошо справляется с такими играми: спортивные симуляторы (футбол, баскетбол, хоккей), драки, бродилки, гонки.

Genius MaxFire Grandias 12V завоевал популярность наверняка благодаря своей цене - от 90 до 260 грн. Также он оставляет приятные впечатления благодаря своей функциональности: 12 кнопок, мини-джойстики, виброотдача. Также пользователи отмечают отменное качество сборки. В категории от 150 до 300 грн конкурируют Thrustmaster F1 Dual Analog Ferrari F60 Exclusiveи Logitech Rumble Gamepad F510.

Рули

Особняком стоят рули, которые предназначены для автосимуляторов. Игровой руль имитирует аналогичное устройство в обычных наземных транспортных средствах. Как другие игровые манипуляторы руль содержит функциональные кнопки (многие из них даже похожи на геймпады), но еще у него могут быть подрулевые рычаги, используемые для переключения передач или ускорения/торможения. Возможна также комплектация дополнительными модулями: настольным имитатором рукоятки КПП и напольными двумя-тремя педалями. Также существуют моторули - менее распространенный вариант.

Особого внимания заслуживает модель Thrustmaster Ferrari GT Experience 3-in-1. У этих рулей большой угол поворота - 240 градусов, имеется 11 кнопок и виброотдача. Эти устройства можно подключить не только к ПК, но и к PS2 и PS3. Но главное их достоинство - это отличный дизайн, стилизованный под Ferrari. Такие игровые манипуляторы купить можно в пределах 400-600 грн. Еще заслуживают внимания Genius TwinWheel и Logitech G27 Racing Wheel.

Таким образом, можно выделить три лучших производителя игровых манипуляторов: Logitech, Genius и Thrustmaster . Но стоит добавить, что неплохо зарекомендовали себя Saitek, Gembirdи DVTech.

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.

Устройства, предназначенные для взаимодействия с объектами окон папок и программ на экране монитора аналогично тому, как это делала бы рука, относятся к манипуляторам (от лат. manipula – рука). Относительные манипуляторы: мышь, джойстик, сенсорная панель; абсолютные – дигитайзер.

Мышь – устройство позиционирования указателя мыши (в виде стрелки, крестика, вертикальной палочки) на изображении экрана и для взаимодействия с объектами путем подачи команд кнопками. Применение мыши основано на возможностях графического интерфейса (взаимодействия пользователя с компьютером), предоставляемого современными операционными системами.

Обычная мышь скользит но столу или но коврику, а но ее перемещению датчики передают в системный блок через хвостик-кабель мыши данные о направлении и длине пути.

Нажатия на кнопки мыши посылают дополнительные коды-команды. Процессор обрабатывает все поступающие коды и посылает управляющие сигналы об изменении позиции указателя мыши на изображении экрана или команду.

Мышь имеет основную и вспомогательную кнопки, которые можно нажимать (удерживать нажатие), щелкать (ко

роткое нажатие), чтобы выполнить запуск программы или открыть файл.

Действия мыши имеют несколько вариантов:

• щелчок кнопки – нажатие правой или левой кнопки с быстрым отпусканием;
• двойной щелчок – двойное короткое и быстрое нажатие кнопки;
• удерживание кнопки при перемещении мыши позволяет выделить, зацепить и сместить объект или границу;
• удерживание клавиши клавиатуры Ctrl, Shift или Alt при нажатии кнопки мыши модифицирует ее действие и подаваемые команды.

Само по себе перемещение мыши без нажатия кнопок заставляет указатель мыши скользить по экрану над объектами, но не отдает команды. Ничего не происходит, кроме появления всплывающих подсказок. Но когда указатель позиционирован и сделан щелчок кнопкой мыши, будет оказано воздействие на объект изображения.

Положение пальцев на кнопках мыши: указательный палец – левая кнопка; безымянный палец – правая кнопка; средний палец – колесико прокрутки (при наличии) или средняя кнопка (у трехкнопочной мыши), для двухкнопочной мыши средний палец не используется.

Основную кнопку мыши (как правило, левую) кратко нажимают указательным пальцем (выполняют щелчок), чтобы выбрать позицию курсора в тексте, выделить или сделать активным объект на экране.

Внимание! Двойной щелчок открывает папку или файл, если нажатия короткие, отрывочные, с очень близким интервалом. Не следует раздавливать кнопку мыши, нельзя вязнуть при нажатии. Нельзя толкать, дергать мышь в момент щелчка по папке, потому что, зацепив папку, мышь может не открыть ее, а задвинуть в соседнюю папку. Необходимы два спокойных, но коротких нажатия (щелк-щелк).

Длительное нажатие кнопки мыши при ее перемещении применяется для выделения площади текста или рисунка, перетаскивания с "зацепом", смещения объектов и их границ иа экране. Некоторые действия выполняются мышью в сочетании с нажатием клавиш клавиатуры. Например, Ctrl и левая кнопка мыши с зацепом объекта – не перемещение, а копирование.

Вспомогательной кнопке мыши (обычно правой) операционная система поручает открывать контекстное меню команд или параметров (список для выбора команд но положению указателя на экране). Контекстные команды зависят от программы, в которой в данный момент работают с мышью.

В некоторых моделях мышей какую-нибудь дополнительную команду-услугу выполняет средняя кнопка (например, закрывает окна Windows) или колесико прокрутки содержимого при просмотре в окнах папок и программ.

Работу мыши обслуживает специальная программа – драйвер мыши. В операционной системе Windows настройку мыши выполняет команда Пуск, Панель управления, Мышь. Можно изменить предельную скорость (частоту) нажатия кнопки мыши (интервал щелчков), изменить вид указателя и его чувствительность к перемещению мыши, поменять приписку основной и вспомогательной кнопки для левши.

Механическая мышь следит за своим перемещением по вращению внутреннего шарика, который катится но коврику. Оптическая мышь просматривает фотоэлементами мелькание пробегаемых точек поверхности и может работать без коврика. Радиомышь и гироскопическая мышь учитывают и передают свое перемещение, используя радиосигнал, без коврика и без кабеля. Такие "летучие мыши" подходят для дистанционного управления, в частности, презентациями. (Гироскоп – волчок, раскрученный до большой скорости, ось вращения которого обладает свойством удерживать свое положение при внешних воздействиях. Гироскопы используются для ориентировки летательных объектов, а теперь и "летучих мышей".) Интерактивная мышь имеет внутри генератор вибраций для передачи тактильных ощущений, сопровождает перемещение "на ощупь", упругостью и дрожью передает прохождение указателя по кнопкам программы и через границу окна.

Дигитайзер – устройство ввода графического векторного изображения, получаемого в результате передвижения указателя по специальной поверхности рукой оператора ПК. Устройство состоит из графического планшета и указателя (перо, курсор). Планшет подключается к ПК, а перо – к планшету. Принцип действия дигитайзера основан на фиксации местоположения указателя с помощью встроенной в планшет сетки проводников. Шаг считывания информации называется разрешением дигитайзера. Дигитайзеры используются при работе с системами автоматизированного проектирования и графическими редакторами.

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.

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

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).