Манипуляторы. Манипуляторные устройства пк

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.

Web-камеры.

В настоящее время существует большое количество профессиональных цифровых систем видеонаблюдения, решающих разные задачи и соответственно имеющих различные возможности и цену. Но вполне работоспособную систему можно реализовать и на дешевых Web-камерах с интерфейсом USB. Например, программа в комплекте поставки WebCam фирмы Creative позволяет превратить компьютер в простейшую охранную систему, начинающую захват изображения при обнаружении каких-либо изменений в кадре. Можно настроить камеру так, чтобы ПК подавал звуковой сигнал при движении объекта в кадре. Видеоизображение также можно транслировать в сеть Internet.

(Web-камера)

При отсутствии локальной сети web-камера может подключаться непосредственно к компьютеру, а удаленный доступ к ней в режиме входящих/исходящих звонков может осуществляться через внешний модем. Подключение web-камеры к компьютеру или модему осуществляется через разъем RS-232 (кабель нуль-модем включен в комплект поставки). Web-камера может работать с большинством модемов, поддерживающих протокол V90.

Стремительное развитие беспроводных технологий послужило толчком к созданию целого семейства беспроводных Web-камер. Но последние остаются все еще очень дорогими (почти в 10 раз дороже самых дешевых проводных). Многие современные Web-камеры имеют схожие характеристики и отличаются, в основном, только дизайном и комплектацией поставки.

С помощью Web-камеры можно быстро «отсканировать» рисунок или текст, а текст даже впоследствии «распознать» и сохранить в алфавитно-цифровом виде. Надо лишь подобрать ровную поверхность, хорошо осветить объект и кликнуть мышкой на соответствующую кнопку в прилагаемой к камере простой программе. Особенно актуален такой способ «сканирования» для объектов большого формата, которые на обычный планшетный сканер положить не удается.

Если есть доступ в Интернет, то можно использовать стандартные программки типа Windows Messenger или NetMeeting и общаться с собеседником на другом конце света, видя его изображение (иногда, правда, с большим запаздыванием). Если же скорость связи совсем плохая, то можно автоматически фотографировать собеседников через заранее заданные промежутки времени, после чего изображение будет автоматически отсылаться тому, с кем вы общаетесь, и принимать от него. Даже при наших скоростях связи и более или менее скромном разрешении снимков реально добиться того, чтобы ваш собеседник получал не менее 5-10 свежих фотографий в минуту.

Аналогичным образом можно организовать видеоконференцию с группой удаленных от вас людей (хотя, возможно, в этом случае понадобится специальное программное обеспечение).

Устройства ввода

Манипуляторы

Манипуляторы являются координатными устройствами ввода, так как движение манипулятора преобразуется в изменение текущих координат экрана. Эти устройства позволяют ускорить работу с компьютерными объектами и обеспечивают более удобное управление ими.

Мышь

Широкое использование графического интерфейса привело к появлению манипулятора «мышь».

По способу считывания информации их можно классифицировать на:

механические;

оптико-механические;

оптические.

На нижней поверхности механической мыши имеется шарик. Перемещение мыши по ровной поверхности приводит к вращению шарика, который взаимодействует с датчиками внутри корпуса мыши. В результате вырабатывается сигнал, который заставляет перемещаться указатель мыши на экране монитора.

Оптическая мышь имет красный светодиод для подсветки и миниатюрную видеокамеру, которая делает снимки поверхности под ней (от 1500 до 6000 кадров в секунду). Специальный процессор сравнивает два последовательных кадра и вычисляет величину и направление смещения.

На верхней поверхности мыши обычно расположены 2 кнопки. Нажатие на кнопку мыши компьютер воспринимает как указание на выполнение некоторого заданного действия.В настоящее время появились мыши с колесиком, предназначенным для прокрутки изображений и текстов, не умещающихся целиком на экране.
Использование мыши позволяет более быстро и удобно управлять работой различных программ.

Качество мыши определяется ее разрешающей способностью , которая измеряется количеством точек на дюйм - dpi (dot per inch).
От этой характеристики зависит, насколько точно указатель мыши будет передвигаться по экрану.
Для мышей среднего класса разрешение составляет 400-800 dpi. Это означает, что при перемещении мыши на 1 дюйм (1 дюйм=2,54 см) указатель мыши на экране переместится на 400-800 точек

Разные типы мыши также отличаются друг от друга способом соединения с компьютером:

проводные - присоединяемые с помощью кабеля;

беспроводные , или «бесхвостые» мыши - соединение с компьютером обеспечивается инфракрасным сигналом, который воспринимается специальным портом.

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.

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.