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).

— Лучший по функциональности руль в своем ценовом сегменте

Нынешнее поколение игр не возникло из ниоткуда, оно является результатом длительного развития. В качестве точки отсчета можно взять 80-е годы прошлого века. Тогда начали обретать популярность игровые автоматы, а также появилась приставка NES от компании Nintendo. В Россию же просачивание этой индустрии началось в 90-е. Тогда обрела огромную популярность 8-битная приставка Dendi.

Со временем и персональный компьютер стал распространенным в качестве игровой станции. Многие прежние консольщики перешли на ПК. Это не могло пройти бесследно. Вместе с ними на компьютере появились всевозможные манипуляторы, облегчающие управление в видеоиграх. Рули, джойстики, геймпады - каждое из устройств заточено под определенный жанр. Благодаря этому времяпрепровождение множества геймеров за компьютером стало значительно комфортнее.

Джойстики представляют собой копию штурвала в самолете. Они предназначены для управления летательными средствами в авиасимуляторах. Связка руля и педалей идеально подходит для гонок. Геймпад является более универсальным устройством. С ним удобно играть в экшены от третьего лица, файтинги, RPG и спортивные симуляторы. Однако закоренелые геймеры на геймпаде способны управляться даже в шутерах, например, расстреливать недругов в Battlefield или Call of Duty. Но для этого жанра все же лучше подходит классическая клавиатура с мышью. Для глубокого ознакомления со всеми видами игровых манипуляторов ниже представлен их топ от 2018 года. Там будут представлены геймпады проводные и беспроводные, рули и джойстики.

Лучшие проводные геймпады

Геймпад является наиболее привычным игровым манипулятором. Каждый его мог видеть в качестве устройства управления в старых и новых консолях. Главным преимуществом проводного устройства является стабильность работы. Такой геймпад не разрядится в напряженный момент игры, ведь получает питание по кабелю от компьютера. Но с этим связан и главный его недостаток: скованность движений. Не каждому пользователю хватит длины кабеля проводного геймпада. Да и само наличие провода может мешать. Но для большинства людей эти недостатки незначительны, плюсы их перевешивают.

Практически всегда геймпад представляет собой игровой манипулятор, на котором располагаются кнопки, триггеры (курки) и аналоговые стики. Его форма предназначена для двуручного удержания. В современных геймпадах часто устанавливают систему вибрации. Некоторые контроллеры также совместимы с нынешним поколением игровых приставок.

Оценка (2018): 4.3

Преимущества: Низкая цена при высокой функциональности

Страна-производитель: Китай

Открывает топ игровых геймпадов модель Defender Game Racer Turbo. Данная компания зарекомендовала себя на рынке игровых манипуляторов благодаря выпуску добротных бюджетных устройств. Game Racer Turbo внешним видом и расположением кнопок копирует классический контроллер от Playstation 2. Предназначен манипулятор для игр на компьютере, но совместим со вторым и первым поколением консолей Sony.

Геймпад заключен в прорезиненный корпус, его удобно и комфортно держать в руках. По части управления тут все стандартно: D-pad крестовина, аналогичный набор кнопок, но уже нумерованных, бамперы и триггеры. Но имеются и некоторые отличия. На корпусе расположены три дополнительных кнопки: Analog, Turbo, Slow. Геймпад оснащен системой вибрации. За ее реализацию отвечают два симметрично отдаленных от центра мотора. Главным недостатком Game Racer Turbo является длина кабеля, она составляет всего лишь полтора метра, подойдет не для всех.

Оценка (2018): 4.5

Преимущества: Дорогостоящий геймпад, не имеет аналогов по качеству

Страна-производитель: Китай

Достоинства	Недостатки
Качественная сборка Совместимость с играми на ПК Удобный и эргономичный дизайн Хорошая вибтроотдача Плавное и четкое управление/item]	Скрип стиков

Игровой контроллер от Microsoft - однозначно лучшее решение из дорогостоящих манипуляторов. Пользователям он полюбился еще с консоли Xbox 360, а после перекочевал и на персональный компьютер. Аналогов по качеству и эргономике у него просто нет.

Отличительной чертой от большинства других контроллеров у Microsoft Xbox 360 Controller for Windows является расположение аналоговых стиков. Правый из них находится на том же месте. Но левый стик заменяет место крестовины. Для некоторых пользователей такое расположение гораздо удобнее. В качестве элементов управления также используются два курка и десять кнопок.

Компания Microsoft постаралась при производстве контроллера. Особенно примечательна сборка - она великолепна. Ничего не скрипит, не люфтит и не отваливается. Для соединения с компьютером используется трехметровый USB кабель, его длины будет вполне достаточно практически для любого пользователя. Еще одним преимущество геймпада является полная совместимость с Xbox 360, достаточно подключить его к приставке и начать игру.

Реальный недостаток у него только один - высокая цена. Геймпад от Microsoft дороже по сравнению с остальными контроллерами. Но столь высокое качество стоит своих денег. Данное устройство прослужит геймеру не один год.

Оценка (2018): 4.8

Преимущества: Идеальный проводной геймпад за свою цену

Страна-производитель: Китай

Достоинства	Недостатки
Хорошо совместим со многими играми Доступная цена Удобный и эргономичный дизайн Два режима поддержки DirectInput и XInput Плавное и четкое управление	Тонкий провод Нет виброотдачи

Компания Logitech занимается производством игровых устройств, в том числе и геймпадов. Модель F310 при низкой цене является очень качественным и удобным манипулятором. Два стандартных аналоговых стика, крестовина D-pad и десять кнопок - все это служит в качестве элементов управления геймпада.

Корпус F310 исполнен из качественного пластика. Из минусов устройства можно выделить неудобство жесткого и короткого провода (1.8 метра), а также отсутствие в данной модели вибрации. Но недостатки не так значительны, преимущества с лихвой их перевешивают. А многочисленные отзывы от пользователей говорят, что Logitech F310 - один из лучших манипуляторов за свою цену. Именно он возглавляет рейтинг проводных геймпадов.

Лучшие беспроводные геймпады

Беспроводное соединение в геймпадах стали использовать относительно недавно. Игровые контроллеры без проводов быстро обрели популярность среди геймеров. Изначально их использовали только в игровых консолях. Позже специализирующиеся на игровых манипуляторах компании стали выпускать беспроводные геймпады с возможностью подсоединения к персональным компьютерам.

Главным их преимуществом является свобода движений. Отсутствие кабеля не сковывает движений пользователя, а радиус действия беспроводной связи может достигать десяти метров. Благодаря этому пользователь может разместиться в комфортном положении и на нужном отдалении от экрана. Идеальным использованием для беспроводного геймпада является игра в экшены на телевизоре с большой диагональю. В таком случае компьютер или ноутбук используется на манер консоли. Вывод изображения происходит через HDMI кабель.

Оценка (2018): 4.5

Преимущества: Наиболее интересный по части возможностей беспроводной геймпад

Страна-производитель: США

Геймпад от Valve можно смело назвать технологическим прорывом среди геймпадов. Помимо разительных внешних отличий, он гораздо более функционален. Valve Steam Controller совместим со Steam Machines и персональным компьютером. Контроллер может быть полноценной заменой для клавиатуры или мышки. В качестве элементов управления используются сенсорные трекпады, мини-джойстик D-pad и аналоговые кнопки. Геймпад относится к разряду беспроводных, заряда батареи должно хватить на 40 часов игровой сессии.

Про Valve Steam Controller можно сказать, что он самый продвинутый из представленных на рынке. Он оснащен огромным количеством всевозможных датчиков и сенсоров. Присутствуют большие возможности по части кастомизации, контроллер можно заточить под себя, сделав его использование максимально удобным. Два трекпада значительно повышают удобство управления. Благодаря им становится возможным проходить игры, изначально для геймпада не предназначенные. Программное обеспечение от Valve этому способствует. Из недостатков можно выделить высокую цену контроллера и необходимость привязки к сервису. Исключительно из-за этого Valve Steam Controller занимает третью строчку топа беспроводных геймпадов.

Оценка (2018): 4.6

Преимущества: Качественный продукт от именитой фирмы

Страна-производитель: Китай

Модель F710 является продвинутой версией F310. Главным отличием является возможность беспроводной синхронизации. Еще у данного геймпада имеется система виброотдачи. В остальном это все тот же продукт от Logitech: высокое качество сборки, эргономика и функциональность. Геймпад поставляется вместе с ресивером, поэтому докупать его отдельно не придется. А внушительной батареи хватит на долгие часы игры.

Из недостатков можно выделить характерный звук при нажатии бамперов. Для некоторых пользователей он может поначалу показаться раздражающим. Еще следует отметить непривычно тугой ход курков. Logitech F710 заслуженно занимает второе места топа беспроводных джойстиков.

Оценка (2018): 4.7

Преимущества: Лучшее беспроводное решение в высоком ценовом сегменте

Страна-производитель: Китай

Это уже второй манипулятор от Microsoft, присутствующий в рейтинге. И опять он заслуженно занимает первое место. А все благодаря своему внешнему виду. Microsoft Xbox One Wireless Controller выгодно отличается от своего предшественника. У геймпада большое количество расцветок. В функциональной части различия отсутствуют, все те же кнопки, инверсированные стики и крестовина. Сборка нареканий не вызывает. Геймпад совместим как с консолью, так и с компьютером.

Главным отличием является наличие беспроводного интерфейса. Манипулятор оснащен объемной батареи, которой будет достаточно для большого количества игровых сессий. Microsoft Xbox One Wireless Controller можно подключать также через USB кабель. Из недостатков устройства можно выделить высокую цену и отсутствие укомплектованного ресивера (приемника сигнала для компьютера). Но аналогов по качеству и функциональность у геймпада от Microsoft не имеется. От того он и занимает первое место в топе.

Лучшие джойстики

Джойстики являются предпочтительными для авиасимуляторов и двухмерных стрелялок. Среди игровых манипуляторов такого типа производятся как дорогостоящие и продвинутые решения, например, компанией Razor, так и бюджетные модели.

Джойстик - манипулятор в форме штурвала. Имеется рукоять, которая закреплена на подставке, движется по оси. На ней расположены всевозможные элементы управления (кнопки, переключатели, триггеры). Сокращенно ее называют РУС. Это сокращение от фразы ручка управления самолетом. Некоторые джойстики комплектуются дополнительным устройством РУДом. Это манипулятор для двигателя летательного устройства.

Самые дорогостоящие решения можно укомплектовать множеством элементов. К ним относятся дополнительные штурвалы, панели с информацией, педали и так далее. Предназначены они для большего вовлечения пользователя в управление летательным аппаратом, для добавления реалистичности процессу полета.

Оценка (2018): 4.3

Преимущества: Бюджетная модель джойстика

Страна-производитель: Китай

Достоинства	Недостатки
Ручные калибровки всех осей Стальная пластина в основании На ручке имеется упор для руки Сборка корпуса на винтах, а не на клею Удобное расположение кнопок + трёхрежимный переключатель	Эргономика не для всех, «примеряйте» перед покупкой Не самый лучший резистивный твист

Cobra M5 USB - добротный игровой джойстик от компании Defender. Для удобства игры имеется большое количество элементов управления. В джойстике установлены очень точные сенсоры, используется технология M-Force.

Defender Cobra M5 USB отличается своей устойчивостью. Джойстик крепится на пластине толщиной в два миллиметра. Благодаря этому он не скользит по столу и надежно стоит. В качестве креплений в джойстике используются винтики. Модель от Defender открывает топ игровых джойстиков.

Оценка (2018): 4.6

Преимущества: Профессиональный джойстик для заядлых геймеров

Страна-производитель: Китай

В комплект Saitek X52 Pro Flight System входит РУД и РУС. Он относится к продвинутым моделям игровых джойстиков. Суммарно имеется 19 клавиш, 7 осей и 3 переключателя вида. Сборка устройства от компании Saitek отличается своим качеством.

РУД оснащен маленьким экраном. На него поступает информация о летательном средстве из игры. Имеется возможность смены подсветки, всего 3 режима. Джойстик является весьма точным, им удобно управлять в авиасимуляторах. Имеются задатки для кастомизации. Из недостатков можно отметить несовместимость с USB последнего поколения. Также пользователю может показаться неудобным малый размер кабеля, соединяющего оба устройства. Занимает второе место в рейтинге лучших игровых джойстиков.

Оценка (2018): 4.3

Преимущества: Идеальный джойстик для аркадных стрелялок

Страна-производитель: Китай

Logitech Extreme 3D Pro является идеальным манипулятором для игр с аркадными боями в воздушном пространстве. Особенно его оценят фанаты War Thunder. Джойстик оснащен минимальным количеством элементов управления: курок спуска, клавиша смены обзора и 12 кнопок. Для серьезного авиасимулятора их будет мало. Но в аркадных стрелялках Extreme 3D Pro будет отличным джойстиком.

РУСом неудобно будет управлять левшам. В остальном джойстик довольно эргономичный, массивность фиксирует его на столе, сборка отличная. Благодаря своей небольшой цене Logitech Extreme 3D Pro стал очень популярным, а сейчас возглавляет топ игровых джойстиков. Во многих обзорах говорится, что модель идеальна для аркад.

Топ игровых рулей для компьютера

Руль является наименее применимым игровым манипулятором. Он подходит исключительно для игр с вождением автомобиля (симуляторы, гонки). Использование руля добавляет геймеру вовлеченность в происходящее. С ним гораздо проще почувствовать себя водителем гоночного автомобиля. Некоторые модели игровых рулей комплектуются педалями, а также коробкой скоростей.

Оценка (2018): 4.5

Преимущества: Лучший по функциональности руль в своем ценовом сегменте

Страна-производитель: Китай

Достоинства	Недостатки
Полный оборот руля 800 градусов Разная упругость педалей Графический тахометр Мощная обратная связь Практически неощутимый люфт	Высокая цена Неравномерное вращение при малых углах поворота Коробка передач шумная

В набор G27 Racing Wheel входит коробка передач, рулевое колесо, облаченное в кожу, 28 см в диаметре, а также три педали, отвечающие за ускорение, торможение и сцепление. Модель от Logitech относится к высокому ценовому сегменту, поэтому у нее большая функциональность. Суммарно имеется 18 кнопок для управления, рычаг переключения скоростей, крестовина и руль. Устройство возможно подключить к Playstation 3.

Logitech при производстве руля акцент сделала также и на дизайн, выглядит он качественно и стильно. Сборка у него отличная. А главным минусом Logitech G27 Racing Wheel является «заоблачная» цена. Но за нее пользователь получает идеальный контроллер для гоночных игр.

Оценка (2018): 4.6

Преимущества: Наиболее подходящая модель для начинающих геймеров

Страна-производитель: Китай

Лучшим рулем по соотношению цена - качество можно смело назвать Defender Forsage Drift GT. Идеально эта модель подойдет для тех, кто хочет впервые попробовать такой вид игровых манипуляторов. Руль от компании Defender можно подключить не только к компьютеру, но и к последним поколениям игровой приставки Sony. Forsage Drift GT заключен в прорезиненный корпус, диаметр составляет 25 см, а радиус поворота - 270 градусов. Руль дополнительно комплектуется двумя педалями для ускорения и торможения, а также коробкой скоростей. Для бюджетной модели Forsage Drift GT является прекрасным игровым контроллером.

На руле располагаются элементы управления: крестовина и 12 кнопок. Из негативных моментов можно отметить легко жмущиеся педали, а также низкое качество присосок. Но их можно сменить, тогда руль будет надежно держаться на столе. Forsage Drift GT занимает первое место в топе игровых рулей. В интернете на него имеется огромное количество положительных обзоров, а все благодаря высокому качеству при низкой цене.

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.

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.

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.