Компьютерная мышь
Манипуля́тор «мышь» (в обиходе просто «мышь» или «мышка») — одно из указательных устройств ввода, обеспечивающее интерфейс пользователя с компьютером.
Принцип действия
Мышь воспринимает своё перемещение в рабочей плоскости (обычно — на участке поверхности стола) и передаёт эту информацию компьютеру. Программа, работающая на компьютере, в ответ на перемещение мыши производит на экране действие, отвечающее направлению и расстоянию этого перемещения. В универсальных интерфейсах (например, в оконных) с помощью мыши пользователь управляет специальным курсором — указателем — манипулятором элементами интерфейса. Иногда используется ввод команд мышью без участия видимых элементов интерфейса программы: при помощи анализа движений мыши. Такой способ получил название «жесты мышью» (англ. mouse gestures).В дополнение к детектору перемещения, мышь имеет от одной до трёх и более кнопок, а также дополнительные элементы управления (колёса прокрутки, потенциометры, джойстики, трекболы, клавиши и т. п.), действие которых обычно связывается с текущим положением курсора (или составляющих специфического интерфейса).
Элементы управления мыши во многом являются воплощением идей аккордной клавиатуры (то есть, клавиатуры для работы вслепую). Мышь, изначально создаваемая в качестве дополнения к аккордной клавиатуре, фактически её заменила.
В некоторые мыши встраиваются дополнительные независимые устройства — часы, калькуляторы, телефоны.
История
Название «мышь» манипулятор получил в Стенфордском Исследовательском Институте из-за схожести сигнального провода с хвостом одноимённого грызуна (у ранних моделей он выходил из задней части устройства).Первым компьютером, в комплект которого включалась мышь, был миникомпьютер Xerox 8010 Star Information System (англ.), представленный в 1981 году. Мышь фирмы Xerox имела три кнопки и стоила 400 долларов США, что соответствует примерно $930 в ценах 2009 года с учётом инфляции [1]. В 1983 году фирма Apple выпустила свою собственную модель однокнопочной мыши для компьютера Lisa, стоимость которой удалось уменьшить до $25. Широкую популярность мышь приобрела благодаря использованию в компьютерах Apple Macintosh и позднее в ОС Windows для IBM PC.
Трекбол
Трекбол (англ. trackball, произносится /ˈtrækˌbɔːl/) — указательное устройство ввода информации об относительном перемещении для компьютера. Аналогично мыши по принципу действия и по функциям. Трекбол функционально представляет собой перевернутую механическую (шариковую) мышь. Шар находится сверху или сбоку и пользователь может вращать его ладонью или пальцами, при этом не перемещая корпус устройства. Несмотря на внешние различия, трекбол и мышь конструктивно похожи — при движении шар приводит во вращение пару валиков или, в более современном варианте, его сканируют оптические датчики перемещения (как в оптической мыши).
Виды
Представленные на рынке модели трекболов существенно различаются. Прежде всего трекболы отличаются размещением шарика: на некоторых моделях он управляется большим пальцем руки, на других же расположен по центру или правее центра и управляется указательным, средним и безымянным пальцами. На большинстве моделей шарик достигает 3-6 см в диаметре, однако существуют и модели с шариком около 1 см в диаметре. Почти на всех моделях кроме шара и кнопок присутствует также колесо прокрутки.Эргономичность
Многим поклонникам этого манипулятора трекбол удобен не только тем, что для работы с ним не требуется места, но и тем, что во время работы рука остается неподвижной в запястье.Например, производитель трекболов ITAC Systems, Inc. утверждает, что после 4-часовой активной работы с мышью, в результате усталости запястья, рука становится до 60 % слабее, тогда как использование трекбола не оказывает влияния на исследуемые показатели.
По той же причине некоторые предпочитают также графические планшеты.
Встречались старые модели мобильных ПК (i386), к которым трекбол жёстко пристёгивался сбоку. При работе кисть руки лежала на поверхности стола естественным образом, располагаясь справа, частью под трекболом. Такая позиция руки давала нагрузку только на мышцы, связанные с большим (шарик) и указательным (кнопка) пальцами, что обеспечивало наибольший комфорт.
Популярность
В настоящее время трекболы достаточно редко применяются в домашних и офисных компьютерах, однако нашли применение в промышленных и военных компьютерах, где пользователю приходится работать в условиях недостатка места и наличии вибрации. Так, трекболы используются в кабинах управления ракетного комплекса С-300. и АСУ ЗРВ - таких как Байкал - 1. Официальное "военное" название этого устройства - шарово-кнюпельный механизм, в терминологии С-300 - шаровой орган наведения (ШОН).Некоторые модели геймпадов, как например Space Orb, имеют встроенный трекбол. Трекбол используется в коммуникаторе HTC Hero и некоторых моделях Blackberry.
Pointing stick
Pointing stick (также известен под названиями TrackPoint, PointStick, Track Stick, StickPoint и другими) — миниатюрный тензометрический джойстик, применяемый в ноутбуках как замена мыши.
История
Pointing stick был изобретён ученым-исследователем Тедом Зелькером (англ. Ted Selker). Pointing stick зарегистрирован компанией IBM под торговой маркой TrackPoint.Устройство
Обычно джойстик имеет заменяемый резиновый кожух. На лэптопах ThinkPad он красный, другие производители используют другие цвета. Кожух часто делают из слегка шершавого материала.На клавиатуре формата QWERTY джойстик размещен между клавиш «G», «H» и «B», а кнопки мыши размещены под клавишей «пробел».
Кнопки мыши обычно нажимаются большим пальцем правой руки, но некоторые люди используют для этого пальцы обеих рук, для 1-й и 3-й кнопок соответственно.
Курсор управляется определением примененной силы (отсюда и название тензометрический джойстик), для этого используется пара резистивных датчиков деформации (резистивных тензодатчиков). Вектор перемещения курсора определяется в соответствии с примененной силой.
Характеристики
Чувствительность TrackPoint обычно настраиваемая и может быть установлена так, чтобы предоставлять крайне легкую степень отклика.Нажатие для выбора (Press-to-select) — это дополнительная функция, когда четкое нажатие на джойстик эквивалентно нажатию кнопки. Кнопка+ нажатие которой передается, может быть сконфигурирована 1-й, 2-й или 3-й. Однако, легко случайно нажать на джойстик во время печати.
Вместе с программной эмуляцией колесика мыши, TrackPoint может предоставлять полное поведение 3-х кнопочной мыши с 2-я колесиками прокрутки. Нажатие кнопки 2 создает щелчок средней кнопки, удержание кнопки 2 во время одновременно перемещения курсора создаст события вертикальной и горизонтальной прокрутки.
TrackPoint III и TrackPoint IV имеют функцию называемую «Отрицательная инерция», которая заставляет вектор перемещения курсора быть «излишне восприимчивым», когда вектор перемещения увеличивается или уменьшается при помощи джойстика. Тесты юзабилити в IBM показали, что для пользователей проще перемещать курсор с включенной функцией Negative Inertia, чем когда она отключена.
Известные проблемы
Дрейф курсора является повсеместной проблемой среди указателей данного типа, требующей частой повторной калибровки. Однако устройства TrackPoint автоматически проводят повторную калибровку когда джойстик распознает постоянный дрейф курсора. Для того чтобы провести повторную калибровку достаточно убрать палец с TrackPoint примерно на 1 секунду.Тачпад
Тачпа́д (англ. touchpad — сенсорная площадка), се́нсорная пане́ль — указательное устройство ввода, применяемое чаще всего в ноутбуках.
Как и другие указательные устройства, тачпад обычно используется для управления «указателем» путем перемещения пальца по поверхности устройства. Тачпады имеют различные размеры, но обычно их площадь не превосходит 50 см². Форма исполнения - чаще всего прямоугольник, но существуют модели и в виде круга.
Компания Apple традиционно использует для обозначения тачпада слово «трекпад» (англ. trackpad).
История
До тачпадов в ноутбуках использовались трекпоинты и трекболы.В 1988 году Джордж Герфайде (George E. Gerpheide) изобрел сенсорную панель (тачпад). Фирма Apple лицензировала его проект и начала использовать его в своих ноутбуках PowerBook, начиная с 1994 года. С тех пор, тачпад стал наиболее распространенным устройством управления курсором для ноутбуков.
Принцип действия
Работа тачпадов основана на измерении ёмкости пальца или измерении ёмкости между сенсорами. Ёмкостные сенсоры расположены вдоль вертикальной и горизонтальной осей тачпада, что позволяет определить положение пальца с нужной точностью.Поскольку работа устройства основана на измерении ёмкости, тачпад не будет работать, если водить по нему каким-либо непроводящим предметом, например, основанием карандаша. В случае использования проводящих предметов тачпад будет работать только при достаточной площади соприкосновения. (Попробуйте касаться тачпада пальцем лишь чуть-чуть). Влажные пальцы затрудняют работу тачпада.
Характеристики
Тачпады являются устройствами с довольно низким разрешением. Этого достаточно для использования их в повседневной работе за компьютером (офисные приложения, веб-браузеры, логические игры), но затрудняет работу в графических программах и делает практически невозможной игру в 3D-шутерах.Однако у тачпадов есть и ряд преимуществ, по сравнению с другими манипуляторами:
- не требуют ровной поверхности (в отличие от мыши);
- не требуют большого пространства (в отличие от мыши или графического планшета)
- расположение тачпада фиксировано относительно клавиатуры (в отличие от мыши);
- для перемещения курсора на весь экран достаточно лишь небольшого перемещения пальца (в отличие от мыши или крупного графического планшета);
- работа с ними не требует особого привыкания, как например, в случае с трекболом.
- с помощью одного тачпада (не прикасаясь к кнопкам) можно выполнять часть манипуляций левой кнопки мыши:
- короткое касание — щелчок
- двойное короткое касание — двойной щелчок
- незавершённое двойное касание с последующим перемещением — перемещение объекта или выделение
- отдельные участки тачпада (полоска справа и сверху/снизу) могут быть использованы для вертикальной и горизонтальной прокрутки.
- прокрутка — нажатие двумя пальцами и перемещение
- правая кнопка — короткое нажатие двумя пальцами
- Увеличение/уменьшение — стягивание или растягивание двух пальцев на поверхности тачпада друг относительно друга
- Переворот — изменение плоскости положения двух пальцев на тачпаде в требуемом направлении
- Перелистывание — легкое касание в движении слева направо или наоборот тремя пальцами
Тачпад отключается на ноутбуке сочетанием клавиш Fn (рядом с кнопкой Ctrl)+F10 (или + одна из от F1 до F12).
Джойстик
Джо́йстик (англ. Joystick (Joy + Stick) — дословно «палочка удовольствий») — устройство ввода информации, которое представляет собой манипулятор, посредством которого можно задавать экранные координаты графического объекта; также может выполнять функции клавиатуры.
Джойстик представляет собой ручку, наклоном которой, можно задавать направление в двумерной плоскости. На ручке, а также в платформе, на которой она крепится, обычно располагаются кнопки и переключатели различного назначения. Помимо координатных осей X и Y, возможно также изменение координаты Z, за счет вращения рукояти вокруг оси, наличия второй ручки, дополнительного колёсика и т. п.
Широкое применение джойстик получил в компьютерных играх, но также может использоваться в других целях. По аналогии с этим устройством, джойстиком шутливо называют ручку управления промышленными механизмами и транспортными средствами (самолётом и др.).
Типы джойстиков
По количеству степеней свободы и, соответственно, плоскостей, в которых возможно изменение положения контролируемого объекта, джойстики подразделяются на:- одномерные (управление перемещением объекта либо вверх-вниз, либо влево-вправо)
- двухмерные (управление объектом в двух плоскостях)
- трёхмерные (управление объектом во всех трёх плоскостях)
Технологии джойстиков
Джойстики можно разделить на два вида:
- дискретные — сенсоры таких джойстиков могут принимать два значения: «0» или «1», включён/выключен и т. д. При этом каждое нажатие выдает один управляющий импульс и смещает курсор на одну позицию (длительное нажатие приводит к автоповтору команды), диапазон смещения курсора при этом неограничен и определяется только количеством нажатий. Джойстики такого типа считаются устаревшими в ПК, но широко применяются в простых игровых приставках, мобильных телефонах и прочих устройствах.
- аналоговые — у таковых выходной сигнал плавно меняется от нуля до максимума в зависимости от угла отклонения рукоятки: чем больше рукоять отклонена, тем больше уровень сигнала. Диапазон перемещения курсора ограничен ходом ручки джойстика и разрешением применённых сенсоров. После калибровки, подобные джойстики можно применять для указания абсолютной позиции курсора.
В свою очередь, аналоговые джойстики делятся на три типа:- С аналоговым датчиком. Включает в себя Потенциометр_(резистор) и аналогово-цифровой преобразователь. Преимущества: нет особых требований к механике. Недостатки: требователен к качеству питания и АЦП, сам датчик при этом недостаточно долговечен. Интересно, что в игровом порту АЦП находится в компьютере, а не в джойстике.
- С цифровым датчиком. В таких джойстиках используются энкодеры (оптические датчики наподобие тех, что применяются в компьютерных мышах — зубчатое колесо, при вращении пересекающее луч от светодиода к фотодиоду). Преимущества: очень чёткий ход, датчик практически вечен. Недостатки: чтобы датчик имел достаточное количество шагов дискретности (примерно 500 шагов на оборот руля, или 150 на движение джойстика от края до края, или 100 на ход педали), нужен или дорогой высокоточный энкодер, или качественный редуктор (мультипликатор).
- С оптическим датчиком. Такие джойстики действуют аналогично оптической мыши и совмещают высокую точность с высокой надёжностью. Недостаток: применимо только для устройств с небольшим ходом ручки.
- С магнитным датчиком — долговечные бесконтактные датчики: магниторезистивные и датчики на эффекте Холла.
Долгое время у игровых приставок джойстики подключались через специализированный разъём, специфичный для каждой фирмы-производителя, поэтому джойстик для одной приставки не подходил к другой или же к ПК. В настоящее время джойстики имеют стандартный интерфейс USB, поэтому могут подключаться как к приставке, так к персональному компьютеру.
Дополнительные органы управления
- Тумблер автоматического огня — делает, чтобы основная кнопка стрельбы (как правило, находящаяся под указательным пальцем) была постоянно «нажата». Применяется в основном в скролл-леталках.
- Мини-джойстик (hat switch, в просторечии «хатка») — позволяет компактно разместить 4—8 редко используемых кнопок; также удобен для управления меню или переключения видов (вперёд, назад, вбок).
- Ползунок, колесо или отдельный рычаг газа — управляет работой двигателей.
- Педали или поворотная ручка — для управления рулём направления. Педали удобнее; ручка, поворачивающаяся вокруг своей оси — дешёвый заменитель педалей. В некоторых дорогих джойстиках (часть моделей Saitek) игрок, докупив педали, может зафиксировать поворотную ручку.
- Дополнительные колёса/ползунки, встречающиеся в дорогих джойстиках и предназначенные для управления различными дополнительными параметрами авиасимуляторов (например, шаг винта)
Трёхмерные джойстики
Данные устройства позволяют осуществлять управление перемещением контролируемого объекта в трёх плоскостях. Наибольшее применение нашли в системах автоматизированного проектирования и трёхмерного моделирования, однако сейчас проникают и в игровую сферу. Имеется много разнообразных прототипов, но коммерческие продукты выпускают лишь несколько фирм, в частности:Force Dimension http://www.forcedimension.com/
Novint Technologies http://home.novint.com/
к их числу можно отнести и манипуляторы фирмы 3Dconnexion http://www.3dconnexion.com/
Видеокамера
Видеокамера — электронный киносъёмочный аппарат, устройство для получения оптических образов снимаемых объектов на светочувствительном элементе, приспособленное для записи или передачи в телевизионный эфир движущихся изображений. Обычно оснащается микрофоном для параллельной записи звука. В настоящее время видеокамеры практически вытеснили из употребления ранее широко распространённые кинокамеры.
Через видоискатель определяется изображаемое в кадре и производится фокусировка изображения объективом, который формирует оптическое изображение объекта на светочувствительной матрице, видиконе, диске Нипкова или другом элементе, трансформирующим изображение в сигнал, который может передаваться в эфир онлайн или записываться для последующего воспроизведения на аналоговом (не дискретном) или цифровом носителе.
Типы видеокамер
Видеокамеры делятся на категории:- Для повседневной съёмки:
- обычно небольших размеров и невысокого качества съёмки, около 0.5 Mpx и меньше
- Для экстремальной съёмки:
- слабовосприимчивые ко внешним воздействиям камеры, противоударные, противопыльные, подводные и другие
- Для профессиональной съёмки:
- камеры для съёмки фильмов и репортажей, обычно значительного веса, от портативных, до устанавливаемых стационарно или на рельсы. Применяются для съёмок HDTV и объёмного видеоизображения.
