Джойстик

Устройства ввода
Устройства ввода
- аппаратные средства для преобразования
информации из формы, понятной человеку в
форму, воспринимаемой компьютером.
Драйвер устройства
- программа, управляющая работой
конкретного устройства.
Классификация устройств ввода
• устройства с клавиатурным вводом
• устройства с прямым вводом
▫
▫
▫
▫
▫
▫
▫
мышь
трэкболл
джойстик
тачпад
световое перо
сканер
устройство распознания речи
Клавиатура
мембранного типа
клавишного типа
Параметры клавиатуры
•
•
•
•
•
•
раскладка
количество клавиш
ход клавиш
усилие нажатия
вес
функции
Упрощенная схема клавиатуры
Все горизонтальные линии матрицы подключены через резисторы к источнику питания +5 В.
Клавиатурный компьютер имеет два порта - выходной и входной. Входной порт подключен
к горизонтальным линиям матрицы (X0-X4), а выходной - к вертикальным (Y0-Y5).
Устанавливая по очереди на каждой из вертикальных линий уровень напряжения,
соответствующий логическому 0, клавиатурный компьютер опрашивает состояние
горизонтальных линий. Если ни одна клавиша не нажата, уровень напряжения на всех
горизонтальных линиях соответствует логической 1 (т.к. все эти линии подключены к
источнику питания +5 В через резисторы).
Если оператор нажмет на какую-либо клавишу, то соответствующая вертикальная и
горизонтальная линии окажутся замкнутыми. Когда на этой вертикальной линии процессор
установит значение логического 0, то уровень напряжения на горизонтальной линии также
будет соответствовать логическому 0.
Как только на одной из горизонтальных линий появится уровень логического 0, клавиатурный
процессор фиксирует нажатие на клавишу. Он посылает в центральный компьютер запрос
на прерывание и номер клавиши в матрице. Аналогичные действия выполняются и тогда,
когда оператор отпускает нажатую ранее клавишу.
Номер клавиши, посылаемый клавиатурным процессором, однозначно связан с распайкой
клавиатурной матрицы и не зависит напрямую от обозначений, нанесенных на поверхность
клавиш. Этот номер называется скан-кодом (Scan Code).
Слово scan ("сканирование"), подчеркивает тот факт, что клавиатурный компьютер сканирует
клавиатуру для поиска нажатой клавиши.
Но программе нужен не порядковый номер нажатой клавиши, а соответствующий обозначению
на этой клавише ASCII-код. Этот код не зависит однозначно от скан-кода, т.к. одной и той же
клавише могут соответствовать несколько значений ASCII-кода. Это зависит от состояния
других клавиш. Например, клавиша с обозначением '1' используется еще и для ввода
символа '!' (если она нажата вместе с клавишей SHIFT).
Поэтому все преобразования скан-кода в ASCII-код выполняются программным обеспечением.
Как правило, эти преобразования выполняют модули BIOS. Для использования символов
кириллицы эти модули расширяются клавиатурными драйверами.
Компьютерная мышь
Мышь, она же "индикатор позиций x и y", она же манипулятор,
"увидела свет" в 1964 году. Её изобрёл Дуглас Карл Энгельбарт
(Douglas Carl Engelbart) из Стэнфордского исследовательского
института.
Дуглас Карл
Энгельбарт
Первая мышь выглядела как деревянная
коробочка, которая перемещалась по столу на
колёсиках,
отсчитывая
их обороты и
развороты. Затем эта информация вводилась
в компьютер и управляла перемещением
курсора на экране.
Самым популярным указательным устройством компьютерная мышь стала
благодаря компьютерам Apple Macintosh. В 1984 году первый массовый ПК Apple
был снабжён однокнопочной мышью вполне современного вида.
Microsoft ввела поддержку мыши в IBM PC ещё в 83-м, но позже, чем Apple,
обратила внимание на возможности мыши при работе с оконными системами.
Сегодня выбор манипуляторов велик как никогда:
•без провода
•без шарика
•без кнопок
•вообще без ничего — то есть и без самой мыши. (видеокамера отслеживает
перемещения маркеров, наклеенных прямо на лоб пользователя)
Механическая мышь
Механическая мышь
Оптронный датчик состоит из двойной оптопары
— светодиода и двух фотодиодов (обычно —
инфракрасных)
и диска с отверстиями или лучевидными
прорезями, перекрывающего световой поток по
мере вращения.
При перемещении мыши диск вращается, и с
фотодиодов снимается сигнал с частотой,
соответствующей скорости перемещения мыши.
Второй фотодиод, смещённый на некоторый угол
или имеющий на диске датчика смещённую
систему отверстий/прорезей, служит для
определения направления вращения диска (свет на
нём появляется/исчезает раньше или позже, чем
на первом, в зависимости от направления
вращения).
Оптическая мышь
С помощью светодиода, и системы
фокусирующих его свет линз, под
мышью подсвечивается участок
поверхности. Отраженный от этой
поверхности свет, в свою очередь,
собирается другой линзой и попадает
на приемный сенсор микросхемы —
процессора обработки изображений.
Этот чип делает снимки поверхности
под мышью с высокой частотой.
Микросхема не только делает снимки,
но сама же их и обрабатывает, так как
содержит две ключевых части: систему
получения изображения и
интегрированный DSP процессор
обработки снимков.
Трэкбол
Джойстик
Джойстик — стержень-ручка,
отклонение которой от
вертикального положения
приводит к передвижению
курсора в соответствующем
направлении по экрану
монитора.
Простейшие джойстики по принципу действия полностью аналогичны
клавишам. У них механические внутренние контакты, работающие на
замыкание-размыкание.
Джойстики с пропорциональным управлением представляют собой
аналоговые устройства, основанные на изменении сопротивления по мере
изменения физических координат.
Простейшие джойстики (без рукоятки или с ней) по принципу действия полностью аналогичны
клавишам. У них механические внутренние контакты, работающие на замыкание-размыкание.
Джойстики с пропорциональным управлением представляют собой аналоговые устройства,
основанные на изменении сопротивления по мере изменения физических координат.
По конструктивному исполнению современные джойстики делятся на пять основных категорий :

кнопочные (joypads) похожи на управляющие панели. На панели управления минимум две
кнопки, и игроки-левши могут переворачивать ее для более естественного использования. Эти
удобные, компактные и обычно дешевые джойстики - идеальное средство для игр в реальном
времени с нападением и защитой.

настольные (desktop)

джойстики в виде самолетных ручек управления (pistol-grip flightsticks) выглядят как
рычаги настоящих военных самолетов. Они, как правило, оснащены триггер-переключателем и
кнопкой для большого пальца, а также регулятором скорости. Вне всякого сомнения, такие
джойстики прекрасно работают в "кабинах самолетов", но довольно неудобны в спортивных, а
также требующих нападения и защиты играх, где нужна точность, которой обладают настольные
и кнопочные модели. Большинство джойстиков этого типа отражают серьезные потребности
реальных компьютерных пилотных тренажеров.

джойстики в виде штурвалов (yokes) выглядят весьма сюрреалистично и создают
ощущения, аналогичные испытываемым при управлении небольшими самолетами. Обычно они
крепятся на столе с помощью специальных присосок или зажимов. При довольно высокой цене
эти устройства, тем не менее, намного повышают привлекательность игр-имитаторов полетов и
автогонок.

комбинированные (hybrids) - это оставшиеся одиночки, которые можно использовать
только в некоторых играх.
TouchPad
TouchPad
Тачпа́д (англ. touchpad) — это устройство ввода, применяемое, чаще всего, в
ноутбуках. Оно служит для перемещения курсора в зависимости от движений
пальца пользователя. Используется в качестве замены компьютерной мыши.
Тачпады различаются по размерам, но обычно их площадь не превосходит 50
кв. см. Компания Apple традиционно использует для обозначение тачпада
слово Трекпад. До тачпада использовались трекболы.
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 определяет 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.
Влажные пальцы затрудняют работу тачпада.
Характеристики:
Недостатки:
Тачпады являются устройствами с довольно низким разрешением. Это
позволяет использовать их в повседневной работе за компьютером,
однако делает очень сложной работу в графических редакторах.
Достоинства:
• не требуют ровной поверхности, как мыши;
• расположение тачпада фиксировано относительно клавиатуры;
• для перемещения курсора на весь экран достаточно лишь небольшого
перемещения пальца.
Сканер
Сканер
Сканер - устройство для ввода
текстовой и графической
информации непосредственно с
листа бумаги, фотографии или
слайда.
• Состоит из сканирующей каретки с источником света, фокусирующего
объектива или линзы, прибора с зарядовой связью и аналогоцифрового преобразователя (АЦП).
• Оптическая система сканера раскладывает изображение на множество
светлых и темных точек, преобразует их в электрические сигналы и
передает
на
экран
компьютера.
При необходимости картинка может быть обработана с помощью
специальной программы расшифровки. Она преобразует изображение
букв и цифр в понятный компьютеру код и превращает изображение в
обычный
компьютерный
файл.
Таким
образом,
отпадает
необходимость
в
наборе
текста
с
клавиатуры.
Планшет
Планшет
Графи́ ческий планше́т (или
дигитайзер, диджитайзер, от
англ. digitizer) — это устройство
для ввода рисунков от руки
непосредственно в компьютер.
Состоит из пера и плоского
планшета, чувствительного к
нажатию или близости пера. Также
может прилагаться специальная
мышь.
Принцип действия
• В современных планшетах основной рабочей частью также является
сеть из проводов (или печатных проводников).
• По принципу работы и технологии есть разные типы планшетов.
▫ В электростатических планшетах регистрируется локальное изменение
электрического потенциала сетки под пером.
▫ В электромагнитных перо излучает электромагнитные волны, а сетка
служит приёмником.
В обоих случаях на перо должно быть подано питание.
▫ на основе электромагнитного резонанса, когда сетка и излучает, и
принимает сигнал, а перо лишь отражает его. Поэтому в таком устройстве
запитывать перо не нужно.
• Кроме координат пера в современных графических планшетах также
могут определяться давление пера на рабочую поверхность, наклон,
направление и сила сжатия пера рукой.