Реферат на тему джойстик

Обновлено: 02.07.2024

* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.

Главным устройством ввода большинства компьютерных систем является клавиатура. До тех пор, пока система распознавания голоса не смогут надежно воспринимать человеческую речь, главенствующее положение клавиатуры вряд ли изменится, хотя в новой операционной системе OS/2 MERLIN 4.0 встроена система распознавания речи. В техническом аспекте клавиатура представляет собой совокупность механических датчиков, воспринимающих давление на клавиши и замыкающих тем или иным способом определённую электрическую цепь.

IBM сначала разработала, по крайней мере, восемь разновидностей клавиатур для своих персональных компьютеров. В основном использовалась клавиатура типа XT, состоящая из 83 клавиш. После нескольких лет критики IBM разработала и представила новую клавиатуру вместе с новой моделью. Это была АТ. Вместе с производством модернизированных АТ, IBM начала выпускать новый тип клавиатуры, названной IBM улучшенной клавиатурой, которую используют и поныне. Но все остальные называют ее расширенной клавиатурой. Усовершенствование вылилось в увеличение числа клавиш. Их общее количество 101, что соответствует стандарту США. В настоящее время наиболее распространены два вида клавиатур: с механическим и мембранным переключателями. В первом случае датчик представляет собой традиционный механизм с контактами из специального сплава. Несмотря на то что эта технология используется уже несколько десятилетий, фирмы- производители постоянно работают над её модификацией и улучшением. Стоит отметить, что в клавиатурах известных фирм контакты переключателей позолоченные, что значительно улучшает электрическую проводимость.

Технология, основанная на мембранных переключателях, считается более прогрессивной, хотя особых преимуществ не даёт.

Для многих людей клавиатура представляется самым трудным и непонятным атрибутом. Благодаря этому и тому, что интерфейсы DOS и OS/2 не прощают ошибок, теряется большое количество пользователей РС. Для преодоления этих недостатков было разработано графическое управление меню пользовательского интерфейса.

Эта разработка породила специальное указывающее устройство, процесс становления которого длился с 1957 по 1977 год. Устройство позволяло пользователю выбирать функции меню, связывая его перемещение с перебором функций на экране. Одна или несколько кнопок, расположенных сверху этого устройства, позволяли пользователю указать компьютеру свой выбор. Устройство было довольно миниатюрным и легко могло поместиться под ладонью с расположением кнопок под пальцами. Подключение производится специальным кабелем, который придает устройству сходство с мышью с длинным хвостом. А процесс перемещения мыши и соответствующего перебора функций меню заработал термин "проводка мыши". Мыши различаются по трем характеристикам - числу кнопок, используемой технологии и типу соединения устройства с центральным 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 программирования. 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 или даже одной кнопкой. Самые популярные - двухкнопочные мыши. Функционально к устройствам типа "мышь" можно отнести джойстик, шар трассировки, графический планшет, Трекпойнт.

Трекболы, как и мыши, являются координаторными устройствами ввода информации в компьютер. Трекбол, вообще говоря, представляет собой ”перевёрнутую” мышь, у трекбола приводится в движение не корпус, а только его шар. Это позволяет существенно повысить точность управления курсором.

По разнообразию внешнего дизайна джойстики, пожалуй, самые многоликие устройства в ПК. В зависимости от класса игр, на которые они ориентированы, джойстики могут иметь вид ручки управления, штурвала самолета, руля автомобиля (плюс набора педалей к нему), плоской площадки с кнопками (Game Pad) и др.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Устройствами ввода являются те устройства, посредством которых можно ввести информацию в компьютер. Главное их предназначение - реализовывать воздействие на машину. Разнообразие выпускаемых устройств ввода породили целые технологии от осязаемых до голосовых. Хотя они работают по различным принципам, но предназначаются для реализации одной задачи - позволить человеку связаться с компьютером. Устройства ввода графической информации находят широкое распространение благодаря компактности и наглядности способа представления информации для человека. По степени автоматизации поиска и выделения элементов изображения устройства ввода графической информации делятся на два больших класса: автоматические и полуавтоматические. В полуавтоматических устройствах ввода графической информации функции поиска и выделения элементов изображения возлагаются на человека, а преобразование координат считываемых точек выполняется автоматически. В полуавтоматических устройствах процесс поиска и выделения элементов изображения осуществляется без участия человека. Эти устройства строятся либо по принципу сканирования всего изображения с последующей его обработкой и переводом из растровой формы представления в векторную, либо по принципу слежения за линией, обеспечивающей считывание графической информации, представленной в виде графиков, диаграмм, контурных изображений. Основными областями применения устройств ввода графической информации являются системы автоматизированного проектирования, обработки изображений, обучения, управление процессами, мультипликации и многие другие. К этим устройствам относятся сканеры, кодирующие планшеты (дигитайзеры), световое перо, сенсорные экраны, цифровые фотокамеры, видеокамеры, клавиатура компьютера, манипулятор "мышь" и другие.

История создания устройств ввода информации

Со времен появления персонального компьютера вплоть до самого последнего времени внешний вид, и устройство клавиатуры оставались, практически, неизменными.

В 1995 году после выхода ОС Windows 95 привычные 101-клавишные устройства были заменены клавиатурами со 104 клавишами.

Всё более популярными становятся клавиатуры на ИК-лучах, не требующие шнура для подключения к системному блоку. Передача сигналов с такой клавиатуры осуществляется по принципу аналогичному (дистанционному) управлению. Самое главное изменение, однако, не коснулось ни устройства, ни формы клавиатуры ― изменилась её роль в ПК.

Основные устройства ввода информации

Клавиатура является основным устройством ввода информации в компьютер. В техническом аспекте компьютерная клавиатура представляет совокупность механических датчиков, воспринимающих давление на клавиши и замыкающих тем или иным образом определенную электрическую цепь. В настоящее время распространены два типа клавиатур: с механическими переключателями; с мембранными переключателями.

В первом случае датчик представляет традиционный механизм с контактами с драгоценного металла, а во втором — тонкие посеребренные листки пластика, между которыми с небольшим воздушным зазором находится, например, проводящая жидкость. Неудивительно, что менее дорогие клавиатуры с мембранными переключателями получили большее распространение. Но и их клавиши рассчитаны на несколько миллионов нажатий.

Клавиатура является одним из важнейших устройств, определяющим условия комфортабельной работы на РС. Главным элементом в клавиатуре являются клавиши. При покупке клавиатуры следует тщательно опробовать их работу, чтобы определить, удовлетворяет ли "механика" клавиатуры вашим индивидуальным требованиям. Практически неважно, какие материалы используются для корпуса клавиатуры и клавиш. Это может быть как пластмасса, так и металл. Цвет и другие аспекты с функциональной точки зрения не так важны, как используемая механика клавиатуры.

Мышь представляет собой электронно-механическое устройство, с помощью которого осуществляется дистанционное управление курсором на экране монитора. Внутри мыши помещен обрезиненный шарик. При движении мыши по гладкой поверхности шарик вращается. Его вращение передается двум валикам, оси которых перпендикулярны между собой. На валиках установлены диски с прорезами. С одной стороны от диска стоит небольшой источник света (светодиод), а с другой стороны — приемник света (фототранзистор). При вращении дисков луч света, идущий от светодиода к фототранзистору, прерывается, в результате чего на фототранзисторе возникают импульсы (сигналы). Эти сигналы по проводам передаются в компьютер, где и обрабатываются.

Несмотря на название, это самая обычная мышь. Движения, содержащегося внутри, металлического шарика покрытого резиной, регистрируются двумя пластмассовыми валиками, расположенными под прямым углом друг к другу (ось X и Y). Эти валики на конце имеют диск с растровыми отверстиями (подобие колеса со спицами). При перемещении мыши по коврику шарик приводит в движение соприкасающиеся с ним валики с дисками. Каждый диск расположен между источником света и фоточувствительным элементом, которые по порядку освещения фоточувствительных элементов и определяют направление и скорость движения мыши.

Оптическая мышь работает по принципам, схожим с работой оптико-механической мыши, только перемещение мыши регистрируется не механическими валиками. Оптическая мышь посылает луч на специальный коврик. Этот луч после отражения от коврика поступает в мышь и анализируется электроникой, которая в зависимости от типа полученного сигнала определяет направление движения мыши, основываясь либо на углах падения света, либо на специальной подсветке. Преимущество такой мыши - достоверность и надежность. Уменьшение количества механических узлов приводит к увеличению ее срока службы.

Крестными отцами инфракрасной мыши стали телевизоры, видеомагнитофоны и т. п. с дистанционным управлением. Рядом или на компьютере установлен приемник инфракрасного излучения, который кабелем соединяется с РС. Движение мыши регистрируется при помощи уже известной механики и преобразуется в инфракрасный сигнал, который затем передается на приемник. Преимущество свободного передвижения несколько снижается имеющимся при этом недостатком. Для безупречной передачи инфракрасного сигнала всегда должен быть установлен "зрительный" контакт между приемником и передатчиком. Нельзя загораживать излучатель такой мыши книгами, теплопоглощающими или другими материалами, так как при малой мощности сигнала мышь будет не в состоянии передать сигнал на РС. Инфракрасные мыши оборудуются аккумулятором или обычной батарейкой.

Более интересной альтернативой является передача информации от мыши посредством радиосигнала. При этом необходимость в зрительном контакте между приемником и передатчиком отпадает. Работа таких мышей может быть нарушена внешними помехами.

Трекбол (англ. trackball) — 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).

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.

Тачпад - (англ. touchpad - сенсорная площадка), сенсорная панель - указательное устройство ввода, применяемое, чаще всего, в ноутбуках.

Принцип работы. 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.

Сенсорный экран

Предназначен для управления устройствами с помощью простого прикосновения к экрану. Сенсорные экраны зарекомендовали себя как наиболее удобный способ взаимодействия человека с машиной. Применение сенсорных экранов имеет ряд преимуществ, недоступных при использовании любых других устройств ввода: повышенную надёжность, устойчивость к жёстким внешним воздействиям (включая вандализм), интуитивно понятный интерфейс.

К основным устройствам ввода информации в персональный компьютер относятся следующие устройства: клавиатура, мышь, шар (track-ball), сканер, графический планшет (digitizer) и т. д. Рассмотрим подробнее назначение и принципиальное устройство каждого из них.

Клавиатура является одним из первым и наиболее необходимым на настоящий момент устройством для ввода буквенно-символьной информации в ПК.

Вводить изображение в компьютер можно разными способами, например, используя видеокамеру или цифровую фотокамеру. Еще одним устройством ввода графической информации в компьютер является оптическое сканирующее устройство, которое обычно называют сканером. Сканер позволяет оптическим путем вводить черно-белую или цветную печатную графическую информацию с листа бумаги.

Данные устройства ввода информации не просто помогут пользователю ввести информацию в ПК, но и управлять приложениями в реальном времени. Без основных устройств - клавиатуры и мыши, не возможна любая работа на ПК.

В геймерских кругах уже давно не утихают споры о том, что же лучше – клавиатура с мышью или джойстик. Эта тема практически настолько же актуальна, как препирания приверженцев консолей и ПК. Однако многие геймеры и не догадываются, что используют неправильное название своего любимого контроллера. Ведь джойстик и геймпад – разные вещи.

Джойстик – это вовсе не привычный игровой манипулятор с двумя стиками, бамперами и четырьмя кнопками. То, что ошибочно зовут джойстиком, на самом деле называется геймпадом или же джойпадом. Но что в таком случае джойстик?

Описание

Джойстик – это устройство ввода, выглядит как подвижная вертикальная ручка. Он больше всего похож на рычаг коробки передач или на рукоять управления авиационной техникой. Чаще всего на нем присутствуют кнопки, слайдеры и переключатели. Они расположены на верхушке ручки и на устойчивом основании. Некоторые модели крепятся на поверхность с помощью присосок или просто держаться за счёт своего веса.

Данный вид контроллеров делится на три категории:

Назначение

Первые джойстики использовались в стационарных аркадных игровых автоматах или как дополнительный контроллер для домашних приставок. В те времена игры были гораздо проще по своей механике. Управление в них чаще всего требовало лишь движения по одной-двум осям и пары кнопок для простых действий, вроде стрельбы. Поэтому такие контроллеры были достаточно распространены.

Со временем игры становились всё сложнее, но потребность в джойстиках не отпала. Несмотря на то, что клавиатуры или пресловутые геймпады подходят для любых игр, в определённых жанрах предпочтительнее использовать именно джойстики. Чаще всего этим жанром являются разнообразные авиасимуляторы или гонки. Рычаги управления используются в них для более реалистичного и удобного управления.

Иногда в связи с джойстиками используются педали и дополнительный рычаг. Определённую популярность имела и связка таких манипуляторов с очками виртуальной реальности. Используя всё это оборудование, геймеры могут достигать максимально реалистичного ощущения от управления техникой в играх.

Откуда такое название

Впервые данное слово было использовано в среде авиаторов для обозначения штурвала управления некоторых летательных средств. Неудивительно, что именно он дал джойстику характерную форму и строение. Однако этимология остаётся неизвестной. Это слово просто начали применять, никак не объясняя его строение или происхождение.

Слайд 1

Слайд 3

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)

Слайд 4

Слайд 6

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. 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.

Слайд 8

Технологии джойстиков Оптический джойстик (Microsoft SideWinder Precision Pro) Изнутри: 1. Оптический сенсор 2. Два лазера на ручке (X, Y и вращение) 3. Лазер колёсика (газ/тяга)

Слайд 9

Ранее джойстики для ПК подключались к нему через игровой порт, далее полностью произошёл переход к стандартному интерфейсу USB. Ранее джойстики для ПК подключались к нему через игровой порт, далее полностью произошёл переход к стандартному интерфейсу USB.

Слайд 10

Подключение к ПК 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.

Слайд 11

Слайд 12

Слайд 13

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 ,Novint Technologies к их числу можно отнести и манипуляторы фирмы 3Dconnexion.

Слайд 14

Слайд 15

HOTAS (аббревиатура от англ. Handle on Throttle and Stick) — комплект из педалей и двух ручек с кнопками, предназначенный для полноценного управления авиасимулятором. Комплект имитирует средства управления настоящего самолёта — ручку управления самолетом (РУС) и рычаг управления двигателем (РУД). HOTAS (аббревиатура от англ. Handle on Throttle and Stick) — комплект из педалей и двух ручек с кнопками, предназначенный для полноценного управления авиасимулятором. Комплект имитирует средства управления настоящего самолёта — ручку управления самолетом (РУС) и рычаг управления двигателем (РУД).

Слайд 16

Слайд 17

Интересные факты Есть версия, что качающаяся ручка управления самолётом получила название George stick, по имени изобретателя А. Джорджа. Впоследствии пилоты переименовали её в joystick.

Слайд 18

Читайте также: