Опубликован: 17.06.2013 | Уровень: для всех | Доступ: платный
Лекция 7:

Устройства ввода информации

< Лекция 6 || Лекция 7: 1234 || Лекция 8 >
Оптические мыши первого поколения

Оптические датчики призваны непосредственно отслеживать перемещение рабочей поверхности относительно мыши. Исключение механической составляющей обеспечивало более высокую надежность и позволяло увеличить разрешающую способность детектора.

Первое поколение датчики с непрямой оптической связью - светоизлучающих и воспринимающих отражение от рабочей поверхности светочувствительных диодов. Для таких мышек требуются специальные коврики со специальной штриховки (перпендикулярными или ромбовидными линиями). На некоторых ковриках эти штриховки выполнялись красками, невидимыми при обычном свете (такие коврики даже могли иметь рисунок).

Оптические мыши второго поколения

Оптические мыши второго поколения сделаны на базе микросхемы, содержащей фотосенсор и процессор обработки изображения. Фотосенсор периодически сканирует участок рабочей поверхности под мышью. При изменении рисунка процессор определяет, в какую сторону и на какое расстояние сместилась мышь. Сканируемый участок подсвечивается светодиодом (обычно - красного цвета) под косым углом.

При нахождении мыши в состоянии покоя, что проявляется дрожанием указателя на экране, иногда с тенденцией сползания в ту или иную сторону.

Некоторые модели оборудуются двумя датчиками перемещения сразу, что позволяет, анализируя изменения сразу на двух участках поверхности, исключать возможные ошибки.

Лазерные мыши

В таких мышках вместо оптического датчика, использующего для подсветки полупроводниковый лазер. Такие мыши более надежны, разрешение выше, низкое энергопотребление, могут работать на стеклянных и зеркальных поверхностях. В отличии от оптических свечение лазера незаметно.

Индукционные мыши

Индукционные мыши используют специальный коврик. Имеют хорошую точность, и их не нужно правильно ориентировать. Мышь работает на специальном графическом планшете. Зачастую беспроводная, причем не требует аккумуляторов т.к. питание индукционное.

Инерционные мыши

Инерционные мыши используют акселерометры (приборы, измеряющие проекцию кажущегося ускорения) для определения движений мыши по каждой из осей. Обычно инерционные мыши являются беспроводными и имеют выключатель для отключения детектора движений, для перемещения мыши без влияния на указатель.

Гироскопические мыши

Мышь, оснащенная гироскопом, распознает движение не только на поверхности, но и в пространстве: ее можно взять со стола и управлять движением кисти в воздухе.

Мыши с MEMS-датчиками

Мышь, использующая MEMS (микроэлектромеханические системы) для отслеживания движения также способна работать в пространстве. Вместе с тем, MEMS миниатюрнее гироскопов, поэтому такие мыши легче и меньше

Кнопки

Кнопки - основные элементы управления мыши (Однокнопочная, двухкнопочная и трехкнопочная мышь Apple ), служащие для выполнения основных манипуляций: выбора объекта (нажатиями), активного перемещения (то есть перемещения с нажатой кнопкой, для рисования или обозначения начала и конца отрезка на экране, который может трактоваться как диагональ прямоугольника, диаметр окружности, исходная и конечная точка при перемещении объекта, выделении текста и т. п.).

Дополнительные кнопки

  • горизонтальная прокрутка;
  • двойное нажатие ( double click );
  • навигация в браузерах и файловых менеджерах;
  • управление уровнем громкости и воспроизведением аудио- и видеоклипов;
  • запуск приложений; и т. п.

Интерфейсы подключения устройств позиционирования

  • Последовательный коммуникационный интерфейс RS-232
  • PS/2 порт c разъемом mini-DIN
  • Разъем DIN (Deutche Industrie) может быть двух видов:
  • 5ти контактный, применяемый в PC -совместимых компьютерах с системными платами Baby-AT ; (первые по горизонтали.)
  • 6ти контактный mini-DIN, используемый в компьютерах PS/2 и в большинстве компьютеров с системными платами LPX, ATX и NLX. (вторые по горизонтали)
  • USB

  • Bluetooth
  • Беспроводные мыши

В беспроводных мышках используется выбор частоты, это мыши не имеющие сигнальный провод и питание от компьютера. При таком взаимодействии на манипуляторе устанавливается источник сигнала, соответственно на компьютере приемник сигнала.

Оптическое соединение это соединение использующее инфракрасное соединение, такая связь имеет один существенный недостаток: любое препятствие между мышью и приемником мешает работе.

Радиосвязь это соединение использующие Bluetooth -соединение

Индукционные мыши такие мыши получают питание от индукционной рабочей площадки ("коврика") или графического планшета. Стоит отметить, что рабочая площадка подключается кабелем, хотя и не мешает двигать мышь по рабочей площадке.

Световое перо

Световое перо (англ. light pen, также - стило, англ. stylus) - один из инструментов ввода графических данных в компьютер, разновидность манипуляторов.

Внешне имеет вид шариковой ручки или карандаша, соединенного проводом с одним из портов ввода-вывода компьютера. Обычно на световом пере имеется одна или несколько кнопок, которые могут нажиматься рукой, удерживающей перо. Ввод данных с помощью светового пера заключается в прикосновениях или проведении линий пером по поверхности экрана монитора.

В наконечнике пера устанавливается фотоэлемент, который регистрирует изменение яркости экрана в точке, с которой соприкасается перо, за счет чего соответствующее программное обеспечение вычисляет позицию, "указываемую" пером на экране и может, в зависимости от необходимости, интерпретировать ее тем или иным образом, обычно как указание на отображаемый на экране объект или как команду рисования.

Световое перо было распространено во время распространения графических карт стандарта EGA, которые обычно имели разъем для подключения светового пера. Световое перо невозможно использовать с обычными ЖК-мониторами.

Также световое перо может быть элементом дигитайзера (графического планшета). В этом случае пером пишут или рисуют не по экрану монитора, а по поверхности планшета.

Графический планшет (Дигитайзер)

Графический планшет (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.

Первые графические планшеты, подобные современным, были представлены в 1964 году под названием "графакон" (от англ. Graphic Converter ).

Они содержали сетку тонких проволок, создающих последовательность слабых магнитных импульсов, которые улавливались пером, что позволяло определять текущее положение пера.

Принцип действия

В современных планшетах основной рабочей частью также является сеть из проводов (или печатных проводников), подобная той, что была в "Графаконах". Эта сетка имеет достаточно большой шаг (3-6 мм), но механизм регистрации положения пера позволяет получить шаг считывания информации намного меньше шага сетки (до 100 линий на мм).

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 приемником. В обоих случаях на перо должно быть подано питание.

Фирма Wacom (англ.) создала технологию на основе электромагнитного резонанса, когда сетка и излучает, и принимает сигнал, а перо лишь отражает его. Поэтому в таком устройстве запитывать перо не нужно. Но при работе электромагнитных планшетов возможны помехи от излучающих устройств, в частности мониторов. На таком же принципе действия основаны некоторые тачпэды.

Также есть планшеты, в которых нажим пера улавливается за счет пьезоэлектрического эффекта. При нажатии пера в пределах рабочей поверхности планшета, под которой проложена сетка из тончайших проводников, на пластине пьезоэлектрика возникает разность потенциалов, что позволяет определять координаты нужной точки. Такие планшеты вообще не требуют специального пера и позволяют чертить на рабочей поверхности планшета как на обычной чертежной доске.

Кроме координат пера в современных графических планшетах также могут определяться давление пера на рабочую поверхность, наклон, направление и сила сжатия пера рукой.

Также в комплекте графических планшетов совместно с пером может поставляться мышь, которая, однако, работает не как обычная компьютерная мышь, а как особый вид пера. Такая мышь может работать только на планшете. Поскольку разрешение планшета гораздо выше, чем разрешение обычной компьютерной мыши, то использование связки мышь+планшет позволяет достичь значительно более высокой точности при вводе.

Характеристики
  • Рабочая площадь. Рабочая площадь обычно приравнивается к одному из стандартных бумажных форматов (А7-А3). Стоимость приблизительно пропорциональна площади планшета.
  • Разрешение. Разрешением планшета называется шаг считывания информации. Разрешение измеряется числом точек на дюйм (англ. dots per inch, dpi ). Типичные значения разрешения для современных планшетов составляет несколько тысяч dpi.
  • Число степеней свободы. Количество степеней свободы описывает число квазинепрерывных характеристик взаимного положения планшета и пера. Минимальное число степеней свободы - 2 ( X и Y положения проекции чувствительного центра пера), дополнительные степени свободы могут включать давление, наклон пера относительно плоскости планшета, вращение (положение пера относительно своей вертикально оси).
Применение

Графические планшеты применяются как для создания изображений на компьютере способом, максимально приближенным к тому, как создаются изображения на бумаге, так и для обычной работы с интерфейсами, не требующими относительного ввода (хотя ввод относительных перемещений с помощью планшета и возможен, он зачастую неудобен).

Кроме того, их удобно использовать для переноса (отрисовки) уже готовых изображений в компьютер.

Некоторые программы мгновенного обмена сообщениями (например, MSN Messenger (теперь Windows Live Messenger ) и Skype 2 ) позволяют пользователю, имеющему графический планшет, интерактивно демонстрировать рисуемое абоненту на другом конце.

Некоторые такие приложения имеют функцию совместного редактирования изображений (англ. whiteboard ) с использованием, например, протоколов Jabber. Среди них - IM-клиент Coccinella (англ.), IM клиент Tkabber и графический редактор Inkscape. Ведется разработка поддержки whiteboard и в клиенте Jabber Psi.

Некоторые пользователи предпочитают небольшие графические планшеты компьютерной мыши за меньшую нагрузку на руку, как, например, и трекболы.

Ведущие производители: Acecad, Adesso, Aiptek, Genius, GTCO CalComp, Hitachi, Trust, Wacom.

Устройство TrackPoint II/III/IV

Устройство появилось в эксплуатации с октября 1992 года, не имеет подвижных частей, которые могли бы сломаться или загрязниться. Отличие моделей зависит от чувствительности, удобством использования, программного обеспеченья, изготовление разного материала (силиконовая резина, шероховатый материал).

TrackPoint это маленький резиновый рычажок красного цвета, расположенный между клавишами <G>, <H> и <В>. Основная и дополнительные кнопки, аналогичные кнопкам мыши, расположены под клавишей <пробел>.

TrackPoint позволяет достичь 20%-ного повышения производительности, особенно если пользователю приходится много работать с текстовыми редакторами, электронными таблицами и прочими офисными приложениями.

Устройство TrackPoint IV включает в себя дополнительную кнопку прокрутки и предоставляет возможность нажать на сам манипулятор.

Трекбол

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 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). Шарик достигает 4-6 см в диаметре.

Тачпад

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


Как и другие указательные устройства, тачпад обычно используется для управления "указателем", перемещением пальца по поверхности устройства. Тачпады имеют различные размеры, но обычно их площадь не превосходит 50 см?.

Принцип действия

Работа тачпадов основана на измерении емкости пальца или измерении емкости 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 емкости, 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.

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 графического планшета)
  • расположение тачпада фиксировано относительно 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 незавершенное 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.

Джойстик

Джойстик (англ. Joystick = Joy + Stick) - устройство управления в компьютерных играх. Представляет собой рычаг на подставке, который можно отклонять в двух плоскостях. На рычаге могут быть разного рода гашетки и переключатели. Также словом "джойстик" в обиходе называют рычажок управления, например, в мобильном телефоне.


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.

Миниджойстик (hat switch, в просторечии "хатка") - позволяет компактно разместить 4-8 редко используемых кнопок; также удобен для управления меню или переключения видов (вперед, назад, вбок). Ползунок, колесо или отдельный рычаг газа - управляет работой двигателей.

Педали или поворотная ручка - для управления рулем направления. Педали удобнее; ручка, поворачивающаяся вокруг своей оси - дешевый заменитель педалей. В некоторых дорогих джойстиках (часть моделей Saitek ) игрок, докупив педали, может зафиксировать поворотную ручку.

Дополнительные колеса/ползунки, встречающиеся в дорогих джойстиках и предназначенные для управления различными дополнительными параметрами авиасимуляторов (например, шаг винта)

< Лекция 6 || Лекция 7: 1234 || Лекция 8 >
Марат Хабибуллин
Марат Хабибуллин
Валерий Хан
Валерий Хан
Константин Бицуков
Константин Бицуков
Россия
Данил Стригин
Данил Стригин
Россия, г. Ростов - на - Дону