Манипуляторы — мыши, трекболы. Манипуляторы и их устройство

Персональные компьютеры, очень плотно соприкоснулись с нашей повседневной жизнью, с их помощью мы работаем, смотрим фильмы, слушаем музыку, читаем книги, новости и еще много чего делаем. Но больше всего многие любят на компьютере играть. Красочные, реалистичные и интересные игры не оставляют равнодушными даже взрослых.

Практически всеми играми можно управлять при помощи стандартной клавиатуры и мыши. А для повышения комфорта разработчики создали специальные геймерские модификации с дополнительными кнопками, улучшенной эргономикой и ярким дизайном. Но есть еще один тип устройств - это игровые манипуляторы , которые способны вывести игровой процесс на качественно новый уровень

Условно их можно разделить на три типа: джойстики, геймпады и рули. Рассмотрим подробнее каждый из них.

Джойстики

Этот вид игрового манипулятора, грубо говоря, состоит из: основания, рукоятки и главной кнопки. В действительности же кнопок больше, в среднем около восьми, а в супернавороченных джойстиках их может очень много. Также возможно присутствие колесика прокручивания. Главное в джойстике - рукоятка, перемещающаяся по двум осям. К ней сводится практически весь игровой процесс. Как можно догадаться, этот игровой манипулятор используется в авиасимуляторах, им очень удобно управлять виртуальными истребителями, вертолетами и космическими кораблями.

Среди самых популярных моделей можно выделить игровой манипулятор Logitech Extreme 3D Pro . Этот джойстик подходит как для стандартных ПК, так и для семейства Mac. Подключается через USB. Пользователи отмечают его удобство, компактность и функциональность (12 кнопок). Также у него довольно доступная цена - в пределах 270-420 грн. Также широко известны джойстики Genius MetalStrike Pro и Thrustmaster T.16000M.

Геймпады

Геймпады обычно используются на игровых приставках (типа Xbox, PlayStation, Nintendoи другие), но не менее популярны они и на ПК. Геймпад представляет собой блок с кнопками: с правой стороны кнопки действий, а с левой D-pad- большая кнопка со стрелками, качающаяся в восьми направлениях. Зачастую современные геймпады оснащены мини-джойстиками, которые управляются большими пальцами. Также в народе геймпад иногда называют «двурогим», так у него есть две удобные ручки, которые хорошо ложатся в обе ладони. Геймпад хорошо справляется с такими играми: спортивные симуляторы (футбол, баскетбол, хоккей), драки, бродилки, гонки.

Genius MaxFire Grandias 12V завоевал популярность наверняка благодаря своей цене - от 90 до 260 грн. Также он оставляет приятные впечатления благодаря своей функциональности: 12 кнопок, мини-джойстики, виброотдача. Также пользователи отмечают отменное качество сборки. В категории от 150 до 300 грн конкурируют Thrustmaster F1 Dual Analog Ferrari F60 Exclusiveи Logitech Rumble Gamepad F510.

Рули

Особняком стоят рули, которые предназначены для автосимуляторов. Игровой руль имитирует аналогичное устройство в обычных наземных транспортных средствах. Как другие игровые манипуляторы руль содержит функциональные кнопки (многие из них даже похожи на геймпады), но еще у него могут быть подрулевые рычаги, используемые для переключения передач или ускорения/торможения. Возможна также комплектация дополнительными модулями: настольным имитатором рукоятки КПП и напольными двумя-тремя педалями. Также существуют моторули - менее распространенный вариант.

Особого внимания заслуживает модель Thrustmaster Ferrari GT Experience 3-in-1. У этих рулей большой угол поворота - 240 градусов, имеется 11 кнопок и виброотдача. Эти устройства можно подключить не только к ПК, но и к PS2 и PS3. Но главное их достоинство - это отличный дизайн, стилизованный под Ferrari. Такие игровые манипуляторы купить можно в пределах 400-600 грн. Еще заслуживают внимания Genius TwinWheel и Logitech G27 Racing Wheel.

Таким образом, можно выделить три лучших производителя игровых манипуляторов: Logitech, Genius и Thrustmaster . Но стоит добавить, что неплохо зарекомендовали себя Saitek, Gembirdи DVTech.

— 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

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

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

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

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.

История возникновения, развития и совершенствования манипуляторов не так проста и коротка, как может показаться на первый взгляд: так например, обыкновенная компьютерная мышь была изобретена уже почти полвека назад.

С тех пор за ее перевоплощениями пристально следит весь цивилизованный мир. Что же касается первых клавиатур - их концепция появилась еще задолго до возникновения персонального компьютера (вспомните механические печатные машинки). Однако, прежде чем приступить к изложению истории этих устройств определимся с терминологией:под манипуляторами мы будем подразумевать следующие устройства вода, когда-либо существовавшие: мышь, клавиатура, трекбол, трекпоинт (pointing stick), графический планшет (дигитайзер), световое перо, тачпад, сенсорный экран, Roller Mouse, джойстик, Kinect и прочие игровые манипуляторы.

Как изменялась клавиатура

Первые компьютеры, датированные концом 40-х годов, поддерживали ввод информации с использованием одновременно и перфокарт, и телетайпов. Позднее, с развитием ЭВМ, перфокарты стали восприниматься в качестве пережитка прошлого, а на смену им пришли более совершенные способы хранения информации, такие как магнитные ленты..

В 60-х годах с появлением первых видеотерминалов, позволявших в реальном времени отображать вводимую и выводимую информацию, основным способом общения человека с компьютером окончательно стал текстовый ввод. Безусловно, в те времена еще не существовало графических интерфейсов, а для работы в текстовом режиме было достаточно примитивной клавиатуры.

Как уже говорилось во вступлении, первые клавиатуры появились задолго до персональных компьютеров: их история началась с момента разработки механических печатных машинок в 1868 году. Такой способ ввода информации был оперативным и удобным, в результате чего быстро прижился. Следующим шагом стали телетайпы, пришедшие на смену телеграфу в начале прошлого столетия, а затем появились электрические печатные машинки и первые компьютеры. Таким образом, клавиатуры из механических превратились в электронные. Первым в мире компьютером с графическим интерфейсом, разработанный в Xerox PARC стал Xerox Alto.

В первых персональных компьютерах клавиатура являлась частью корпуса, однако позднее, с появлением концепции IBM PC они стали выпускаться в качестве самостоятельных устройств, а позднее появились и их беспроводные аналоги.

Как же осуществлялась связь устройства ввода с операционной системой персонального компьютера? Сначала для связи использовались оптические интерфейсы, но они доставляли массу неудобств из-за того, что требовали прямой видимости между приемником и передатчиком, давали сбои при ярком свете, и в последствии они были вытеснены радиоинтерфейсами.

Помимо стандартных клавиатур на сегодняшний день известны игровые клавиатуры , полностью переработанные для игры левой рукой (Thrustmaster Tacticalboard и Belkin SpeedPad Nostromo n50), клавиатуры со сменными наборами клавиш для различных игр (Zboard), клавиатуры с углублениями (DataHand System), аккордовые клавиатуры, клавиатуры с подсветкой и прочее. Студией Артемия Лебедева был разработан проект Optimus - клавиатура, в которой текущее значение каждой клавиши отображается через небольшой встроенный ЖК-дисплей, который отображает именно то, чем управляет в данный момент. «Оптимус» одновременно подходит для любых клавиатурных раскладок - кириллической, древнегреческой, грузинской, арабской, может отображать ноты, цифры, спецсимволы, ХТМЛ-коды, матфункции, изображения и пр. Программа-конфигуратор позволяет запрограммировать каждую кнопку на воспроизведение последовательности символов, а также отредактировать изображение для каждой отдельной раскладки.

Подобную клавиатуру в свое время в США запатентовала и компания Apple.

Среди перспективных направлений разработок последних лет можно выделить адаптацию текстового ввода для портативных устройств. На телефонах и смартфонах традиционных моделей клавиатуры ужимаются до двенадцати клавиш, каждая из которых отвечает за массу символов. Для ускорения ввода используются системы наподобие T9 (появившейся в 1996 году), способные по словарю подбирать подходящее слово. Из полноразмерных клавиатур, характерных для устройств с сенсорными дисплеями, наиболее популярна в настоящее время латинская раскладка клавиатуры QWERTY. Ее название произошло от 6 левых символов верхнего ряда раскладки. На основе такой клавиатуры сегодня созданы раскладки для многих других языков мира. Экспериментальная система Shark (Shorthand-Aided Rapid Keyboarding) разработанная в 2004 г. компанией IBM, представляла собой род стенографии и позволяла вводить в мобильное устройство слова, отмечая их - буква за буквой - на виртуальной клавиатуре. Например, чтобы ввести слово word, пользователь не нажимал стилусом четыре отдельные виртуальные клавиши, а просто проводил прямую линию от буквы «w» к букве «d». Такая система позволяла печатать на виртуальной клавиатуре, не отрывая пера от экрана, однако массовое внедрение подобных расширений так и не началось.

Еще одна разновидность - проекционная клавиатура . Идея реализации виртуальной клавиатуры без проводов и кнопок родилась примерно десятилетие назад в стенах израильской компании Developer VKB Inc. Представленная на выставке CeBIT 2002 компанией Siemens Procurement Logistics Services первая виртуальная клавиатура без единого механического или электрического элемента стала первой практической реализацией этой идеи. Создатели лазерного интерфейса виртуальной клавиатуры предполагали, что их разработка на практике может быть интегрирована в любое мобильное устройство - телефон, ноутбук, планшетный ПК и даже в стерильное медицинское оборудование. Однако за все время существования концепции была разработана лишь одна модель (iTECH Bluetooth Virtual Keyboard), представляющая собой небольшую коробочку, из которой при помощи лазера на любую гладкую поверхность проецируется изображение клавиатуры, а нажатие виртуальных клавиш фиксируется специальным инфракрасным сенсором.

Эволюция компьютерной мыши

История возникновения компьютерной мыши начинается с появления трекбола .

Устройство было разработано для нужд военных, однако заказчики остались недовольны предоставленным образцом, и об изобретении забыли вплоть до появления первых моделей ноутбуков, но и в этих устройствах от применения трекболов впоследствии отказались.

Функционально трекбол 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).

В настоящее время трекболы не используются в домашних и офисных компьютерах, однако нашли применение в промышленных и военных вычислительных установках, аппаратах ультразвуковой диагностики, где пользователю приходится работать в условиях недостатка места и при наличии вибрации. Вообще первую компьютерную мышь (в том функционале, к которому мы привыкли) изобрёл в 1964 году Дуглас Карл Энгельбарт, сотрудник Стэнфордского исследовательского института. Устройство ввода информации выглядело как деревянная коробочка с кнопкой, которая перемещалась по столу на колёсиках, и, отсчитывая их обороты и развороты, вводила информацию в компьютер и, таким образом управляла перемещением курсора на экране.

Первоначально мышь предназначалась отнюдь не для персональных компьютеров, а для более точного управления точкой на экране радара. Отметим, что Энгельбарт работал над созданием манипулятора не один: он является автором идеи и разработчиком концепции, но само устройство технически изготовил не он. Первая мышь была сделана руками аспиранта Билла Инглиша, а присоединившийся к ним позднее Джеф Рулифсон существенно улучшил конструкцию мыши и разработал для неё программное обеспечение.

В последствии создатели первой мыши получили грант на серийный выпуск своих устройств, и уже конце 1968 года появилась первая полноценная мышь, у которой, в отличие от прототипа была уже не одна кнопка, а целых три.

Следующий этап эволюции компьютерных мышей относится к 70-м годам ХХ века, когда инженеры стали задумываться об удобстве использования компьютеров при сложных технических расчетах. Так, первым запатентованным компьютером, в комплект которого входила мышь, был миникомпьютер Xerox 8010 Star Information System (англ.), представленный ширкой публике в 1981 году, и уже в 1983 году фирма Apple выпустила собственную модель однокнопочной мыши для компьютера Lisa, отметим, что данная конфигурация устройства сохранялась долгие годы. Широкую популярность компьютерная мышь приобрела благодаря использованию в компьютерах Apple Macintosh и позднее в ОС Windows для IBM PC совместимых компьютеров.

Вскоре GUI (Graphic User Interface - графический интерфейс пользователя) вытеснил текстовый ввод-вывод в область специфических задач. К этому времени вместо неудобных колесиков мыши стали оснащаться шариками.

Следующим этапом эволюции компьютерных мышей стало появление оптических манипуляторов , а в последствии, начиная с создания в 2004 г. мышки Logitech MX1000 (Рис6), их лазерных беспроводных аналогов с оптическими и радиоинтерфейсами, а также с индукционным питанием (устройства, производимые компанией A4Tech).

Еще одним вариантом данного манипулятора является трехмерная мышь , способная работать в трехмерном пространстве.

По замыслу конструкторов, использование подобных девайсов даст возможность пользователю свободно перемещаться в трехмерном пространстве, что может пригодиться как в играх, так и при работе с трехмерной графикой. Манипулятор автоматически подстраивается под используемый трехмерный редактор (AutoCAD, Autodesk Inventor, Autodesk 3ds Max). Нажатие, перемещение, поворот или наклон, изменение масштаба изображения и вращение модели — все эти действия можно совершать одновременно. Основной элемент 3D-мыши - контроллер движения, который во всех моделях имеет одинаковый принцип действия. Шесть степеней свободы (три линейных и три угловых) обеспечивают перемещение и вращение модели во всех направлениях. При этом можно отключать степени свободы, инвертировать оси, менять местами функции Приблизить/Удалить и Вверх/Вниз. Скорость перемещения/вращения зависит от усилия, прилагаемого к контроллеру движения. Чувствительность к усилию настраивается через панель настройки.

Заслуживают внимания и графические планшеты (устройства компании Wacom, Genius и др.), которые особенно ценятся художниками и архитекторами, работающими за компьютером. Никакой другой манипулятор не позволяет добиться столь же правдоподобной имитации карандаша или кисти. Перо графических планшетов призвано компенсировать «неуклюжесть» мыши в художественных вопросах. К примеру, система от Genius WizardPad различает 256 степеней давления на перо. Разрешение планшета достигает 2540 линий на дюйм, а площадь его рабочей поверхности составляет 4-5 дюймов.

Планшет имеет последовательный интерфейс. Устройство снабжено драйверами для большинства операционных систем Microsoft, включая DOS и Windows 3.xx/95.

В отдельную группу можно выделить манипуляторы для ноутбуков. Как известно, мыши не всегда подходят для работы в дороге, а трекболы достаточно сложно встроить в тонкий корпус устройства. Здесь им на смену приходят тачпады (TouchPad - сенсорная панель).

Сенсорная панель была изобретена в 1988 году Джорджем Герфайде. Позднее корпорация Apple лицензировала его проект и, начиная с 1994 года стала использовать в ноутбуках PowerBook. С этого момента, тачпад стал наиболее распространенным устройством управления курсором для ноутбуков. 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. Разновидностью тачпадов является TouchWriter, он отличаются тем, что способен воспринимать нажатие как пальцами, так и любыми предметами (основанием карандаша, стилусом).

Ранее производители ноутбуков использовали вместо тачпадов миниджойстики (трекпоинты ), расположенные в центре клавиатуры и трекболы. Трекпоинт - Pointing stick был изобретён ученым-исследователем Тедом Зелькером, и впоследствии зарегистрирован компанией IBM под торговой маркой TrackPoint. Традиционно такой джойстик имел заменяемый резиновый кожух, который для удобства пользователя изготавливают из шершавого материала. 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. Основным недостатком устройства являлся дрейф курсора, требующий частой повторной калибровки. Поэтому с временем от его внедрения отказались.

Для того чтобы использование манипуляторов, встроенных в ноутбук не стало серьезным стрессом для пользователя, производители изобретали все новые девайсы. Одним из таких решений был комплект Mouse Tablet (модель MT-604C) производства WinPal Electronics. В его состав входил графический планшет, электронное перо и трехкнопочная мышь без шарика. Отметим, что комплект при использовании потреблял внушительные объемы электроэнергии, а к набору Mouse Tablet прилагается внушительный пакет драйверов и программного обеспечения. Смена активного устройства (то есть переход с пера на мышь и наоборот) осуществлялась нажатием любой кнопки соответствующего манипулятора. Скажем, при нажатии на кончик пера последнее становилось активным; тот же эффект достигается и нажатием на левую кнопку мыши. Графический планшет и перо могли работать в режимах как прямого взаимодействия с экраном монитора (absolute coordinator), так и и косвенного (relative). Меню драйвера Mouse Tablet позволяло также откалибровать перо и мышь, задать площадь рабочей поверхности и подстроить перо-мышь в соответствии с предпочтениями пользователя.

Существенными недостатками приспособления были: 1. из-за использования в Mouse Tablet электромагнитной технологии планшет мог подвергаться воздействию помех со стороны других элементов компьютера (например, монитора). Кроме того, он не переносил температуру выше 40°С, так что чашка горячего кофе на столе запросто могла оказаться для него «смертельной». Еще один серьезный недостаток: несовместимость со стандартными манипуляторами, поддерживаемыми Windows: в случае входа в safe mode Mouse Tablet прекращала функционировать, и, более того, могла «потащить» за собой клавиатуру, что существенно тормозило процесс работы.

Технологии наших дней

Что касается современных технологий, отметим, что в последнее время пользователи отдают предпочтение сенсорным экранам , созданным специально для уменьшения размера КПК. Их можно встретить и в карманных компьютерах, и в смартфонах, и в Tablet PC, и во всевозможных терминалах. Одним из основных недостатков сенсорных панелей всегда считалось отсутствие обратной тактильной связи, в результате ими было невозможно пользоваться вслепую. Однако американская компания Immersion предложила выход иразработала технологию TouchSense, добавляющую чувствительным экранам функцию обратной отдачи.Технология была впервые продемонстрирована на 19-дюймовом экране в 2005 году, а ее долгожданное перенесение на мобильные устройства запланировано на 2010-2011 год.

Зачастую управление сенсорным экраном осуществляется при помощи стилуса, устройства, выполненного в виде маленького тонкого пера со специальным наконечником. Прародителем стилуса является световое перо (англ. light pen).

Внешне устройство имело вид шариковой ручки или карандаша, соединённого проводом с одним из портов ввода-вывода компьютера. Обычно на световом пере была одна или несколько кнопок, которые нажимались рукой, удерживающей перо. Ввод данных с помощью светового пера производился путем проведения линий пером по поверхности экрана монитора. В наконечник пера устанавливался фотоэлемент, который регистрировал изменение яркости экрана в точке, с которой соприкасалось перо, за счёт чего соответствующее программное обеспечение вычисляло позицию, «указываемую» пером на экране. Кнопки на световом пере использовались аналогично кнопкам мыши — для выполнения дополнительных операций и включения дополнительных режимов.

Благодаря сенсорным экранам развитие получила технология мультитач (англ. multi-touch) - функция сенсорных систем ввода, осуществляющая одновременное определение координат двух и более точек касания. Мультитач-экраны позволяют работать с устройством одновременно нескольким пользователям, а также с максимальной точностью определять координаты точек касания. Правильное распознавание всех точек касания увеличивает возможности интерфейса сенсорной системы ввода. Наиболее популярной формой мультитач устройств являются мобильные устройства (iPhone, iPad, IPod Touch), мультитач столы (например: Microsoft Surface) и мультитач стены.

Использование технологии началось с сенсорных экранов (touchscreen) для управления электронными устройствами. Создатели первых синтезаторов и электронных инструментов, Hugh Le Caine и Bob Moog экспериментировали с использованием тач-сенсоров емкостных датчиков для контролирования звуков, издаваемые их инструментам.

Мультитач-стол представляет собой пьедестал со стеклянной поверхностью-столешницей, которая служит экраном для проектора, расположенного в его основании.На таком столе может отображаться различный мультимедийный контент: презентации, ролики, слайд-шоу. Связь пользователя и системы обеспечивает интерактивная пленка (touch screen), наклеенная на стеклянную поверхность, также при помощи специального программного обеспечения она позволяет управлять контентом.

В отличие от сенсорных экранов мультитач-стол дает более широкие и гибкие возможности управления объектами: пользователь может применять функции множественного касания, а также изменять мультимедийные объекты, например, увеличивать, уменьшать, вращать, перемещать изображения. Еще одним преимуществом мультитач-столов является возможность для нескольких пользователей одновременно работать в пределах единой системы, управляя большим объемом информации.

В отдельную группу следует отнести игровые манипуляторы . К ним относятся джойстики, геймпады, компьютерные рули и штурвалы, танцевальные платформы, kinect и др.

Интересно, что некоторые современные игровые манипуляторы обладают эффектом обратной отдачи (технология Force Feedback). Первые подобные девайсы появились в 90-х годах в США, когда компания Immersion, получив от госструктур заказ на создание тренажера для хирургов, решилась попробовать перенести в игровое пространство одну из созданных технологий. Изобретением заинтересовались военные. В последствие Военное ведомство США приобрело партию новых манипуляторов для тренировки пилотов. Так в начале 1996 г. Immersion выпустила первый серийный джойстик Force-FX.

После этого началось активное серийное производство игровых рулей, штурвалов и т.п. Другой интересной технологией в сфере игровых манипуляторов стали гироскопы, с помощью которых реализована возможность определения изменения местоположения джойстика в пространстве. Их массовое внедрение началось с приставок нового поколения Nintendo Wii и Sony PlayStation 3.

Интересным современным устройством ввода является Kinect (ранее Project Natal).

Игровой «контроллер без контроллера» для Xbox 360 разработан фирмой Microsoft. Основанный на добавлении периферийного устройства к игровой приставке Xbox 360, Kinect позволяет пользователю взаимодействовать с ней без помощи игрового контроллера через устные команды, позы тела и показываемые объекты или рисунки. Впервые девайс был представлен 1 июня 2009 г. на выставке E³, где Microsoft продемонстрировал несколько методик применения технологии: Рикошет — Breakout-подобная игра, в которой используется всё тело для отбивания мячей разбивающих блоки и Paint Party — в которой игрок может разбрасывать краску на стену. Игрок может выбирать цвет голосом и использовать позы тела для создания трафаретов. Визуально Kinect выглядит следующим образом: это горизонтально расположенная коробка на небольшом круглом основании, которую помещают выше или ниже дисплея. Ее размеры: примерно 23 см в длину и 4 см в высоту.

Устройство состоит из двух сенсоров глубины, цветной видеокамеры и микрофонной решетки. Проприетарное программное обеспечение осуществляет полное 3-х мерное распознавание движений тела, мимики лица и голоса. Микрофонная решетка позволяет Xbox 360 производить локализацию источника звука и подавление шумов, что дает возможность говорить без наушников и микрофона Xbox Live.Датчик глубины состоит из инфракрасного проектора объединенного с монохромной КМОП-матрицей, что позволяет датчику Kinect получать трёхмерное изображение при любом естественном освещении. Диапазон глубины и программа проекта позволяют автоматически калибровать датчик с учётом условий игры и окружающих условий, например мебели, находящейся в комнате.

Как эволюционируют манипуляторы в недалеком будущем - нам остается только предполагать. В ближайшее время станут совершенными системы распознавания компьютером человеческой речи и почти всеми техническими устройствами можно будет управлять при помощи голоса; возможно, возникнут полноценные тактильные интерфейсы, позволяющие, к примеру, геймерам все, что происходит с их героем во время игры.

Ведутся разработки и нейронных интерфейсов. Уже известно несколько случаев, когда люди, прикованные к инвалидной коляске, согласились участвовать в эксперименте по вживлению в мозг специального имплантанта, благодаря которому смогли управлять курсором на экране монитора исключительно при помощи «силы мысли». В общем, сюжет фильма «Суррогаты» в скором времени может воплотиться в реальность.

Однако отмечу, что как и в жизни, новшества в работе с манипуляторами хороши лишь до тех пор, пока программа работает как часы. Мельчайшая неполадка в работе операционки - и все нестандартные устройства с их фирменными драйверами мгновенно «слетают», а рядовому юзеру останется лишь любоваться графическим интерфейсом, судорожно вспоминать (если знает) «горячие клавиши» и сожалеть о том, что не взял с собой обычную компьютерную мышь.

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.