Лекция 1-06 (стр. 3 )

Мышь позволяет оптимизировать работу с большой категорией компьютерных программ, особенно имеющих графический интерфейс (например, Windows), исключив непроизводительное частое повторное нажатие некоторых клавиш.

По своей конструкции и функциональному назначению трекбол (рис. 2.38) аналогичен механической или оптико-механической мыши и представляет собой как бы перевернутую мышь. Вместо перемещения шарика по поверхности, шарик вращается рукой, а координаты X и Y этого вращения, а также нажатия кнопок (двух или трех) передаются в компьютер.

Большинство трекболов управляются через последовательный порт, причем назначение выводов аналогично с разъемом мыши. Существуют два основ­ных отличия трекбола от мыши:

·  трекбол обладает стабильностью (неподвижностью) за счет тяжелого корпуса;

·  площадка для движения, необходимая мыши, трекболу не нужна. Пози­ция курсора рассчитывается исключительно по вращению шарика.

Рис. 2.38. Трекбол

Область применения трекбола – та же, что и для мыши, однако наибольшее распространение эти манипуляторы получили для портативных компьютеров, где они либо встраиваются в клавиатуру, либо крепятся к ней с помощью специального устройства.

В портативных компьютерах используются также так называемые сенсорные мыши, представляющие собой небольшой прямоугольный экран, покрытый пьезоэлектрическим материалом. Движения пальца руки по этому экрану преобразуется в электрические сигналы, и управляют движением курсора мыши на экране монитора. Разрешающая способность сенсорной мыши невелика и работать с ней не очень удобно.

Манипулятор с управляющим рычагом (джойстик) представляет собой устройство с управляющим стержнем-рычагом и одной или несколькими кнопками. По принципу действия различают два вида джойстиков: цифровые и аналоговые.

В цифровом джойстике (рис. 2.39) стержень крепится на крестовине, имеющей электрические контакты на четырех концах. Когда стержень перемещается, замыкается контакт в соответствующей точке и курсор двигается в одном из четырех направлений. Чтобы курсор двигался в каком-то промежуточном направлении, стержень нужно наклонить между двумя концевыми точками, чтобы замкнулись оба контакта. Кнопки для команд помещаются либо на ручке стержня, либо на корпус.

В аналоговом джойстике (рис. 2.40) основание стержня проходит через валик, соединенный с одним потенциометром и подвеску, соединенную с другим потенциометром, расположенным под прямым углом к первому. При движении джойстика один потенциометр регистрирует движение по оси X, другой – по оси Y. Когда джойстик приходит в движение, валик вращается в одной плоскости, тогда как подвеска поворачивается в другой. Электронная схема джойстика передает значения величины перемещения в компьютере. Аналоговый джойстик имеет существенное преимущество перед цифровым джойстиком, поскольку регистрирует минимальные движения ручки управления, что, обеспечивает более точное управление.

Рис. 2.39. Цифровой джойстик

Рис. 2.40. Аналоговый джойстик

В IBM-совместимых компьютерах джойстик подключается к компьютеру с помощью специального, так называемого «игрового» (game) порта. Это 15-штырьковый разъем материнского типа, в который включается специальный разъем, на выходе которого имеются два кабеля для подключения двух джойстиков. Следует отметить, что игровой порт, в отличие от последовательного и параллельного портов, не является частью стандартной конфигурации компьютера, и во многих IBM-совместимых компьютерах он отсутствует. Однако игровым портом оснащены некоторые звуковые карты.

Джойстик используется, в основном, в игровых программах, особенно в имитационных (или симуляционных) играх.

Световое перо похоже на шариковую ручку, в которую вместо пишущего шарика вмонтирован фотоэлемент. Кроме того, в стержне нахо­дится электронная составная часть, которая оценивает сигналы. В зависимо­сти от исполнения световое перо оснащается одной или более кнопками, которые выполняют функции, схожие с функциями клавиш мыши. Свето­вое перо функционирует только совместно с монитором. При прикоснове­нии стержнем к поверхности экрана электронное излучение регистрируется фотодетектором светового пера. Так как экран монитора состоит из множест­ва точек (пикселей), то полученный сигнал можно передать на графическую карту, которая вычислит координаты электронного луча по времени его ре­гистрации.

Таким образом, теоретически световое перо может заменить мышь, но при выборе мелких объектов оно не очень удобно.

1.3.32. Диджитайзеры

Диджитайзер, или графический планшет, – это устройство для ввода контурных изображений. Диджитайзер, как и мышь, указывает позицию на экране монитора. Однако в отличие от мыши, перемещающей курсор из некоторой позиции в заданном направлении, диджитайзер отображает точную позицию (координаты) выбранной точки на экране. Поэтому иногда манипуляторы типа мыши, трекбола и джойстика называют относительными манипуляторами, а диджитайзер абсолютным манипулятором.

Диджитайзер состоит из двух частей: указательного устройства – наводчика (puck) или пера и планшета (tablet). Перо или наводчик подключаются к планшету, а планшет – к последовательному порту компьютера.

Перо или наводчик используются для выбора точки из области на планшете. В основном диджитайзеры продаются и с пером и с наводчиком, т. е. поэтому выбор конкретного указательного устройства определяется либо используемой прикладной программой, либо вкусом пользователя.

Перо похоже на шариковую авторучку с кнопками. Разные изготовители выпускают перья с разным числом и расположением кнопок, разной формы и разных размеров корпуса. Вместо имеющегося на обычной ручке острия, перо диджитайзера имеет на конце маленький, так называемый наконечный, переключатель. Для активизации переключателя им нажимают на поверхность в выбранной точке. Кроме наконечного переключателя, на корпусе имеются одна или несколько кнопок, называемые корпусными переключателями. Иногда в диджитайзерах используют и световые перья, которые выполняют «пишущую» функцию. Этот спо­соб ввода информации поддерживается различным программным обеспе­чением. Например, программа Windows for Pen Computing использует эту технику, для того чтобы превращать рукописный текст в цифровой код. Специальные приложения для диджитайзеров (например, Wacom) работают со световым пером для импортирования "нарисованных пером" рисунков и эскизов в формат векторной графики. Профессиональные световые перья об­ладают возможностью определять силу нажатия пера, толщину линии и т. д.

Наводчик представляет собой небольшую коробочку с набором кнопок и перекрестной мишенью на ней, служащей для выбора точки. Почти все устройства этого типа имеют 4 кнопки, но существуют наводчики и с 12 или 16 кнопками.

Наконечный переключатель пера и одна из кнопок наводчика служат для фиксации выбранной точки, действия остальных переключателей или кнопок определяется используемой прикладной программой.

Некоторые типы используемых в диджитайзере перьев и наводчиков показаны на рис. 2.41.

Рис. 2.41. Перья и наводчики для диджитайзера

Планшет представляет собой плоский прямоугольник или квадрат. Стороны планшета обычно имеют размер 12 или 14 дюймов (30 или 35 см), но для архитектурных приложений могут использоваться и планеты со сторонами 44 на 22 дюйма (112 на 56 см). Толщина планшета зависит от содержащейся в нем схемы. Некоторые планшеты имеют ножки, похожие на ножки клавиатуры, позволяющие расположить планшет под определенным углом для удобства работы. Существуют также «гибкие» планшеты, которые можно сворачивать.

Верхняя поверхность планшета обычно состоит из активной области и рамки. Активная область – это область планшета, на которой электроника может обнаруживать расположение пера или наводчика. Активная область часто слегка углублена и на ее поверхности можно закрепить копируемое изображение (рисунок или чертеж) и/или шаблон, сделанный из картона или пластика, предназначенный для определенной прикладной программы. На нем печатается набор команд и соответствующая область экрана дисплея. При выборе имени команды диджитайзер передает ее координаты компьютеру, а тот прикладной программе. Прикладная программа распознает позицию имени команды и выполняет команду.

Почти все диджитайзеры определяют позицию пера или наводчика с помощью электромагнитного декодирования. Значительно менее распространены резистивное декодирование и акустические диджитайзеры.

При электромагнитном декодировании активная область планшета содержит проволочную сетку с одинаковыми промежутками, как правило, от 0,25 до 1,25 см. Перо имеет проволочную катушку в корпусе, а наводчик – вокруг оболочки перекрестья. При этом перо или наводчик функционируют как передатчик, а планшет – как антенна или приемник. При нажатии наконечного переключателя или соответствующей кнопки наводчика по катушке проходит короткий импульс, принимаемый проволочной сеткой. С помощью электроники, размещенной в планшете, сначала определяется приблизительное положение точки (по величине принятого сигнала в горизонтальных и вертикальных линиях сетки). Затем с помощью определения временной задержки между переданным и принятым сигналами точное положение точки. Полученные координаты, а также информация о нажатии других переключателей и кнопок передается прикладной программе.

Диджитайзеры резистивного декодирования вместо сетки использует тонкий слой пленки. Каждая сторона планшета периодически испускает электронный импульс, а затем измеряется сигнал, индуцируемый в пере или наводчике. По величине этого сигнала, зависящей от расстояния до источника, и определяется положение пера или наводчика.

Акустические диджитайзеры не имеют планшета, а некоторые модели могут обнаруживать позицию пера не на двумерной поверхности, а в трехмерном пространстве. Эти диджитайзеры основаны на принципе эхо-локации: при выборе точки перо издает щелчок, а пары приемников реагируют на эти щелчки (для каждого пространственного измерения предназначена своя пара приемников). Зная расстояние между приемниками и скорость звука, электроника может вычислить координаты пера для каждого измерения.