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)

Технологии джойстиков

Оптический джойстик (Microsoft SideWinder Precision Pro) Изнутри:

1. Оптический сенсор.

2. Два лазера на ручке (X, Y и вращение).

3. Лазер колесика (газ/тяга)

 

Джойстики можно разделить на два вида:

· дискретные - выходной управляющий сигнал может принимать два значения: "0" или "1", включен/выключен и т. д. Джойстики такого типа являются устаревшими в ПК, но применяются, например, в мобильных телефонах.

· аналоговые - выходной сигнал плавно меняется от нуля до максимума в зависимости от угла отклонения рукоятки: чем больше рукоять отклонена, тем больше уровень сигнала. В свою очередь, аналоговые джойстики делятся на три типа:

С аналоговым датчиком. Включает в себя потенциометр и аналогово-цифровой преобразователь. Преимущества: нет особых требований к механике. Недостатки: требователен к качеству питания и АЦП, датчик недолговечен. Интересно, что в игровом порту АЦП находится в компьютере, а не в джойстике. В некоторых джойстиках применяются долговечные бесконтактные датчики: магниторезистивные и датчики на эффекте Холла.

С цифровым датчиком. В таких джойстиках используются энкодеры (оптические датчики наподобие тех, что применяются в компьютерных мышах - зубчатое колесо, при вращении пересекающее луч от светодиода к фотодиоду). Преимущества: очень четкий ход, датчик практически вечен. Недостатки: чтобы датчик имел достаточное количество шагов дискретности (примерно 500 шагов на оборот руля, или 150 на движение джойстика от края до края, или 100 на ход педали), нужен или дорогой высокоточный энкодер, или качественный редуктор (мультипликатор).

С оптическим датчиком. Такие джойстики действуют аналогично оптической мыши и совмещают высокую точность с высокой надежностью. Недостаток: применимо только для устройств с небольшим ходом ручки.

Джойстики для ПК подключаются к компьютеру через игровой порт или USB.

В первых игровых приставках джойстики подключались через специализированный разъем, поэтому джойстик для одной приставки не подходил для другой приставки или для ПК. В современных приставках джойстики подключаются через USB, поэтому один и тот же джойстик можно подключать и к приставке, и к компьютеру.

Handle on Throttle and Stick (англ. "руки на РУДе и РУСе"), HOTAS - комплект из авиационных педалей, ручки управления двигателем и ручки управления самолетом. Эти четыре оси - минимум для полноценного управления авиасимулятором. HOTAS -системы стоят дорого, но и делаются намного более прочными, чем большинство "потребительских" джойстиков.

Геймпад

 

Геймпад, (джойпад, игровой пульт) - тип игрового манипулятора. Представляет собой пульт, который удерживается двумя руками, для управления используются большие пальцы рук (в современных геймпадах также часто используются указательный и средний пальцы). Стандартное исполнение геймпада таково: под левой рукой кнопки направления (вперед - назад - влево - вправо), под правой - кнопки действия (прыгнуть, выстрелить).

Геймпады обеспечивают взаимодействие между игроком и консолью.

Органы управления

 

D-pad (от англ. direction - направление) - кнопка-крестовина, объединяющая в себе четыре (иногда восемь). Предназначена для управления движением.

Кнопки действия (action buttons) - дают возможность взаимодействовать с объектами игрового мира. Взять, кинуть, зацепиться, выстрелить и т. д.

Триггеры - кнопки, располагаемые под указательными пальцами (часто отвечают за стрельбу). На геймпадах появились с увеличением сложности игр, дабы отделить функцию стрельбы от общих действий. Нередко к триггерам привязываются и другие функции, которые удобно отделять от основных функций, привязанных к кнопкам действия.

 

 

Аналоговый стик - представляет из себя выступающую часть на базе контроллера, от положения которой зависит результат управления. Основная функция - ориентирование в трехмерном пространстве. Лишен каких либо дополнительных кнопок. Исключение составляет возможность нажатия на сам стик. Данная функция используется для дополнительных действий, расширяя тем самым функциональность устройства.

Кнопки Start, Select, Mode - служебные кнопки, обеспечивающие контроль за самим игровым процессом (пауза во время игры, вызов меню опций игры, смена режима работы геймпада).

Обратная связь, функция вибрации - возможность предусмотренная в геймпаде, усиливающая активные события в момент игрового процесса (взрывы, удары и пр.) посредством работы вибромотора.

Некоторые модели, как например Space Orb, имеют встроенный трекбол. В некоторых моделях присутствует высокоточная рулевая ось, упрощающая игру в автосимуляторы.

Большинство устройств позиционирования можно использовать одновременно, обеспечив двойное управление указателем. На экране присутствует только один указатель, приоритетом пользуется устройство, начавшее перемещение, и управление указателем сохраняется за ним до окончания движения. Второе устройство позиционирования при этом автоматически блокируется

Сканер

Сканером называется устройство, позволяющее вводить в компьютер образы изображений, представленных в виде текста, рисунков, слайдов, фотографий или другой графической информации. Сканер позволяет оптическим путем вводить черно-белую или цветную печатную графическую информацию.

История

В 1902 году, немецким физиком Артуром Корном (Arthur Korn) была запатентована технология фотоэлектрического сканирования, получившая впоследствии название телефакс. Передаваемое изображение закреплялось на прозрачном вращающемся барабане, луч света от лампы, перемещающейся вдоль оси барабана, проходил сквозь оригинал и через расположенные на оси барабана призму и объектив попадал на селеновый фотоприемник. Эта технология до сих пор применяется в барабанных сканерах.

В дальнейшем, с развитием полупроводников, усовершенствовался фотоприемник, был изобретен планшетный способ сканирования, но сам принцип оцифровки изображения остается почти неизменным.

Оригиналы тип бумаги можно разделить на группы: непрозрачные оригиналы (всевозможные фотографии, рисунки, страницы журналов); прозрачные оригиналы (цветные и черно-белые слайды и негативы).

 

В зависимости от способа сканирования объекта и самих объектов сканирования существуют следующие виды:

· Планшетные - наиболее распространенный вид сканеров, поскольку обеспечивает максимальное удобство для пользователя - высокое качество и приемлемую скорость сканирования. Представляет собой планшет, внутри которого под прозрачным стеклом расположен механизм сканирования. Первоначально он использовался для сканирования непрозрачных оригиналов. Почти все модули имеют съемную крышку, что позволяет сканировать " толстые " оригиналы (журналы, книги).

· Ручные - в них отсутствует двигатель, следовательно, объект приходится сканировать пользователю вручную, единственным его плюсом является дешевизна и мобильность, при этом он имеет массу недостатков - низкое разрешение, малую скорость работы, узкая полоса сканирования, возможны перекосы изображения, поскольку пользователю будет трудно перемещать сканер с постоянной скоростью.

· Барабанный сканер. Оригинал закрепляется на прозрачном барабане, который вращается с большой скоростью. Считывающий элемент располагается максимально близко от оригинала. Данная конструкция обеспечивает наибольшее качество сканирования.

· Листопротяжные - лист бумаги вставляется в щель и протягивается по направляющим роликам внутри сканера мимо лампы. Имеет меньшие размеры, по сравнению с планшетным, однако может сканировать только отдельные листы, что ограничивает его применение в основном офисами компаний. Многие модели имеют устройство автоматической подачи, что позволяет быстро сканировать большое количество документов.

 

· Книжные сканеры - предназначены для сканирования брошюрованных документов. Современные модели профессиональных сканеров позволяют значительно повысить сохранность документов в архивах, благодаря очень деликатному обращению с оригиналами. Программное обеспечение, используемое в книжных сканерах позволяет устранять дефекты, сглаживать искажения, редактировать полученные отсканированные страницы. Книжные сканеры обладают уникальной функцией "устранения перегиба" книги, которая обеспечивает отличное качество отсканированного (или напечатанного) изображения.

· Книжные сканеры с V -образной колыбелью на основе цифровых фотоаппаратов. Являются подвидом планетарных сканеров, однако имеют ряд отличий, среди которых - V -образная колыбель, позволяющая сканировать книгу не раскрывая ее полностью, в режиме бережного сканирования, поэтому часто используется библиотеками. Прижимное стекло, входящее в состав конструкции, обеспечивает выпрямление страниц книги, и, следовательно, изображения без искажений.

 

· Барабанные сканеры - применяются в полиграфии, имеют большое разрешение (около 10 тысяч точек на дюйм). Оригинал располагается на внутренней или внешней стенке прозрачного цилиндра (барабана).

· Слайд-сканеры - служат для сканирования пленочных слайдов, выпускаются как самостоятельные устройства, так и в виде дополнительных модулей к обычным сканерам.

· Сканеры штрих-кода - небольшие, компактные модели для сканирования штрих-кодов товара в магазинах.

 

· Проекционный сканер. Этот тип сканеров применяется для сканирования с высоким разрешением и качеством слайдов небольшого формата. Существует две модификации: с горизонтальным и вертикальным расположением оптической оси считывания. Наиболее популярным в России является вертикальный проекционный сканер. Это прозрачные негативные и позитивные слайды, которые сканируют в проходящем свете. Непрозрачные оригиналы представляют собой либо аналоговые изображения - фотографии, либо дискретные - иллюстрации из печатных изданий.

По типу вводимого изображения все существующие сканеры можно подразделить на черно-белые и цветные. Черно-белые сканеры в свою очередь могут подразделяться на штриховые и полутоновые ("серые").

Черно-белые сканеры

 

Сканируемое изображение освещается белым светом, получаемым от флуоресцентной лампы. Отраженный свет через редуцирующую (уменьшающую) линзу попадает на фоточувствительный полупроводниковый элемент, называемый прибором с зарядовой связью ПЗС (Change- Coupled Device, CCD), в основу которого положена чувствительность проводимости p-n-перехода обыкновенного полупроводникового диода к степени его освещенности. На p-n-переходе создается заряд, который рассасывается со скоростью, зависящей от освещенности. Чем выше скорость рассасывания, тем больший ток проходит через диод.

Каждая строка сканирования изображения соответствует определенным значениям напряжения на ПЗС. Эти значения напряжения преобразуются в цифровую форму либо через аналого-цифровой преобразователь АЦП (для полутоновых сканеров), либо через компаратор (для двухуровневых сканеров). Компаратор сравнивает два значения (напряжение или ток) от ПЗС и опорное, причем в зависимости от результата сравнения на его выходе формируется сигнал 0 (черный цвет) или 1 (белый).

Разрядность АЦП для полутоновых сканеров зависит от количества поддерживаемых уровней серого цвета. Например, сканер, поддерживающий 64 уровня серого, должен иметь 6-разрядный АЦП. Каким образом сканируется каждая следующая строка изображения, целиком зависит от типа используемого сканера.

Цветные сканеры

В настоящее время существует несколько технологий для получения цветных сканируемых изображений. Один из наиболее общих принципов работы цветного сканера, сканируемое изображение освещается вращающимся RGB-светофильтром. Для каждого из основных цветов (красного, зеленого и синего) последовательность операций практически не отличается от последовательности действий при сканировании черно-белого изображения. Исключение составляет, этап предварительной обработки и гамма-коррекции цветов, перед тем как информация передается в компьютер. В результате трех проходов сканирования получается файл, содержащий образ изображения в трех основных цветах - RGB (образ композитного сигнала). Если используется восьмиразрядный АЦП, который поддерживает 256 оттенков для одного цвета, то каждой точке изображения ставится в соответствие один из 16,7 миллиона возможных цветов (24 разряда).

 

Надо отметить, что наиболее существенным недостатком описанного выше метода является увеличение времени сканирования в три раза.

В сканерах известных японских фирм Epson и Sharp, как правило, вместо одного источника света используется три, для каждого цвета отдельно. Это позволяет сканировать изображение всего за один проход. Сложности этого метода заключаются обычно в подборе источников света со стабильными характеристиками.

Принцип действия цветного сканера ScanJet Iic фирмы Hewlett Packard несколько иной. Источник белого света освещает сканируемое изображение, а отраженный свет через редуцирующую линзу попадает на трех полосную ПЗС через систему специальных фильтров, которые и разделяют белый свет на три компонента: красный, зеленый и синий. Физика работы подобных фильтров связана с явлением дихроизма, заключающегося в различной окраске одноосных кристаллов в проходящем белом свете в зависимости от положения оптической оси. Первый слой первого фильтра отражает синий свет, но пропускает зеленый и красный. Второй слой отражает зеленый свет и пропускает красный, который отражается только от третьего слоя. Во втором фильтре, наоборот, от первого слоя отражается красный свет, от второго - зеленый, а от третьего - синий. После системы фильтров разделенный красный, зеленый и синий свет попадает на собственную полосу ПЗС. Дальнейшая обработка сигналов цветности практически не отличается от обычной.

 

Общий принцип действия

Рассмотрим принцип действия планшетных сканеров, как наиболее распространенных моделей. Сканируемый объект кладется на стекло планшета сканируемой поверхностью вниз. Под стеклом располагается подвижная лампа, движение которой регулируется шаговым двигателем.

Свет, отраженный от объекта, через систему зеркал попадает на чувствительную матрицу (англ. CCD - Couple-Charged Device), далее на АЦП и передается в компьютер. За каждый шаг двигателя сканируется полоска объекта, которые потом объединяются программным обеспечением в общее изображение.

Изображение всегда сканируется в формат RAW - а затем конвертируется в обычный графический формат с применением текущих настроек яркости, контрастности, и т. д. Эта конвертация осуществляется либо в самом сканере, либо в компьютере - в зависимости от модели конкретного сканера. На параметры и качество RAW -данных влияют такие аппаратные настройки сканера, как время экспозиции матрицы, уровни калибровки белого и черного, и т. п.

Все бытовые сканеры содержат собственные микропроцессоры, иногда это совмещенные с АЦП микропроцессоры, а иногда это микропроцессоры общего вида.

Характеристики сканеров

Оптическое разрешение. Разрешение измеряется в точках на дюйм (англ. dots per inch - dpi). Является основной характеристикой сканера. Сканер снимает изображение не целиком, а по строчкам. По вертикали планшетного сканера движется полоска светочувствительных элементов и снимает по точкам изображение строку за строкой. Чем больше светочувствительных элементов у сканера, тем больше точек он может снять с каждой горизонтальной полосы изображения. Это и называется оптическим разрешением. Оно определяется количеством светочувствительных элементов (фотодатчиков), приходящихся на дюйм горизонтали сканируемого изображения. Обычно его считают по количеству точек на дюйм - dpi (dots per inch). Сегодня считается нормой уровень разрешение не менее 600 dpi. Увеличивать разрешение еще дальше - значит, применять более дорогую оптику, более дорогие светочувствительные элементы, а также многократно затягивать время сканирования. Для обработки слайдов необходимо более высокое разрешение: не менее 1200 dpi.

На сканерах указывается два значения например 600x1200 dpi, горизонтальное - определяется матрицей CCD, вертикальное - определяется количеством шагов двигателя на дюйм. Во внимание следует принимать минимальное значение

Глубина цвета. Определяется качеством матрицы CCD и разрядностью АЦП. Измеряется количеством оттенков, которые устройство способно распознать.24 бита соответствует 16 777 216 оттенков. Современные сканеры выпускают с глубиной цвета 24, 30, 36, 48 бит. Несмотря на то, что графические адаптеры пока не могут работать с глубиной цвета больше 24 бит, такая избыточность позволяет сохранить больше оттенков при преобразованиях картинки в графических редакторах.