Джойстик

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Оси джойстика
Конструкция джойстика:
1 Рукоять
2 Основание
3 Кнопка «Огонь» (гашетка)
4 Дополнительные кнопки
5 Переключатель автоматического огня
6 Газ/тяга
7 Миниджойстик (hat switch, «хатка»)
8 Присоски (крепление)
Это статья о джойстике — конкретном типе игровых устройств. О других устройствах см. Игровой контроллер.

Джо́йстик (англ. joystick — «ручка управления самолётом») — устройство ввода информации, которое представляет собой качающуюся в двух плоскостях ручку. Наклоняя ручку вперёд, назад, влево и вправо, пользователь может передвигать что-либо по экрану. 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.

Широкое применение джойстик получил в компьютерных играх, мобильных телефонах. В английском языке словом «joystick» называют любую качающуюся ручку управления, в русском языке значение более узкое: помимо компьютерного контроллера, «джойстиком» называют в разговорной речи миниатюрную электрическую ручку — в отличие от традиционной механической.

Типы джойстиков[править | править вики-текст]

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)
  • также джойстиками ошибочно называют геймпады (например: PS3, Xbox.)
Игровой однокнопочный джойстик 1980-х

Технологии джойстиков[править | править вики-текст]

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

Джойстики можно разделить на два вида:

  • дискретные — сенсоры таких джойстиков могут принимать два значения: «0» или «1», включён/выключен и т. д. При этом каждое нажатие выдает один управляющий импульс и смещает курсор на одну позицию (длительное нажатие приводит к автоповтору команды), диапазон смещения курсора при этом неограничен и определяется только количеством нажатий. Джойстики такого типа считаются устаревшими в ПК, но широко применяются в простых игровых приставках, мобильных телефонах и прочих устройствах.
  • 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. Диапазон перемещения курсора ограничен ходом ручки джойстика и разрешением применённых сенсоров. После калибровки, подобные джойстики можно применять для указания абсолютной позиции курсора.
    Существует несколько технологий аналоговых джойстиков.
    • Потенциометр и аналогово-цифровой преобразователь. Преимущества: нет особых требований к механике. Недостатки: требователен к качеству питания и АЦП, сам датчик при этом недостаточно долговечен. Интересно, что в игровом порту АЦП находится в компьютере, а не в джойстике.
    • Энкодер — оптический датчик наподобие тех, что применяются в компьютерных мышах (зубчатое колесо, при вращении пересекающее луч от светодиода к фотодиоду). Преимущества: очень чёткий 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).
    • Тензометрические датчики. Применяются в ноутбуках, в некоторых самолётах. В игровых устройствах распространения не получили: тензодатчики практичны только когда джойстик надёжно прикручен к столу.
    • Оптическая матрица. Такие джойстики действуют аналогично оптической мыши и совмещают высокую точность с высокой надёжностью. Недостаток: применимо только для устройств с небольшим ходом ручки.
    • Магнитные датчики — магниторезистивные и на эффекте Холла. Те и другие надёжны и долговечны; распространение получили только когда в датчиках стали располагать схемы, компенсирующие допуски сборки и люфт механики.

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

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.

Устройство качающегося узла[править | править вики-текст]

Аналоговые датчики бывают одноосными и двухосными. Если датчик одноосный, ручка крепится на карданном подвесе: например, каретка качается влево-вправо, а ручка на ней — вверх-вниз. Качание ручки относительно каретки и каретки относительно основания фиксируется датчиками.

Двухосные датчики (обычно магнитные и оптические) состоят из закреплённого на ручке магнита (лазера) и неподвижной следящей микросхемы. Помимо карданного подвеса, может применяться шаровой шарнир.

У дискретных джойстиков шарнирно закреплённая ручка в четырёх крайних положениях замыкает контакты. Шарнир может быть любым: карданным, шаровым и даже — в наиболее дешёвых моделях — комбинацией выступов и вырезов.

Дополнительные органы управления[править | править вики-текст]

  • Тумблер автоматического огня — делает, чтобы основная кнопка стрельбы (как правило, находящаяся под указательным пальцем) была постоянно «нажата». Применяется в основном в скролл-леталках.
  • Мини-джойстик (hat switch, в просторечии «хатка», «шляпа») — позволяет компактно разместить 4—8 редко используемых кнопок; также удобен для управления меню или переключения видов (вперёд, назад, вбок).
  • Ползунок, колесо или отдельный рычаг газа — управляет работой двигателей.
  • Педали или поворотная ручка — для управления рулём направления. Педали удобнее; ручка, поворачивающаяся вокруг своей оси — дешёвый заменитель педалей. В некоторых дорогих джойстиках (часть моделей Saitek) игрок, докупив педали, может зафиксировать поворотную ручку.
  • Дополнительные колёса/ползунки, встречающиеся в дорогих джойстиках и предназначенные для управления различными дополнительными параметрами авиасимуляторов (например, шаг винта)

Трёхмерные джойстики[править | править вики-текст]

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 http://www.forcedimension.com/
Novint Technologies http://home.novint.com/
к их числу можно отнести и манипуляторы фирмы 3Dconnexion http://www.3dconnexion.com/

HOTAS[править | править вики-текст]

Полноценный джойстик с РУС (справа) и РУД
(в комплекте идут также педали, которые не показаны)

HOTAS (аббревиатура от англ. Hands 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).

Происхождение[править | править вики-текст]

Слово joystick применительно к качающейся ручке управления встречается уже у первых авиаторов: так, Роберт Лорен (1910) пишет:[1]

« Чтобы он случайно не поднялся в воздух, центральный рычаг — по-другому «колпак» или «джойстик» — подвинут вперёд и привязан. »

Откуда это слово произошло — остаётся загадкой[1]. Одна из версий: ручка получила имя George stick, по имени одного из изобретателей Артура Джорджа (en)[2], впоследствии пилоты переименовали её в joystick. По другой версии, ручку назвали Joyce stick, в честь американца Джеймса Генри Джойса[1]. По третьей — просто от радости полёта[3] (примерно в то же время появилось слово joyride). Различные субкультуры называли «джойстиком» «косяк» с марихуаной[4] и пенис[3][4]. Но первое упоминание «джойстика» в значении «пенис» датируется 1916 годом[3] — так что, вероятно, истоки у слова чисто авиационные.

В 2001 году близ Чарльстона (Южная Каролина) подняли подлодку конфедератов, в которой для управления рулями использовалась качающаяся ручка.[1] Это считается первым применением качающегося узла; достоверно неизвестно, как эта ручка называлась. Первый электрический джойстик приписывается нацистам — в 1943 году на вооружение поставлена ракета Henschel Hs 293, управлявшаяся джойстиком («кнюппель», knüppel). Массовое применение джойстиков началось в 1960-е годы — в радиоуправляемых авиамоделях и электрических инвалидных колясках.

Примечания[править | править вики-текст]

См. также[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]

Тематические сайты[править | править вики-текст]

Статьи[править | править вики-текст]