Оглавление Дополнительное чтение Учебник «Компьютерная графика» Лекция 11. Физические принципы графических компьютерных устройств Лекция 13. Аппроксимация непрерывного пространства в дискретной реализации

Часть II / Лекция 12. Оборудование для компьютерной графики

Чаще всего, после того, как изображение возникло на мониторе, пользователь каким-либо образом должен взаимодействовать с ним: модифицировать, передвигать, управлять... Для этого существует ряд диалоговых устройств, о которых мы и поговорим. Для того, чтобы увидеть крупное изображение иллюстрации, представленной ниже, щелкните по ней мышкой.

Мышь

Мышь — это устройство с обратной связью, причем важную и необходимую роль в этой связи играет человек, так как именно он (а точнее, его мозг), анализируя расположение курсора на экране, принимает дальнейшее решение о том, в какую точку и насколько следует переместить мышь, а вместе с ней и курсор.

Принцип работы мыши следующий. Внутри устройства имеется два небольших валика, расположеных в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. На каждом валике закреплено по небольшому колесику с зазубринами. По обе стороны от колес расположены фотоэлементы, подпаянные к небольшой микросхеме. Имеется прорезиненный шарик, который одновременно входит в довольно плотный контакт с поверхностью стола и валиками. При перемещении мыши по коврику шарик вращается, поворачивая, в свою очередь, и валики. Фотоэлементы отмечают чередование зазубрин колесиков, зная это, несложная микросхема вычисляет, на сколько продвинулась мышь. Сигнал от мыши поступает на порт персонального компьютера, при необходимости сигнал дополнительно обрабатывается и преобразуется в движение указателя по экрану.

По такому принципу в настоящее время построено большинство мышей, но имеются и другие разработки. Наиболее удачная и известная среди них — мышь IntelliMouse фирмы Microsoft. Передвижение устройства отслеживается миниатюрной видеокамерой (!), делающей снимки 1500 раз в секунду. Встроенный микропроцессор производительностью 18 млн. операций в секунду анализирует изображение, которое поступает из камеры, и на основе этой информации делает выводы о перемещении мыши.

Разработчики также очень серьезно подошли к тому, чтобы сделать устройство удобным и красивым: во-первых, внешний вид мыши сильно изменен; во-вторых, устройство очень эргономично: положив на него ладонь, чувствуется, как мышцы расслабляются, и рука отдыхает; в-третьих, двигать мышку можно не только по коврику, но и по бумаге, брюкам, ладони — везде она будет работать одинаково хорошо. В общей сложности мышь имеет семь кнопок, если таковыми считать два направления колеса, надавливание на колесо, две стандартные кнопки и две дополнительные кнопки на левой части. По умолчанию боковые кнопки выполняют функции «Назад» и «Вперед» в броузере, однако прилагающееся программное обеспечение позволяет назначить им выполнение других действий.

Джойстик

В простейшем случае джойстик состоит из подвижной рукоятки, закрепленной на основании и позволяющей перемещать объект на мониторе в любую из четырех или восьми сторон, и одной-двух кнопок, которым можно назначать различные действия, например, «прыжок», «огонь» в компьютерной игре. При перемещении рукоятки в ту или иную сторону (а также при нажатии кнопок) соответствующие контакты внутри корпуса джойстика замыкаются, в компьютер посылается специальный сигнал или сигналы, которые игровая программа транслирует в движение объекта по экрану.

Современные джойстики устроены гораздо сложнее: они могут иметь довольно причудливую форму, содержать более десятка кнопок, позволяют очень плавно управлять объектом. Наиболее продвинутые модели могут быть с обратной связью — чаще всего такая технология используется в игровых симуляторах; в этом случае для усиления «эффекта присутствия» ручка джойстика имитирует толчки и вибрации, пропорциональные их силе в игре.

Дигитайзер

Дигитайзер или планшет, как его тоже называют, состоит из двух основных элементов: основания и курсора, двигающегося по его поверхности. Это устройство, изначально предназначенное для оцифровки изображений. При нажатии на кнопку курсора его местоположение на поверхности планшета фиксируется основанием, а его координаты передаются в компьютер.

Сейчас дигитайзер также часто ассоциируют с управлением командами в «Автокаде» и аналогичных системах при помощи накладных меню. Команды в меню расположены на разных местах на поверхности дигитайзера. При выборе курсором одной из команд специальный программный драйвер интерпретирует координаты указанного места, посылая соответствующую команду на выполнение. Не последнее место занимает применение планшетов для создания на компьютере рисунков и набросков. Художник создает изображение на экране, но его рука водит пером по планшету. Наконец, дигитайзер можно использовать просто как аналог манипулятора «мышь».

Перчатки и виртуальный шлем

Специальные перчатки чаще всего используют вкупе с виртуальным шлемом. Они позволяют «взять» некий виртуальный камень (или другой предмет), который пользователь видит перед собой в шлеме, повернуть его, не выпуская из рук, и даже почувствовать его неправильную, угловатую или, наоборот, обтекаемую форму. Cпециальные датчики, закрепленные на перчатке, считывают положение пальцев пользователя, компьютер обрабатывает эти сигналы, преобразует их в картинку для виртуального шлема, а также посылает управляющие сигналы выполненным из специального материала подушечкам перчатки, которые принимают ту или иную форму и давят с разной силой на различные участки ладони пользователя, создавая иллюзию сжатия предмета.

В виртуальном шлеме имеется два экрана, каждый из которых выводит свое изображение для левого и правого глаза пользователя. Ни левый, ни правый глаз не видит, что происходит на соседнем экране, так как этому мешает перегородка виртуального шлема. В мозгу смотрящего принятые изображения складываются в единую трехмерную картину.

Штурвал и педали

Интересными разновидностями джойстиков можно считать штурвал и педали. Такие вещи больше всего используются в симуляторах различных полетов.

Штурвал представляет из себя контроллер, имеющий 3 оси (тангаж, крен, газ), а также целую россыпь кнопок: 3 кнопки, два 2-позиционных качающихся переключателя, 4-позиционный хэт, а также два рычажка (закрылки и шасси), один из которых 1-позиционный, а другой — 2-позиционный.

Особенностью педалей является наличие дополнительной функции педальных тормозов: помимо скользящего движения, характерного для управления рулем поворота в воздухе, каждая педальная площадка имеет качающееся движение, для имитации подтормаживания одной или обеих стоек шасси, используемого при рулении на земле.

Мультимедийный набор

  • звуковая карта;
  • звуковые колонки;
  • микрофон;
  • CD-ROM;
  • кабели...

И многое, многое другое:

  • чувствительный экран (touch-панель)
  • световое перо
  • контактный, акустический, лазерный щуп (перо)
  • считыватель-обработчик штрих-кодов
  • цифровая камера
  • dvd-проигрыватель
  • спутниковая плата
  • программируемая клавиатура
  • ультразвуковая мышка («Сова»)

Дополнительное чтение

Оборудование мультимедиа

Дополнительное чтение

Оборудование для компьютерной графики

Лекция 11. Физические принципы... Лекция 13. Аппроксимация непре...