Характеристики джойстику та геймпаду

Джойстик (англ. Joystick (Joy + Stick) – дослівно «весела паличка») – пристрій введення інформації, який являє собою маніпулятор, за допомогою якого можна задавати екранні координати графічного об'єкта і також може виконує функції клавіатури.

Рисунок 14.2.Джойстик

Джойстик являє собою ручку, нахилом якої, можна задавати напрямок в двовимірній площині. На ручці, а також в платформі, на якій вона кріпиться, зазвичай розташовуються кнопки і перемикачі різного призначення.

Крім координатних осей X і У, можливо також зміна координати Z, за рахунок обертання рукоятки навколо осі, наявність другої ручки, додаткового коліщатка і т.п.

За кількістю ступенів свободи і, відповідно, площин, в яких можлива зміна положення контрольованого об'єкту, джойстики підрозділяються на:

1. одновимірні(управління переміщенням об'єкта або вгору-вниз, або вліво-вправо)

2. двомірні (управління об'єктом в двох площинах)

3. тривимірні (управління об'єктом у всіх трьох площинах)

Джойстики можна поділити на два види:

1. дискретні – сенсори таких джойстиків можуть приймати два значення: «0» або «1», включений / виключений і т. д. При цьому кожне натискання видає один керуючий імпульс і зміщує курсор на одну позицію (тривале натискання приводить до автоповтору команди), діапазон зміщення курсору при цьому необмежений і визначається тільки кількістю натиснень. Джойстики такого типу вважаються застарілими в ПК, але широко застосовується в простих ігрових приставках, мобільних телефонах і інших пристроях.

2. аналогові – у таких вихідний сигнал плавно змінюється від нуля до максимуму в залежності від кута відхилення рукоятки: чим більше рукоять відхилена, тим більше рівень сигналу. Діапазон переміщення курсору обмежений ходом ручки джойстика і дозволом застосованих сенсорів. Після калібрування, подібні джойстики можна застосовувати для вказівки абсолютної позиції курсора.

У свою чергу, аналогові джойстики діляться на три типи:

- з аналоговим датчиком. Включає в себе потенціометр (резистор) і аналогово-цифровий перетворювач.

Переваги: ​​немає особливих вимог до механіки.

Недоліки: вимогливий до якості живлення і АЦП, сам датчик при цьому нестатньо довговічний (але в деяких джойстиках застосовуються довговічні безконтактні датчики: магніторезистивні і датчики на ефекті Холла). Цікаво, що в ігровому порту АЦП знаходиться в комп'ютері, а не в джойстику.

- з цифровим датчиком. У таких джойстиках використовуються енкодери (оптичні датчики зразок тих, що застосовуються в комп'ютерних мишах - зубчасте колесо, при обертанні перетинає промінь від світлодіода до фотодіоду).

Переваги: ​​дуже чіткий хід, датчик практично вічний.

Недоліки: щоб датчик мав достатню кількість кроків дискретності (приблизно 500 кроків на оборот керма, або 150 на рух джойстика від краю до краю, або 100 на хід педалі), потрібен або дорогий високоточний енкодер, або якісний редуктор (мультиплікатор).

- з оптичним датчиком. Такі джойстики діють аналогічно оптичній миші і поєднують високу точність з високою надійністю.

Недолік: застосовне лише для пристроїв з невеликим ходом ручки.
Раніше джойстики для ПК підключалися до нього через ігровий порт, далі повністю відбувся перехід до стандартного інтерфейсу USB.

Рисунок 14.3. Аналоговий джойстик:

1 - валик; 2 - кнопки;

3- потенціометри; 4 – підвіска

Довгий час у ігрових приставок джойстики підключалися через спеціалізований роз'єм, специфічний для кожної фірми-виробника, тому джойстик для однієї приставки не підходив до іншого або ж до ПК. В даний час джойстики мають стандартний інтерфейс USB, тому можуть підключатися як до приставки, так до персонального комп'ютера.

Основні характеристики джойстика:

- кількість кнопок;

- інтерфейс підключення;

- наявність механізму зворотного зв'язку.

У джойстику обов'язково є одна кнопка-тригер (для імітації стрільби). Часто в джойстиках (авіаційних симуляторах) використовують кнопки чи перемикачі, що забезпечують імітацію повороту голови користувача, тобто зміну напряму погляду (чотирипозиційні кнопки чи перемикачі – кожний на 90°, восьмипозиційні - кожний на 45°). Решта кнопок (8-12) - програмувальні.

Вони налагоджуються або в процесі самої гри, або за допомогою спеціальних програм-утиліт.

Іноді в джойстиках застосовують кнопку типу Shiftу клавіатурі, що дозволяє фактично подвоювати кількість кнопок.

В ІВМ-сумісних комп'ютерах джойстик підключається до комп'ютера по інтерфейсу спеціального «ігрового» (game) порту. Це 15-контактний материнський інтерфейс, у який вмикається спеціальний роз’єм з двома кабелями на виході для підключення двох джойстиків. Слід зазначити, що ігровий порт на відміну від послідовного і паралельного не є частиною стандартної конфігурації комп'ютера.

У багатьох ІВМ-сумісних комп'ютерах його немає. Однак ігровим портом оснащено деякі звукові карти. Деякі нові джойстики підключаються до порту USB. Існують і безпровідні джойстики, підключення яких виконують за технологією, аналогічною технології для безпровідних домашніх телефонів.

У джойстик можна вбудовувати механізм зворотного зв'язку (feedback). Тоді всередину джойстика вставляють електромотори, сполучені з рукояткою керування пасовими передачами чи тросиками змінної твердості. У разі виникнення ситуації в грі, пов'язаній, наприклад, з пострілом з якої-небудь зброї чи зіткненням з перешкодою, у джойстик подаються відповідні команди, відповідно до яких механізм зворотного зв'язку імітує віддачу від пострілу чи поштовх.

Геймпад(джойпад або ігровий пульт) – тип ігрового маніпулятора. Являє собою пульт, який утримується двома руками, для управління використовуються великі пальці рук (у сучасних геймпада також часто використовуються вказівний і середній пальці).

Стандартне виконання геймпада таке: під лівою рукою кнопки напряму (вперед-назад-вліво-вправо), під правою – кнопки дії (стрибнути, вистрілити).

У багатьох сучасних контролерах спільно з напрямними кнопками використовуються аналогові джойстики.

Геймпади забезпечують взаємодію між гравцем і консоллю. Тим не менш, геймпади використовуються і на персональних комп'ютерах, хоча користувачі у більшості випадків вважають за краще використовувати звичні клавіатуру (звичайну або ігрову) і мишу.

Рисунок 14.3. Геймпад

Стандартний геймпад складається з таких основних частин:

• D-pad (від англ. Direction - напрямок) – кнопка-хрестовина, яка об'єднує в собі чотири (іноді вісім). Призначена для управління рухом.

• Кнопки дії (action buttons) – дають можливість взаємодіяти з об'єктами ігрового світу. Взяти, кинути, зачепитися, вистрілити і т. д.

• Тригери – кнопки, розташовувані під вказівними пальцями (часто відповідають за стрілянину).

На Геймпад з'явилися із збільшенням складності ігор, щоб відокремити функцію стрільби від спільних дій. Нерідко до тригерів прив'язуються та інші функції, які зручно відокремлювати від основних функцій, прив'язаних до кнопок. дії.

• Аналоговий стік – представляє із себе виступаючу частину на базі контролера, від положення якої залежить результат управління. Основна функція - орієнтування в тривимірному просторі. Позбавлений будь-яких додаткових кнопок. Виняток становить можливість натискання на сам стік. Ця функція використовується для додаткових дій, розширюючи тим самим функціональність пристрою.

•Службових кнопок Start, Select, Mode, Back, що забезпечують контроль за самим ігровим процесом (пауза під час гри, виклик меню опцій гри, зміна режиму роботи геймпада).

Зворотній зв'язок, функція вібрації – можливість передбачена в геймпаді, що підсилює активні події в момент ігрового процесу (вибухи, удари і пр.) за допомогою роботи вібромотора.

Деякі моделі, як наприклад Space Orb, мають вбудований трекбол.

У деяких моделях присутній високоточна рульова вісь, яка спрощує гру в автосимулятори.