www.shvoong.com

 Джойстикът , средство за мултимедия

      Джойстиците използват един наистина изкусен трик. Те взимат нещо изцяло физическо - движението на вашата ръка - и превеждат в нещо изцяло математическо - низ от единици и нули (езикът на компютрите). С добър джойстик, транслацията е толкова безупречна, че вие напълно го забравяте . Когато вие сте наистина ангажирани с игра, имате чувството, че взаимодействате с виртуалният свят непосредствено. В този реферат , ние ще разберем как няколкото обикновени дизайни на джойстикът го управляват .
     Основната идея за джойстик е да транслирате движението на пластмасова пръчка в електронна информация която компютърът може да преработи. Джойстиците са употребявани в всички видове машини, включително f - 15 реактивни бойни самолети , багери и инвалидни колички. В тази статия, ние ще се фокусираме върху компютърни джойстици, но същите принципи важат и за другите видове джойстици. Различните технологии за джойстик се различават главно в това колко информация те предават. Най-елементарният дизайн на джойстик, използван в много ранни игрови конзоли, е просто уточнена електрическа смяна. Този основен дизайн се състои от пръчка, която е привързана към пластмасова основа с гъвкав гумен калъф. Базата подслонява платка, която сяда пряко под пръчката. Платката е изградена от няколко" печатни жици,", които се свързват с няколко контактни терминали . Обикновените жици се простират от тези терминали до компютърът. Печатните жици оформят елементарна електрическа верига, състояща от няколко по-малки вериги. Веригите просто провеждат електричество между един контактен детайл и друг. Когато джойстикът е в неутрална позиция - когато вие не се трудите по един или друг начин - всички освен 1 от индивидуалните вериги са прекъснати. Водещия материал в всяка жица не се свързва, така че веригата не може да проведе електричество. Всяка счупена част е покрита с елементарно пластмасово копче съдържайки мъничък метален диск. Когато вие премествате пръчката в каквато и да е посока, то насърчава надолу един от тези бутони, тиражирайки водещия метален диск против платката. Това затваря веригата - то завършва връзката между две от жичните части. Когато веригата е затворена, електричеството може да тече надолу по жицата към компютърът (или игрова конзола), през печатната жица, и към друга жица, водеща обратно към компютърът.
       Когато компютърът научава положение на определена телеграма, той знае, че джойстикът е в правилната позиция за да завърши определена верига. Придвижвайки пръчката потребителят затваря" предната смяна," бутайки затваря" левият превключвател," и т.н.. В няколко дизайни, компютърът разпознава позиция на диагонал когато пръчката затваря два превключвателя . Светещите бутони работят точно по същия начин - когато вие натискате, те завършват верига и компютърът разпознава команда за огън. Това е добре - дори идеално - за някои игри. То е нещо за съвършената форма за дизайн като PAC, човече, или TETRIS, например. Но то може доста да ограничи други игри, като полет симулатори. В следващата част, ние ще гледаме към общоприетият дизайн на аналогов джойстик, който може да се подобрява при слаби смени в позицията.
      За да предава пълен обхват на движението с компютърът, джойстикът има нужда да измерва позицията на пръчката на две оси - абсцисата (оставена на дясно) и ординатата (нагоре-надолу). Точно както в основната геометрия, координатите на X - Y уточняват позицията на пръчката точно. В стандартният дизайн на джойстик, манипулаторът премества тясна пръчка, която сяда на две въртящи се, планирани шахти. Наклонявайки пръчката напред и назад завъртаме шахтата на ординатата от страна към страна. Когато вие премествате пръчката диагонално, тя завърта двете шахти. Няколкото елемента центрират пръчката когато вие я пускате. За да определя местоположението на пръчката, системата за контрол" джойстик" просто наблюдава позицията на всяка шахта. Общоприетият дизайн на аналогов джойстик прави това с два потенциометъра, или променливи резистори.
      Всеки потенциометър се състои от резистор, в формата на извит път, и подвижна ръка за контакт. Компютърното захранване провежда електричество до входящият край, през извитият резистор, през средството за контакт и обратно към портът на джойстикът на компютърът. Като премествате пръчката, вие можете да увеличите или намалите съпротивата, влияеща на токът течащ през тази верига. Ако пръчката е на противоположният край на пътят от терминалът за връзка на вход, електричеството ще трябва да тече през дълга страна на резисторът, така че то ще срещне максимална съпротива. Ако пръчката е близо до входящият край, потенциометърът ще има минимална съпротива. Всеки потенциометър е свързан с една от шахтите на джойстикът така че завъртайки шахтата върти ръката за контакт. С други думи, ако вие придвижвате пръчката докрая, то ще превърне ръката за контакт на потенциометър до едниния край на пътят, и ако вие го изтегляте към вас, то ще превърне ръката за контакт до другият път. Променянето на съпротивлението на потенциометърът променя електрическия ток в свързаната верига. По този начин, потенциометърът превръща физическата позиция на пръчката в електрически сигнал, като то предава на джойстиковият порт върху компютърът. Този електрически сигнал е напълно аналогов - като сигнал на радио. За да прави информацията използваема, компютърът трябва да я преведе в цифров сигнал - стриктна числова стойност.
       В общоприетата система, карта (печатна платка) вътре компютърът управлява това с аналогово - цифров конвертор. Основната идея е да използува различното напрежение от всеки потенциометър за да зарежда кондензатор, елементарно електрическо устройство, което складира електричество . Ако потенциометърът е нагласен с по-голямо съпротивление, той ползва кондензаторът по-дълго; ако той предлага по-малко съпротивление, кондензаторът ще зареди по- бързо. Като разрежда кондензаторът и след това настройва колко време да се презарежда, конверторът може да определи мястото на потенциометърът, и джойстикът. Ритмичното презареждане по скорост е числова стойност, която компютърът може да разпознае. Компютърът извършва тази операция винаги когато трябва да получи информация от джойстикът. Вие можете евентуално да приложите тази система към голямо разнообразие от контроли като свързвате потенциометър с различни въртящи се компоненти. Например, общоприетите контролери на волана работят точно по същия начин . Някои джойстици използуват допълнителен потенциометър за ос на Z, активирана от въртене на самата пръчка. Някои джойстици също имат" шапка" - миниатюрен контролер, активиран от палец отгоре на пръчката. Този малък джойстик използува същата система за смяна като елементарният джойстик. Общоприетата аналогова система работи добре, но наистина има ограничения. В следващата част, ние ще разберем какви са главните проблеми и след това ще пазгледаме някои скорошни решения.
      Има няколко големи проблема с общоприетата аналогова система за джойстик. Първо, суровият аналогово - цифров процес на преобразуване не е много точен, тъй като системата няма истински аналогово - цифров конвертор. Това компрометира чувствителността на джойстикът в известна степен. Второ, компютърът на потребителят трябва да използва много от изчислителната си мощ за да" получава" редовно състоянието на джойстикът и да определя позицията на пръчката.