2.4. Джойстики

2.4.1. Назначение джойстиков

Джойстик (рис. 2.14) – устройство для ввода информации, относящееся к классу игровых манипуляторов, с помощью которого предоставляется возможность задавать координаты графического объекта. Разнообразие джойстиков весьма велико и обусловливается видом игр, для которых они предназначаются; зачастую джойстиками называют все виды игровых манипуляторов (например: рули, педали, штурвалы, геймпады и т.д.).

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 и к персональному компьютеру.

Первые примитивные цифровые джойстики представляли собой стержень, укрепленный на крестовине, имеющей четыре электрических контакта. Чтобы выбрать одно из четырех направлений, нужно наклонить стержень в соответствующую сторону. При замыкании сразу двух контактов добавляются еще четыре направления (рис. 2.15). Подобные джойстики существовали во времена компьютеров Amiga, Commodore 64 и MSX.

Рис. 2.14. Внешний вид джойстика	Рис. 2.15. Принцип действия джойстика первого поколения

Очевидно, что обеспечить плавное регулирование такой джойстик не мог и поэтому плохо подходил для авиасимуляторов. С тех пор джойстики изменились до неузнаваемости, и все же их отличительным признаком по-прежнему остается рукоятка определенного дизайна, закрепленная на стационарной платформе и наклоняющаяся во всех направлениях.

2.4.2. Джойстики с плавным регулированием

Следующий этап развития джойстиков ознаменован появлением аналоговых устройств, которые имели в своей основе потенциометры (рис. 2.16) и могли осуществлять плавное регулирование. В них основание стержня проходит через валик и подвеску, подсоединенные к потенциометрам. Каждый потенциометр регистрирует движение в своей плоскости. Эти устройства посылают в игровой порт аналоговый сигнал, который обрабатывается контроллером игрового порта и ЦП, а затем в цифровом виде используется программными интерфейсами. С тех пор, как джойстики стали обеспечивать плавное регулирование, их начали использовать для авиационных симуляторов.

Рис. 2.16. Устройство аналогового джойстика

Со временем джойстики снова стали цифровыми, но уже другого уровня: такой джойстик генерирует сигнал обычно на базе тех же технологий, что и аналоговый, а затем внутри себя оцифровывает этот сигнал и передает его в компьютер уже в цифровой форме. Преимущество этого решения заключается в том, что аналоговый сигнал превращается в цифровой до того, как он попадает в игровой порт (сильно зашумленное в электронном смысле пространство).

2.4.3. Оптические и потенциометрические джойстики

Потенциометры имеют скользящие контакты, которые засоряются пылью и продуктами окисления, что ухудшает контакт и может приводить к проблемам управления. Этих недостатков лишены оптические джойстики (рис. 2.17), в которых вместо резисторов используются оптические сенсоры, менее подверженные износу. Несмотря на указанные преимущества оптических джойстиков, большинство производителей используют для считывания положения органов управления электрические потенциометры.

Рис. 2.17. Устройство оптического джойстика: 1 – оптический сенсор; 2 – два лазера на ручке (X, Y и вращение); 3 – лазер колёсика (газ/тяга)