Трекбол определение. Виды компьютерных мышей

Долгое время мне хотелось попробовать в работе вместо мыши трекбол. «Собирался с силами» года два, наверное: читал обзоры, сравнивал модели, смотрел видео с анбоксингами и тестами. Наконец приобрёл это необычный манипулятор, и уже второй год использую его на работе и дома. Попробую рассказать о том, как мои трекбольные ожидания были скорректированы реальностью.

Моя история во многом схожа с ранее опубликованной пользователем Just_Wah , выводы тоже во многом коррелируют. В своей заметке я уделю особое внимание следующим моментам:

критериям применимости и полезности трекболов;
недостаткам и ограничениям трекболов;
трекболам в компьютерных играх.

Ну и, конечно же, всё нижесказанное - мой личный опыт и мои личные выводы, истинность и универсальность которых небесспорна.

1. Выбор трекбола

Если искать по интернетам трекболы, то найдётся множество моделей, а вот в оффлайновых магазинах трекбол — крайняя редкость. В Новосибирске, например, я нашел только один магазин, где трекбол можно было взять в руки. Пришлось заказывать девайс издалека.

Меня интересовали классические настольные трекболы для рабочих станций, а не 3D-мыши, не встроенные в клавиатуры и не надеваемые на палец устройства. Классические трекболы были поделены на две группы: «шар под большим пальцем» и «шар в центре».

Кроме того учитывалось следующее:

число кнопок;
наличие дополнительных осей (колёсиков или колец);
подключение к ПК (USB или Wi-Fi);
цена (может доходить до не одной тысячи рублей).

Здесь я надолго завис, определиться мне помогло внезапно занывшее запястье и вот этот пост в LiveJournal, после прочтения которого я отбросил трекболы с шаром под пальцем и выбрал распространённый недорогой четырёхкнопочный TrackMan Marble.

2. Трекбол и эргономика

В интернете часто упоминается тот факт, что по сравнению с мышью трекбол требует меньше движения рук, соответственно, это лучше с точки зрения эргономики. Мой опыт, как и опыт пользователя dlinyj (автора вышеупомянутого ЖЖ-поста), явно говорит, что это не совсем правда.

Окончательный выбор в пользу красного шарика был сделал, после того как у меня начало ощутимо ныть запястье при работе с мышью. Запястью прописали покой и эластичный бинт. Трекболом я думал эту проблему решить: «Вот сейчас я руку-то разгружу, победю болячку эргономикой!». Разгрузил. На второй день работы с трекболом от непривычной нагрузки в довесок к запястью заныли пальцы.

Хотя эффект и оказался временным, но было крайне неприятно. Пальцы через пару дней привыкли, и запястье, таки, пришло в норму.

В целом оказалось, что трекбол не столько уменьшает нагрузку, сколько меняет её тип: при длительной интенсивной работе с трекболом пальцы устают и начинают побаливать. Ещё очень важно положение плеча и локтя, они устают не хуже запястья. Повторю слова dlinyj : «Лучше без фанатизма».

3. Настройка трекбола

Персонализация оказалась важным моментом. В основном я работаю с кодом и браузером. После некоторых экспериментов я остановился на таких настройках:

Причём я чётко понял, что если бы я по большей части занимался, например, обработкой фото, то выбрал бы другую конфигурацию. Эксперименты с настройками заняли часа два.

Дискомфорт от работы с непривычным устройством прошел минут за 30-40, а к окончанию периода настройки я управлялся с шаром совершено естественно.

В интернете о трекболах не раз встречалось «в начале трудно точно попадать...», «в начале скорость снижается...» и подобное. Лично у меня это «в начале» было очень коротким.

4. Трекбол в работе

В процессе эксплуатации выяснились некоторые неожиданные для меня моменты.

Во-первых, за шар хватаешься руками, жирными и грязными. Шар и его паз требуют регулярной чистки. Ну, не сильно так требуют, но если не чистить, то постепенно шар начинает прилипать в местах касаний с корпусом. В старых статьях о преимуществах трекболов перед мышками упоминают, что шарик трекбола проще доставать для чистки, чем мышиный. Современные мыши давно не имеют шариков, а трекболы по-прежнему надо чистить.

Во-вторых, пришлось держать на работе мышь «для гостей». Часто подходят коллеги с рабочими вопросами, и каждое «дай компьютер, сейчас покажу...» неизменно превращалось в «… а это что за штукенция, как ей куда тыкать?!!»

В-третьих, лично меня не сильно впечатлил часто упоминаемый «эффект инерции» шара (крутится по инерции после сильного толчка). По мне так удобнее настроить акселерацию курсора под себя - и усилий меньше, и точность выше.

Впрочем, кроме неожиданностей были и вполне ожидаемые впечатления:

Для работы с кодом, текстом и для сёрфинга трекбол - полный аналог мыши, ни особых плюсов, ни минусов.
Шар позволяет скроллить сразу по двум осям. При прокрутке карт, например, это удобно.
Вращение трёхмерных объектов трекболом приятно-интуитивное.
Простое для мыши действие - «скролл с зажатой правой кнопкой» - крайне неудобно, либо вообще недоступно с трекболом моего типа.
Трекбол не «скачет» и остаётся удобным даже при значительных вибрациях стола.
Трекбол не требует много места на столе.

5. Игры

Утверждение «трекбол не для игр» или вопрос «как трекбол в играх?» встречается чуть ли не в каждом читанном мной тексте о трекболах (особенно в старых). Первое утверждение не совсем справедливо, а кое-где и совсем не справедливо. Я не хардкорный геймер, но думаю, что мои наблюдения и впечатления вполне релевантны.

Оговорюсь: здесь речь о классическом трекболе с шаром посередине - на таком приходится зажимать кнопку, чтоб начать скролить. Трекболы других конструкций таких ограничений не имеют, и нижесказанное может на них не распространяться.

5.1 FPS

Шутеры от первого лица отлично играются с трекболом. Прицеливание, в некотором смысле, даже естественнее. Пробовал Serious Sam 3, Left 4 Dead 2, первый и второй Half-life.
Вышесказанное справедливо и для Minecraft-а, который по управлению вполне себе FPS.

5.2 TBS , квесты, казуальные игры

Никакой разницы с мышью, что вполне ожидаемо.

5.2 RTS

Разновидности Tower Defence/Offence играются нормально.

Классические RTS типа Дюны и Старкрафта не пробовал, но к их потомкам относится DotA, о которой ниже.

5.3 RPG

Игры с видом от третьего лица практически неиграбельны, если быстрый поворот камеры и зум колесом критичны для геймплея. С выбранным мной конфигом трекбола игра в Lineage II и Guild Wars была крайне затруднена.

5.4 MOBA

В DotA2 вполне можно играть т.к. вращение камеры не нужно, но поколдовать над биндингами кнопок пришлось. Ухудшает ли трекбол результативность, не скажу — не спец в таких играх.

5.5 Flight simulator

Симуляторы аркадного типа играются замечательно, а если игра позволяет настроить вращение самолёта от осей трекбола, то управление становится приятно-интуитивным (простенький GL117 даёт почувствовать этот эффект).

Опробованы Freespace 2 и Star Conflict. Freespace до полной беспроблемности настроить не удалось, Star Conflict играбелен на 100%. Симуляторы с упором на реалистичность не пробовал.

В заключение об играх повторю: длительная и интенсивная нагрузка на пальцы при игре трекболом не полезна для здоровья!

6. Опыты на людях

После того как я дописал до этого места, мне стало интересно, насколько трекбольное управление отличается от мышиного в числах. Накропал примитивный тест , позволяющий сравнить некоторые метрики трекбола и мыши относительно меня.

Результаты серии прогонов такие...

Трекбол

Мышь

Т.е. мои результаты по наведению на цель с трекболом стабильно хуже, чем с мышью, на ≈100 миллисекунд, при этом число ошибок несколько меньше.

Внезапный трекбол на соседней улице. Этот уже много лет обитает в небольшом магазинчике радиодеталей.

Обратите внимание, что в первом случае трекбол выбран из-за ограниченности рабочего пространства, а во втором к тесноте добавляется ещё и прозрачность «стола».

8. Итого

Из моего опыта следует, что:

Трекбол вполне эквивалентная замена мыши, хотя и с особенностями.
Трекбол сам по себе не улучшает эргономические характеристики рабочего места.
Трекбол подходит для игр, но не для всех.
Трекбол хорош, если у вас мало места, либо часто шатается стол>
Попадать точно в цель трекболом, действительно, немного сложнее, чем мышью.
Определённо есть и люди, и случаи, для которых трекбол не подходит и даже вреден.

Вот примерно такая заметка была бы мне полезна пару лет назад, когда я определялся с выбором.

Виды компьютерных мышей. Каких только компьютерных мышек нет. От такого разнообразия даже голова кружиться. А ведь еще совсем недавно выбора практически никакого не было. Казалось бы, что ещё можно придумать? Но оказывается можно. Каждая компания, выпускающая этих маленьких и таких необходимых «зверьков», находит всё новые и новые дизайны и функции и для них.

Какие виды компьютерных мышей существуют ?

Видов как раз не так уж много. Вот они:

Механические или шариковые (уже практически не используются);
Оптические;
Лазерные;
Трекбол-мыши.
Индукционные;
Гироскопические.

Механические или шариковые мышки

Механические или шариковые мышки можно встретить разве что у коллекционеров. Хотя еще каких-нибудь семь лет назад она была единственным видом. Работать с ней было не очень комфортно, но не имея других видов мы считали что это супер-мышь.

На вес она была тяжеловата и без коврика никак не хотела работать. И позиционирование у неё желало лучшего. Особенно это было заметно в графических программах и играх. И чистить её приходилось очень часто. Что только не наворачивалось под этот шарик? А уж если дома ещё живут животные, то этот процесс повторялся как минимум раз в неделю.

У меня постоянно лежал пинцет возле компьютера, т.к. мои мохнатые друзья всё время норовили спать возле компьютера, и пух их цеплялся за коврик, делая его мохнатым. Теперь у меня уже нет такой проблемы. На смену шариковому «грызуну» пришла более современная мышь – оптическая.

Оптическая светодиодная мышь

Оптическая светодиодная мышь – работает уже по-другому принципу. В ней используется светодиод и сенсор. Она работает уже как маленькая фотокамера, которая сканирует поверхность стола своим светодиодом и фотографирует её. Таких фотографий оптическая мышка успевает сделать около тысячи за секунду, а некоторые виды и больше.

Данные этих снимков обрабатывает специальный микропроцессор и отправляет сигнал на компьютер. Преимущества такой мыши налицо. Ей не нужен коврик, она очень легкая по весу и может легко сканировать почти любую поверхность.

Оптическая лазерная мышь

Оптическая лазерная мышь – очень похожа на оптическую, но принцип работы у неё отличается тем, что вместо фотокамеры со светодиодом уже используется лазер. Потому и называется она – лазерной.

Это более усовершенствованная модель оптической мыши. Ей требуется гораздо меньше энергии. Точность считывания данных с рабочей поверхности у неё гораздо выше, чем у оптической мыши. Она может работать даже на стеклянной и зеркальной поверхности.

Трекбол-мышь

Трекбол-мышь – устройство, в котором используется выпуклый шарик (трекбол). Трекбол представляет собой перевернутую шариковую мышь. Шар находится сверху или сбоку. Его можно вращать ладонью или пальцами, а само устройство стоит на месте. Шар приводит во вращение пару валиков. В новых трекболах используются оптические датчики перемещения.

Вот уже полгода как я отказался от мыши и пользуюсь трекболом. Сделал я это не от хорошей жизни, а потому что использование мыши однажды уже довело меня до синдрома запястного канала со всеми вытекающими последствиями вроде боли и онемения пальцев на правой руке.

Работаю я дома, ноутбук у меня установлен на специальной подставке, так что использование встроенного в MacBook Pro идеального тачпада, к сожалению, не вариант.

В Украине выбор трекболов практически отсутствует. По сути на рынке представлены две модели Logitech: M570 и Marble Mouse. В M570 мне нравится беспроводное подключение и наличие колеса прокрутки, но не нравится тот факт, что шарик надо крутить большим пальцем. Я специально одолжил у знакомого такой трекбол, попробовал и остался недоволен. Кстати, колесо прокрутки в M570 мне тоже совершенно не понравилось: оно точно такое же, как на самых дешёвых 4-долларовых мышах Logitech. Как можно было поставить такое убогое колесо прокрутки в достаточно дорогой продукт - я не понимаю.

Marble Mouse стоит около 25 долларов, шарик в нём надо крутить указательным и средним пальцем (это лучший из всех возможных вариантов). Колеса прокрутки в этой модели нет, но зато есть две дополнительные кнопки, которые можно настроить под себя. Я настроил свой трекбол так, что вращение шарика при зажатой левой дополнительной кнопке (которая определяется как кнопка 4) прокручивает контент. Что удобно - можно крутить в любую сторону: по вертикали, по горизонтали, по диагонали. Обычное колесо прокрутки не даёт такой возможности.

Для настройки этой функции я использовал программу Karabiner , которая в принципе рекомендуется всем пользователям «Маков» (например, с её помощью можно разнести переключение раскладок по разным клавишам).

При работе с трекболом первые два дня чувствуешь себя паралитиком, неспособным попасть курсором в нужное место. Потом привыкаешь и начинаешь недоумевать, как всю жизнь пользовался мышью.

Главным плюсом трекбола, помимо полного отсутствия физического дискомфорта, я считаю возможность перенести курсор через два монитора (с совокупным горизонтальным разрешением 2720 пикселей) одним легким движением пальца. Кроме того, оказалось, что с трекболом гораздо проще передвигать курсор строго по вертикали или строго по горизонтали - это полезно, например, в Photoshop.

Основной минус: ролики, на которых лежит шарик трекбола, загрязняются (на них накапливается кожный жир, смешанный с пылью). Где-то раз в неделю приходится вынимать шарик и чистить эти ролики. Я уже привык к этому и отношусь так же, как к протирке экрана - оба действия для меня попадают в категорию рутинного maintenance.

По принципу действия и по функциям: позволяет вводить информацию об относительном перемещении путём вращения рукой закреплённого в корпусе шара и подавать команды нажатиями на кнопки.

Устройство и принцип работы

Функционально представляет собой перевёрнутую механическую (шариковую) мышь: сверху или сбоку корпуса находится шар, который пользователь может вращать ладонью или пальцами; также на корпусе находятся кнопки. Как и в случае мыши, сигналы о вращении шара преобразуются в перемещение указателя или поворот объекта на мониторе, а нажатия кнопок приводят к выполнению определённых команд или переключению режимов; разница лишь в том, что у трекбола движется только шар, тогда как у мыши необходимо перемещать по столу корпус.

Конструктивно трекбол также похож на мышь: вращение шарика приводит в движение пару валиков, соединённых с механическими датчиками, либо, в более современном варианте, движения шара сканируют размещённые в корпусе оптические датчики. Протокол обмена данными с компьютером, как правило, также полностью соответствует протоколу для мыши. Поэтому с точки зрения компьютера трекбол является стандартным интерфейсным указательным устройством; в отсутствие специальных драйверов он воспринимаются операционной системой компьютера как стандартная мышь и нормально поддерживаются стандартным универсальным драйвером мыши.

Варианты конструкции

Современный двухкнопочный трекбол классической компоновки

Logitech TrackMan - трекбол с боковым расположением шара

Типичный трекбол ноутбука

Представленные на рынке модели трекболов существенно различаются. На большинстве моделей шарик достигает 3-6 см в диаметре, однако существуют и модели с шариком около 1 см в диаметре. Почти на всех моделях, кроме шара и кнопок, присутствует также колёсико прокрутки. Основное отличие заключается в размещении шарика; оно определяет размещение кнопок, исполнение колёсика прокрутки (если оно есть) и, соответственно, способ работы с устройством.

Шарик посредине. В таком виде трекбол был придуман изначально: шарик размещается в центре основания или чуть правее, кнопки (обычно от двух до четырёх) находятся вокруг него. Шарик может вращаться либо указательным, средним и безымянным пальцами, либо ладонью. Это диктует иной, нежели при использовании мыши, стереотип движений: в качестве «первой» кнопки используется нижняя-левая, «второй» - нижняя-правая, «средней» - верхняя-левая (для левшей - правые/левые кнопки меняются местами). Колесо прокрутки либо отсутствует, либо выполняется в виде кольца вокруг гнезда для шарика. Также прокрутка может быть реализована вращением самого шарика вокруг вертикальной оси. В больших по размеру устройствах шарик управляется указательным, средним и безымянным пальцем, на основные кнопки нажимают большой палец и мизинец (или безымянный), на «среднюю» - указательный, снимаемый для этого с шарика, указательным пальцем прокручивается также и колёсико. В миниатюрных трекболах шарик вращается средним пальцем, остальные используются для нажатий на кнопки и вращения колёсика. Шарик сбоку. Трекбол с шариком сбоку представляет собой, фактически, обычную компьютерную мышь с кнопками и колёсиком прокрутки, у которой шарик вмонтирован в левый бок корпуса. Нередко корпус имеет постоянный либо регулируемый наклон вправо, благодаря чему лежащая на трекболе рука находится в более естественном положении. Шарик прокручивается большим пальцем, остальные пальцы работают так же, как при пользовании обычной мышью, что делает конструкцию более привлекательной для пользователя, привыкшего к мыши или попеременно работающего мышью и трекболом. Но она имеет и свои недостатки: подвижность большого пальца несколько меньше, что отражается на быстроте и точности позиционирования, к тому же такая конструкция, в отличие от «классической», совершенно непригодна для левшей.

Встроенные трекболы различаются как по конструкции, так и по месту расположения. Для ноутбуков наиболее типичным вариантом расположения трекбола является помещение его по центру или правее центра клавиатуры, ближе к наружному краю корпуса (аналогично тачпаду у большинства современных ноутбуков). Такое размещение позволяет быстро перемещать руку с клавиатуры на трекбол, хотя имеет и недостаток - трекбол легко случайно задеть при работе с клавиатурой. Есть варианты с размещением трекбола сбоку от клавиатуры, если позволяет компоновка устройства. У некоторых моделей трекбол располагается на верхней крышке ноутбука, сбоку от монитора. В некоторых миниатюрных встроенных трекболах (например, в смартфонах HTC Dream) функцию кнопки может выполнять сам шарик, на который можно просто нажать.

Встречались старые модели мобильных ПК(i486) компании Toshiba, к которым трекбол жёстко пристёгивался сбоку. При работе кисть руки лежала на поверхности стола естественным образом, располагаясь справа, частью под трекболом. Такая позиция руки давала нагрузку только на мышцы, связанные с большим (шарик) и указательным (кнопка) пальцами, что обеспечивало наибольший комфорт.

Существуют современные конструкции миниатюрных беспроводных трекболов, надеваемых непосредственно на руку (устройство крепится на указательном пальце и управляется большим пальцем), что позволяет вообще не перемещать руку от клавиатуры для позиционирования указателя.

Эргономичность

При работе с трекболом для всех операций используется только кисть руки и не требуется движений плеча и предплечья, тогда как те же операции с мышью требуют задействования практически всей руки (что при длительной напряжённой работе может являться причиной известного «туннельного синдрома »). В графических приложениях, где позиционирование является основной операцией, использование трекбола, по результатам некоторых исследований, приводит к существенно меньшей усталости. Например, производитель трекболов ITAC Systems, Inc. утверждает, что после 4-часовой активной работы с мышью в результате усталости запястья рука становится значительно (до 60 %) слабее, тогда как использование трекбола не оказывает влияния на исследуемые показатели. (По той же причине некоторые предпочитают также графические планшеты .) С другой стороны, применение трекбола вместо мыши увеличивает количество движений пальцами, которые вращают шарик, что при активной работе может приводить уже к утомлению пальцев.

Трекбол не требует пространства на рабочем месте, превышающего собственные размеры, его даже можно жёстко закрепить (в том числе на не-горизонтальной поверхности), гарантировав, что он случайно не переместится, не упадёт с рабочего места и не будет потерян. В условиях ограниченного пространства или необходимости работать в неудобных положениях (во встроенных системах, мобильных компьютерных устройствах и управлении оборудованием) это может быть решающим аргументом.

Удобство пользования трекболом по сравнению с мышью также зависит и от характера приложений, с которыми работает пользователь. Например, текстовые или табличные процессоры практически безразличны к типу манипулятора, а в приложениях 3D-моделирования, где движение шарика трекбола может прямо транслироваться во вращение образа моделируемого объекта на экране, трекбол оказывается существенно удобнее мыши.

Напротив, в играх, где часто требуется сочетание быстрого перемещения указателя на большие расстояния с высокой точностью позиционирования в конкретном месте (действия в стиле «мгновенно перейти в противоположный угол экрана и там нажать на элемент управления размером в несколько пикселей»), трекбол, из-за меньшего диапазона перемещения одним движением, оказывается менее удобен. Пользователи трекболов в таких случаях применяют технику, которую можно назвать «броском шарика», когда шар резко и сильно толкается в нужном направлении и некоторое время движется по инерции, перемещая указатель на расстояние, превышающее то, которое можно получить поворотом шара без отрыва пальцев; когда указатель достаточно приближается к нужной точке, шарик останавливается и выполняется «доводка» до нужной точки. Но использование такой техники требует выработанного навыка и достаточно качественного трекбола с большой массой шарика. проблему в значительной мере решает поддержка динамической чувствительности, когда точность позиционирования тем выше, чем меньше скорость перемещения шара; некоторые трекболы имеют даже включаемый отдельной кнопкой режим повышенной точности, в котором чувствительность шарика значительно понижается.

Основные отличия от мыши:

стабильность положения за счет неподвижного корпуса;

не нужна площадка для движения, так как позиция курсора рассчитывается по вращению шарика.

Первое устройство подобного типа было разработано компанией Logitech. Миниатюрные трекболы получили сначала широкое распространение в портативных ПК. Встроенные трекболы могут располагаться в самых различных местах корпуса ноутбука, внешние крепятся специальным зажимом, а к интерфейсу подключаются кабелем. Большого распространения в ноутбуках трекболы не получили из–за своего недостатка постепенного загрязнения поверхности шара и направляющих роликов, которые бывает трудно очистить и, следовательно, вернуть трекболу былую точность. Впоследствии их заменили тачпады и трекпойнты.

Тачпад и трекпойнт

Трекпойнт (TrackPoint) – координатное устройство, впервые появившееся в ноутбуках IBM, представляет собой миниатюрный джойстик с шершавой вершиной диаметром 5–8 мм. Трекпойнт расположен на клавиатуре между клавишами и управляется нажатием пальца.

Тачпад (TouchPad) представляет собой чувствительную контактную площадку, движение пальца по которой вызывает перемещение курсора. В подавляющем большинстве современных ноутбуков применяется именно это указательное устройство, имеющее не самое высокое разрешение, но обладающее самой высокой надежностью из–за отсутствия движущихся частей.

TouchPad поддерживает следующие протоколы: ps/2; rs–232; adb – протокол, используемый компьютерами семейства Apple Macintosh.

В каждом из этих случаев TouchPad поддерживает индустриальный стандарт «mouse» плюс собственные, специфические, расширенные протоколы. Поддержка «mouse» означает, что, подключив к компьютеру TouchPad, вы сразу можете использовать ее как обычную «мышку», без инсталляции ее собственного драйвера. После этого вы инсталлируете драйвер и получаете целый набор дополнительных возможностей.

Дальнейшим развитием TouchPad является TouchWriter – панель TouchPad с повышенной чувствительностью, одинаково хорошо работающая как с пальцем, так и со специальной ручкой и даже с ногтем. Эта панель позволяет вводить данные привычным для человека образом – записывая их ручкой. Кроме того, ее можно использовать для создания графических изображений или для подписывания документов. Для желающих писать китайскими иероглифами, можно порекомендовать установить на компьютер пакет QuickStroke, который позволит вводить иероглифы, непосредственно рисуя их на панели. Причем программа, по мере ввода, предлагает готовые варианты иероглифов.

Оба эти устройства предполагают наличие определенной тренировки для обращения с ними, однако по надежности и малогабаритности остаются вне конкуренции.

Средства диалога для систем виртуальной реальности

В системах виртуальной реальности, в отличие от обычных приложений компьютерной графики, как правило, требуется вывод и ввод трехмерной координатной информации, как для управления положениями синтезируемых объектов, так и для определения координат частей тела оператора и направления его взгляда.

Спейсбол . Одним из первых появилось устройство спейсбол (space ball), представляющее собой конструктивное объединение мышки и небольшого трекбола. Мышка перемещается оператором по столу и обеспечивает ввод двух координат. Ввод третьей координаты обеспечивается вращением шарика трекбола большим пальцем руки.

Для манипулирования объектами в трехмерном пространстве часто используется техника виртуальной сферы. Управляемый объект окружается (воображаемой) сферой. Для перемещения сферы используется мышь, а вращение сферы и заключенного в нее объекта обеспечивается вращением шарика трекбола.

Head Mounted Display. В системах виртуальной реальности используются устройства вывода в виде монтируемых на голове дисплеев (Head Mounted Display – HMD) с бинокулярным всенаправленным монитором (Binocular Omni–Orientation Monitor – BOOM) со средствами отслеживания положения головы (head tracking) и даже отслеживанием положения глаза (eye tracking). Это требуется для создания эффекта «погружения» со стереоскопическим изображением и оперативным изменением сцены при поворотах головы и/или глаз.

Используемые в HMD жидкокристаллические дисплеи обычно невысокого разрешения (до 417×277 пикселов). Сравните это с 1280×1024 и 1600×1200 для настольных систем или с разрешением монитором для телевидения высокой четкости (ТВВЧ) – 1920×1035 и 1920×1135. Поэтому ведутся интенсивные исследования по созданию средств отображения для систем виртуальной реальности, обладающих высоким разрешением при приемлемых значениях электромагнитных наводок. Одна из таких систем, использующих миниатюрные монохромные прецизионные электронные трубки и жидкокристаллические затворы, обеспечивает разрешение до 2000×2000. Интересное решение заключается в формировании изображения лазером непосредственно на сетчатке, но эти предложения пока далеки от коммерческой реализации.

Отслеживание положения головы обеспечивается либо механическими рычажными системами, либо комплектом инфракрасных или электромагнитных датчиков.

Power Glove, Date Glove, Date Suit. Непосредственный ввод геометрической информации о положении частей тела с поддержкой тактильной и даже силовой обратной связи обеспечивается перчатками и костюмами данных.

Дешевая перчатка данных – Power Glove, используемая для игр, обеспечивает только четыре уровня данных.

В более усовершенствованной перчатке данных Date Glove фирмы VPL (см. рис.) для определения углов сгибания пальцев используются оптические волокна. Для обеспечения тактильной обратной связи используются пневматические активаторы.

Рис. Перчатка данных фирмы VPL

Были эксперименты обеспечения тактильной обратной связи за счет вибрации пьезокристаллов.

Более точный ввод координатной информации обеспечивают системы с использованием механического рычажного экзоскелета руки (Exos Dexterous Handmaster) и датчиками углов сгибания пальцев на основе эффекта Холла. Системы с экзоскелетом позволяют обеспечить и силовую обратную связь.

Более простой прибор, использующий силовую обратную связь, был разработан фирмой Digital и представляет собой рукоятку, подобную рукоятке газа в мотоцикле, которая может менять свое сопротивление скручиванию.

Проблема в обеспечении тактильной и силовой обратной связи состоит в том, что пользователь реагирует на воздействия и вносит изменения быстрее, чем система сможет среагировать. Для хорошего ощущения объекта система тактильной обратной связи должна обеспечивать скорость порядка 100–300 Гц, что почти на порядок выше обычной скорости перезаписи визуальной информации.

Пиджак данных (Date Suit) по принципам работы подобен перчатке данных и отличается только количеством датчиков.