Джойстик , иногда называемый джойстиком , представляет собой устройство ввода , состоящее из джойстика, который поворачивается на основании и сообщает свой угол или направление устройству, которым он управляет. Джойстик, также известный как колонка управления , является основным устройством управления в кабине многих гражданских и военных самолетов, либо в виде центрального джойстика , либо в виде бокового джойстика . Он имеет различные переключатели для управления движениями самолета, которыми управляет пилот и первый помощник пилота.
Джойстики часто используются для управления видеоиграми и обычно имеют одну или несколько кнопок, состояние которых также может быть считано компьютером. Популярным вариантом джойстика, используемого на современных игровых консолях, является аналоговый джойстик . Джойстики также используются для управления такими машинами, как краны, грузовики, подводные беспилотные аппараты, инвалидные коляски, камеры наблюдения и газонокосилки с нулевым радиусом поворота . Миниатюрные джойстики, управляемые пальцами, были приняты в качестве устройств ввода для небольшого электронного оборудования, такого как мобильные телефоны .
Джойстики возникли в качестве средств управления элеронами и рулями высоты самолетов и, как известно, впервые использовались в качестве таковых на самолете Луи Блерио Bleriot VIII 1908 года в сочетании с ножным рулем направления для поверхности управления рысканьем на хвосте. [1]
Считается, что название «джойстик» произошло от французского пилота начала 20-го века Роберта Эно-Пельтери . [2] Есть также конкурирующие претензии от имени коллег-пилотов Роберта Лорейна , Джеймса Генри Джойса и А.Э. Джорджа . Оксфордский словарь английского языка цитирует Лорейн за использование термина «джойстик» в своем дневнике в 1909 году, когда он отправился в По , чтобы научиться летать в школе Блерио . Джордж был авиатором-пионером, который вместе со своим коллегой Джоблингом построил и управлял бипланом в Ньюкасле в Англии в 1910 году . Утверждается, что он изобрел «Джордж Стик», который стал более широко известен как джойстик . Колонна управления самолетом Джорджа и Джоблинга находится в коллекции Музея Дискавери в Ньюкасл-апон-Тайн, Англия. Джойстики присутствовали в ранних самолетах, хотя их механическое происхождение неизвестно. [3] Создание термина «джойстик» на самом деле может быть приписано Лорейн, поскольку это самое раннее известное использование этого термина, хотя он, безусловно, не изобретал это устройство.
Электрический двухосный джойстик был изобретен К. Б. Мириком в Исследовательской лаборатории ВМС США (NRL) и запатентован в 1926 году (патент США № 1 597 416)». [4] В то время NRL активно разрабатывала самолеты с дистанционным управлением и джойстик. возможно, использовалась для поддержки этих усилий. В выданном патенте Мирик пишет: «Моя система управления особенно применима при маневрировании самолета без пилота» .
Примерно в 1944 году немцы разработали электрический двухосный джойстик. Устройство использовалось как часть немецкой системы радиоуправления Funkgerät FuG 203 Kehl , которая использовалась на некоторых немецких бомбардировщиках и использовалась для наведения противокорабельных ракет Henschel с ракетным двигателем. Hs 293 и бесмоторный новаторский высокоточный боеприпас Fritz-X [ 6] против морских и других целей. Здесь оператор использовал джойстик передатчика Kehl для направления ракеты к цели. Этот джойстик имел переключатели, а не аналоговые датчики. И Hs 293, и Fritz-X использовали в себе радиоприемники FuG 230 Straßburg для передачи сигналов управления Kehl на поверхности управления артиллерийскими орудиями. Аналогичный джойстик использовался для современного американского управляемого боеприпаса Azon исключительно для бокового управления боеприпасом только по оси рыскания. [7]
Это немецкое изобретение было подхвачено кем-то из группы учёных, собравшейся в Heeresversuchsanstalt в Пенемюнде . Здесь часть группы по немецкой ракетной программе разрабатывала ракету Вассерфаль , вариант ракеты Фау-2 , первой ракеты класса «земля-воздух» . Рулевое оборудование Вассерфалья преобразовывало электрический сигнал в радиосигналы и передало их на ракету.
В 1960-х годах использование джойстиков стало широко распространено в радиоуправляемых моделях самолетов, таких как Kwik Fly производства Фила Крафта (1964). Ныне несуществующая фирма Kraft Systems со временем стала важным OEM-поставщиком джойстиков для компьютерной индустрии и других пользователей. Первое использование джойстиков за пределами радиоуправляемой авиационной промышленности, возможно, было связано с управлением инвалидными колясками с электроприводом, такими как Permobil (1963). В этот период НАСА использовало джойстики в качестве устройств управления в рамках миссий Аполлона. Например, испытательные модели лунного корабля управлялись с помощью джойстика.
Во многих современных авиалайнерах, например, во всех самолетах Airbus, разработанных с 1980-х годов, джойстик получил новую жизнь для управления полетом в виде « бокового джойстика », контроллера, похожего на игровой джойстик, но который используется для управления полетом, заменяя традиционное штурвал . Боковая ручка экономит вес, улучшает движение и обзор в кабине и может быть безопаснее при аварии, чем традиционный «штурвал управления».
Ральф Х. Баер , изобретатель консоли Magnavox Odyssey , выпущенной в 1972 году, создал первые джойстики для видеоигр в 1967 году. Они могли управлять горизонтальным и вертикальным положением пятна, отображаемого на экране. [8] Самый ранний известный электронный игровой джойстик с кнопкой огня был выпущен компанией Sega в 1969 году как часть их аркадной игры Missile , игры-симулятора шутера , в которой он использовался как часть ранней схемы двойного управления , где две кнопки направления используются для перемещайте моторизованный танк, а двусторонний джойстик используется для стрельбы и наведения ракеты на встречные самолеты, отображаемые на экране; Когда самолет сбивается, на экране анимируется взрыв вместе со звуком взрыва. [9] В 1970 году [10] игра была выпущена в Северной Америке под названием SAMI компанией Midway Games . [9]
Taito выпустила четырехпозиционный джойстик как часть своей аркадной гоночной видеоигры Astro Race в 1973 году [11] , а их многонаправленный шутер 1975 года Western Gun представил двойное управление: один восьмипозиционный джойстик для движения, а другой для изменения стрельбы. направление. В Северной Америке он был выпущен компанией Midway под названием Gun Fight . [12] В 1976 году Taito выпустила Interceptor , ранний симулятор боевых полётов от первого лица , в котором нужно было пилотировать реактивный истребитель , используя восьмипозиционный джойстик для прицеливания с помощью перекрестия и стрельбы по самолётам противника. [13]
Джойстик Atari CX40 , разработанный для видеокомпьютерной системы Atari 1977 года , [15] представляет собой цифровой контроллер с одной кнопкой огня. Порт джойстика Atari в течение многих лет был де-факто стандартной спецификацией цифрового джойстика. Джойстики обычно использовались в качестве контроллеров в игровых консолях первого и второго поколения , но в середине 1980-х годов они уступили место знакомому геймпаду в Nintendo Entertainment System и Master System , хотя джойстики, особенно аркадные, были и остаются популярными. послепродажные дополнения для любой консоли. [16]
В 1985 году в аркадном рельсовом шутере от третьего лица Space Harrier от Sega использовался настоящий аналоговый джойстик, используемый для движения. Джойстик мог регистрировать движение в любом направлении, а также измерять степень нажатия, что могло перемещать персонажа игрока с разной скоростью в зависимости от того, насколько далеко был нажат джойстик в определенном направлении. [17]
Разновидностью джойстика является поворотный джойстик. Это разновидность гибрида джойстика и ручки, в котором джойстик можно перемещать в разных направлениях и в то же время вращать джойстик. В основном он используется в аркадных играх -стрелялках для управления движением игрока в восьми направлениях и направлением оружия на 360 градусов. [18] [19] Он был представлен SNK , первоначально в танковом шутере TNK III (1985), а затем был популяризирован видеоигрой «Беги и стреляй» Ikari Warriors (1986). [18] Позже SNK использовала поворотный джойстик в аркадных играх, таких как Guerrilla War (1989). [20]
Отличительной разновидностью аналогового джойстика является позиционный пистолет , который работает иначе, чем легкий пистолет . Вместо использования датчиков освещенности позиционный пистолет, по сути, представляет собой аналоговый джойстик, установленный в фиксированном месте, который записывает положение оружия, чтобы определить, куда на экране целится игрок. [21] [22] Он часто используется в аркадных играх с оружием , ранние примеры включают Sea Devil от Sega в 1972 году; [23] Атака Тайто в 1976 году ; [24] Перекрестный огонь в 1977 году; [25] и Battle Shark от Nintendo в 1978 году. [26]
В 1990-е годы среди компьютерных геймеров пользовались спросом такие джойстики, как CH Products Flightstick, Gravis Phoenix , Microsoft SideWinder , Logitech WingMan и Thrustmaster FCS . Они считались обязательным условием для таких авиасимуляторов, как F-16 Fighting Falcon и LHX Attack Chopper . Джойстики стали особенно популярны благодаря массовому успеху игр-симуляторов космических полетов, таких как X-Wing и Wing Commander , а также 3D-шутера Descent «Шесть степеней свободы» . [27] [28] [29] [30] [31] Джойстик MongoosT-50 компании VirPil Controls был разработан, чтобы имитировать стиль российских самолетов (включая Су-35 и Су-57 ), в отличие от большинства полетных джойстиков. [32]
Однако с начала 21 века популярность этих типов игр снизилась и теперь считается «мертвым» жанром, в результате чего игровые джойстики превратились в нишевые продукты. [27] [28] [29] [30] [31] В интервью NowGamer с Джимом Буном, продюсером Volition Inc., он заявил, что плохие продажи FreeSpace 2 могли быть связаны с плохой продажей джойстиков. потому что они «выходили из моды», потому что более современные шутеры от первого лица, такие как Quake , «в основном ориентированы на мышь и [] клавиатуру». Далее он заявил: «До этого, когда мы, например, создавали Descent , люди обычно имели джойстики — мы продали много копий Descent. Это было примерно в то время, [когда] появился более современный шутер от первого лица с мышью». и появилась клавиатура, а не просто клавиатура, как в Wolfenstein [3D] или что-то в этом роде». [33]
С конца 1990-х годов аналоговые джойстики ( или джойстики , поскольку ими можно управлять с помощью больших пальцев) стали стандартом для контроллеров для игровых консолей, популяризированных контроллером Nintendo 64 от Nintendo [34] и имеющими возможность указывать местоположение джойстика. смещение из нейтрального положения. Это означает, что программному обеспечению не нужно отслеживать положение или оценивать скорость, с которой перемещаются элементы управления. В этих устройствах обычно используются потенциометры для определения положения стика [35] , хотя в некоторых новых моделях вместо этого используется датчик Холла для большей надежности и уменьшения размера.
В 1997 году компания ThrustMaster, Inc. представила программируемый 3D-контроллер, который был интегрирован в компьютерные игры для моделирования полета. Эта линия адаптировала несколько аспектов RHC (ротационного ручного контроллера) НАСА, который используется для методов посадки и навигации. [36]
В 1997 году первый игровой джойстик с силовой обратной связью ( гаптикой ) был произведен компанией CH Products по лицензии создателя технологии, Immersion Corporation . [37] За продуктом под названием Force FX последовали джойстики с обратной связью по усилию от Logitech , Thrustmaster и других, также по лицензии Immersion. [38] [39]
Аркадный джойстик — это контроллер большого формата для использования с домашними консолями или компьютерами. Они используют конфигурацию некоторых игровых автоматов с кнопками и джойстиками , например, с особым расположением нескольких кнопок. Например, расположение шести кнопок аркадных игр Street Fighter II или Mortal Kombat невозможно удобно имитировать на консольном джойстике, поэтому для домашних консолей и ПК были изготовлены лицензированные домашние аркадные джойстики для этих игр. [40]
Переключатель шляпы — это элемент управления на некоторых джойстиках. Он также известен как переключатель POV (точки зрения). Он позволяет просматривать виртуальный мир, просматривать меню и т. д. Например, многие авиасимуляторы используют его для переключения видов игрока, [41] в то время как другие игры иногда используют его вместо D-pad . Компьютерные геймпады с аналоговым джойстиком и D-pad обычно назначают последнему сканкоды переключения POV.
Термин «переключатель шляпы» является сокращением термина « переключатель шляпы Кули », названного в честь похожего на вид головного убора . [42]
В реальном самолете переключатель может управлять такими функциями, как триммер элеронов или руля высоты .
Помимо кнопок, колесиков и циферблатов, а также сенсорных экранов, для эффективного ручного управления камерами установлены миниатюрные джойстики . [43] [44] [45]
В последнее время использование джойстиков стало обычным явлением во многих отраслях промышленности и производства, таких как краны, сборочные линии, лесозаготовительное оборудование, карьерные самосвалы и экскаваторы. Фактически, использование таких джойстиков настолько востребовано, что практически заменило традиционный механический рычаг управления практически во всех современных гидравлических системах управления. Кроме того, большинству беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) и погружных телеуправляемых аппаратов (ROV) требуется как минимум один джойстик для управления транспортным средством, бортовыми камерами, датчиками и/или манипуляторами.
Из-за того, что такие приложения требуют большого практического вмешательства и грубости, промышленный джойстик, как правило, более надежен, чем типичный контроллер для видеоигр, и способен функционировать в течение длительного срока службы. Это привело к разработке и использованию датчика Холла в таких приложениях в 1980-х годах в качестве средства бесконтактного измерения. Несколько компаний производят джойстики для промышленного применения, используя технологию эффекта Холла. Другая технология, используемая при разработке джойстиков, — это использование тензодатчиков для создания датчиков силы, выходные сигналы которых пропорциональны приложенной силе, а не физическому отклонению. Миниатюрные датчики силы используются в качестве дополнительных элементов управления на джойстиках для функций выбора меню.
Некоторые крупные производители джойстиков могут настраивать ручки и захваты джойстиков в соответствии с потребностями OEM-производителей, в то время как мелкие региональные производители часто концентрируются на продаже стандартных продуктов по более высоким ценам более мелким OEM-производителям.
Специализированные джойстики, классифицируемые как вспомогательные указывающие устройства , используются для замены компьютерной мыши людям с довольно серьезными физическими недостатками. Вместо управления играми эти джойстики управляют указателем . Они часто полезны людям с атетоидными заболеваниями, такими как церебральный паралич , которым их легче понять, чем стандартную мышь. [46] Миниатюрные джойстики доступны для людей с заболеваниями, связанными с мышечной слабостью, такими как мышечная дистрофия или заболевание двигательных нейронов . Они также используются в инвалидных колясках с электроприводом для управления, поскольку их просто и эффективно использовать в качестве метода управления. [47]
Легкие пушки, такие как NES Zapper или те, что используются в серии House of the Dead , заметно отличаются от позиционных пушек, используемых в аркадных играх, таких как Gunblade NY от SEGA. ... Легкие пушки отличаются от позиционных пушек, таких как Gunblade NY (внизу), которые по сути представляют собой аналоговые джойстики. ... Позиционные пушки по сути представляют собой аналоговые джойстики, установленные в фиксированном месте относительно экрана. Световые пушки, напротив, не имеют априорно фиксированной связи с дисплеем.
Два пути к обычному контролю над огнестрельным оружием - это легкие орудия и позиционные орудия. Световые пушки наиболее распространены в игровых системах любого типа. Они работают оптически с экраном и не отслеживают местоположение на экране до тех пор, пока не будет произведен выстрел. Когда пистолет стреляет, экран на мгновение гаснет, и оптика пистолета регистрирует, куда на экране направлен пистолет. Эта информация отправляется на компьютер, который регистрирует выстрел. ... Позиционные пушки монтируются стационарно на аркадном шкафу с возможностью прицеливания влево/вправо и вверх/вниз. Они функционируют во многом как джойстики, которые всегда сохраняют известное местоположение на экране и регистрируют текущее местоположение при нажатии.
В отличие от большинства ручек управления, продаваемых на рынке США, которые, как правило, с разной степенью правдоподобия основаны на колонках управления истребителями США, MongoosT-50 сконструирован так, чтобы копировать ручку управления на Российские самолеты, в частности российские Су-35 пятого поколения и ПАК ФА (Т-50).