Кіріспе

Ұшақтар мен бейнеойындарда қолданылатын басқару рычагтары. Джойстик, кейде ұшу таяқшасы деп аталатын, өз осінен иілгіш таяқшадан тұратын кіріс құрылғысы. Ол таяқшаның бұрышын немесе бағытын басқарылатын құрылғыға жібереді. Джойстик, сондай-ақ басқару бағанасы деп те аталады, көптеген азаматтық және әскери ұшақтардың пилот кабинасындағы негізгі басқару құрылғысы болып табылады, ол орталық таяқша немесе бүйірлік таяқша түрінде келеді. Онда ұшқыш пен екінші ұшқыш ұшақты басқару функцияларын орындау үшін әртүрлі коммутаторлар орналасқан. Джойстиктер көбінесе бейнеойындарды басқару үшін қолданылады және әдетте компьютер оқи алатын бір немесе бірнеше батырмалары болады. Қазіргі заманғы бейнеойын консольдарында қолданылатын джойстиктің танымал түрі – аналогтық таяқша. Джойстиктер сонымен қатар крандар, жүк көліктері, су астындағы пилотсыз аппараттар, мүгедектер креслолары, бақылау камералары және нөлдік бұрылу радиусы бар газон шабу машиналары сияқты машиналарды басқару үшін де қолданылады. Кішкентай саусақтармен басқарылатын джойстиктер ұялы телефондар сияқты кішірек электрондық құрылғылар үшін кіріс құрылғысы ретінде пайдаланылады.

Әуе қатынасы

Жойстиктер алғаш рет 1908 жылы Луи Блерионың Bleriot VIII ұшағында, қанаттың қисайту және биіктік бағытталғыштарын басқару үшін қолданылды. Осымен қатар, ұшақтың құйрығындағы бағытты басқару үшін аяқпен басқарылатын руль штангасы да пайдаланылды.

Шығу тегі

Джойстик атауы 20 ғасырдың басында француз ұшқышы Роберт Эсна Пелтериден шыққан деп саналады. Бірақ, Роберт Лорейн, Джеймс Генри Джойс және А. Е. Джордж сияқты басқа ұшқыштар да осы атауға талапкер деп есептеледі. Лорейн 1909 жылы Пуа қаласына Блерио мектебінде ұшуды үйренуге барғандағы күнделігінде "жойстик" деген сөзді қолданғаны үшін Оксфорд ағылшын сөздігінде көрсетілген. Джордж – 1910 жылы Англияның Ньюкасл қаласында әріптесі Джоблингпен бірге екі қанатты ұшақ құрастырып, ұшқан пилот-ұшқыш болды. Джордж пен Джоблингтің ұшақ басқару бағанасы Англияның Ньюкасл-апон-Тайн қаласындағы Дискавери мұражайының қорында сақтаулы. Жойстиктер алғашқы ұшақтарда болған, алайда олардың механикалық пайда болуы әлі де нақты емес. "Джойстик" терминін ойлап табу Лорейнге тиесілі болуы мүмкін, себебі ол бұл сөзді ең алғаш рет қолданған, бірақ ол бұл құрылғыны өнертапқан жоқ.

Тарих

Электрлік екі осьті джойстикті АҚШ Әскери-теңіз зерттеу зертханасында (NRL) К. Б. Мирик ойлап тапты және 1926 жылы патент алды (АҚШ патенты № 1,597,416). NRL сол кезде қашықтан басқарылатын ұшақтарды белсенді түрде дамытып жатты және джойстик осы жұмысты қолдау үшін пайдаланылған болуы мүмкін. Мирик патентте былай деп жазады: «Менің басқару жүйемі ұшқышсыз ұшақты маневрлеуге ерекше қолайлы». Немістер шамамен 1944 жылы екі осьті электрлік джойстик жасады. Бұл құрылғы немістердің Funkgerät FuG 203 Kehl радиобақылау жүйесінің бөлігі ретінде қолданылды, ол кейбір неміс бомбалаушы ұшақтарында орнатылған. Ол Henschel Hs 293 кемеге қарсы зымыраны мен Fritz X басқарылатын бомбасын теңіз және басқа да нысаналарға бағыттау үшін пайдаланылды. Kehl хабар таратушының джойстигі операторға зымыранды нысанаға бағыттауға мүмкіндік берді. Бұл джойстикте аналогты сенсорлардың орнына қосу/өшіру түймелері болған. Hs 293 және Fritz X жүйелерінде ФуГ 230 Straßburg радио қабылдағыштары қолданылып, Kehl-дің басқару сигналдарын қанаттарға жіберді. Ұқсас джойстик құрылғысы американдық Azon басқарылатын оқ-дәрісінде де қолданылды, ол оқ-дәріні тек көлденең бағыттау үшін, яғни қисайту осі бойынша ғана басқаруға арналған. Бұл неміс өнертабысын Пенемендедегі Heeresversuchsanstalt институтындағы ғалымдар тобының бірі қолданды. Олар неміс ракеталық бағдарламасы аясында V-2 зымырасының түрі – Wasserfall зымырасын жасап жатты, ол жер-әуеге қарсы алғашқы зымыран болды. Wasserfall басқару жүйесі электр сигналын радиосигналға айналдырып, оны зымыранға жіберді. 1960 жылдары джойстиктер радиомен басқарылатын модельдік ұшақ жүйелерінде кеңінен қолданыла бастады, мысалы, Филл Крафттың (1964) Kwik Fly жүйесі. Кейіннен жұмысын тоқтатқан Kraft Systems компаниясы компьютер индустриясы және басқа да қолданушыларға джойстиктерді жеткізуші маңызды OEM өндірушісіне айналды. Радиомен басқарылатын ұшақ индустриясынан тыс джойстиктерді алғаш рет Permobil (1963) сияқты электрлі дөңгелекті коляскаларды басқару үшін қолданған болуы мүмкін. Осы кезеңде NASA Аполлон миссияларында джойстиктерді басқару құрылғылары ретінде пайдаланды. Мысалы, Айға қондыру аппаратының сынақ үлгілері джойстикпен басқарылды. Көптеген қазіргі заманғы авиалайнерлерде, мысалы, 1980 жылдардан бастап жасалған барлық Airbus ұшақтарында джойстик ұшуды басқару үшін «side stick» түрінде жаңа өмірге ие болды. Бұл құрылғы ойын джойстигіне ұқсас, бірақ ұшуды басқару үшін қолданылады және дәстүрлі рульдің орнына келеді. Side stick салмақты азайтады, кабинадағы қозғалыс пен көрінуді жақсартады және апат жағдайында рульге қарағанда қауіпсіз болуы мүмкін.

Электрондық ойындар

Ральф Х. Бейр, 1972 жылы шыққан Magnavox Odyssey консолінің ойлап табушысы, 1967 жылы алғашқы бейне ойын джойстиктерін жасады. Олар экранда көрсетілген нүктенің көлденең және тік қозғалысын басқара алды. Ең алғашқы ату түймесі бар электрондық ойын джойстигін Sega 1969 жылы шығарған аркадалық ойыны Missile құрамында ұсынды. Бұл ойын, екі бағытты түймелермен танкты жылжыту және екі бағытты джойстикпен экрандағы ұшақтарды нысанаға алуға мүмкіндік беретін ертедегі қос басқару схемасының бөлігі болды. Ұшаққа тиген кезде экранда жарылыс анимациясы мен дыбысы көрсетіледі. 1970 жылы ойын Солтүстік Америкада Midway Games компаниясымен S.A.M.I. деген атпен шығарылды. 1975 жылы шыққан көп бағытты атушы ойын Western Gun екі таяқшалы басқаруды енгізді: біреуі сегіз бағытты джойстикпен қозғалыс үшін, екіншісі – ату бағытын өзгерту үшін. Солтүстік Америкада ойын Midway компаниясымен Gun Fight деген атпен шығарылды. 1976 жылы Taito Interceptor ойынын шығарды, ол реактивті ұшақты ұшқызуды, сегіз бағытты джойстикпен нысананы бағыттауды және жау ұшақтарын атуды қамтитын алғашқы бірінші тұлғалық ұрыс ұшу симуляторы болды. 1977 жылы Atari Video Computer System үшін жасалған Atari CX40 джойстигі – жалғыз ату түймесі бар цифрлық контроллер. Atari джойстик порты көп жылдар бойы стандартты цифрлық джойстик спецификациясы болып келді. Джойстиктер бірінші және екінші буын ойын консольдерінде контроллер ретінде кеңінен қолданылды, бірақ 1980 жылдардың ортасында Nintendo Entertainment System және Master System ойын тақталарына жол берді. Дегенмен, джойстиктер (әсіресе аркада стиліндегілер) кез келген консольге қосымша құрылым ретінде танымал болды. 1985 жылы Sega-ның үшінші тұлғадан аркадалық ойыны Space Harrier қозғалыс үшін шынайы аналогты ұшу таяғын ұсынды. Джойстик кез келген бағыттағы қозғалысты тіркей алады, сондай-ақ түрткілеу дәрежесін өлшей алады, бұл ойыншының кейіпкерін белгілі бір бағытта итергеніне байланысты әртүрлі жылдамдықпен жылжыта алады. Джойстиктің бір түрі – ротациялық джойстик. Бұл джойстик-қапшық гибриді, онда джойстикті әртүрлі бағытта жылжытуға болады, сонымен бірге джойстикті айналдыруға да болады. Ол негізінен аркадалық ойын автоматтарындағы ойын-сауық ойындарында қолданылады, ойыншының сегіз бағытты қозғалысын және қарудың 360 градустық бағытын басқару үшін. Оны SNK ұсынды, бастапқыда 1985 жылы шыққан танк атушысы TNK III арқылы танымал болды, ал кейін 1986 жылы шыққан run and gun ойыны Ikari Warriors арқылы кеңінен танылды. Аналогтық джойстиктің ерекше түрі – позициялық тапанша, ол жарық тапаншасынан өзгеше жұмыс істейді. Жарық сенсорларын пайдаланудың орнына, позициялық тапанша – негізінен, ойыншының экранда қай жерге нысана алғанын анықтау үшін тапаншаның орнын тіркейтін, белгіленген жерге орнатылған аналогты джойстик. Ол көбінесе аркадалық қару ойындары үшін қолданылады, оның алғашқы мысалдарының ішінде Сеганың 1972 жылғы Sea Devil, Taito's Attack (1976), Cross Fire (1977) және Nintendo's Battle Shark (1978) бар. 1990 жылдары CH Products Flightstick, Gravis Phoenix, Microsoft SideWinder, Logitech WingMan және Thrustmaster FCS сияқты джойстиктер PC ойыншылары арасында сұранысқа ие болды. Олар F 16 Fighting Falcon және LHX Attack Chopper сияқты ұшу симуляторларының қажетті шарты болып саналды. Джойстиктер X Wing және Wing Commander сияқты ғарыш ұшуы симуляторларының табысымен, сондай-ақ "6 градус еркіндік" 3D-тауыстырғыш Descent-тің кең танылуымен танымал болды. VirPil Controls компаниясының MongoosT 50 джойстигі ресейлік ұшақтардың стилін (Sukhoi Su 35 және Sukhoi Su 57 қоса алғанда) еліктеуге арналған, бұл көптеген ұшу джойстиктерінен ерекшеленеді. Алайда, XXI ғасырдың басынан бері осы ойын түрлерінің танымалдылығы төмендеп, қазір "өлген" жанр деп саналады, сондықтан ойын джойстиктері нишалық өнімдерге дейін азайды. 1990 жылдардың соңынан бастап, аналогты таяқшалар (немесе саусақ таяқшалары, олар саусақтармен басқарылатындықтан) Nintendo-ның Nintendo 64 контроллері арқылы танымал болған бейне ойын консольдерінің контроллерлерінде стандартқа айналды және таяқшаның бейтарап күйінен ауысуын көрсете алады. Бұл бағдарламалық жасақтаманың басқару элементтерінің орнын және қозғалыс жылдамдығын бағалау қажеті жоқ дегенді білдіреді. Бұл құрылғылар әдетте таяқшаның орнын анықтау үшін потенциометрлерді қолданады, бірақ кейбір жаңа модельдер сенімділікті арттыру және өлшемді кішірейту үшін Холл эффекті сенсорларын қолданады. 1997 жылы ThrustMaster, Inc. ұшу симуляциясын тәжірибеге енгізу үшін компьютерлік ойындарға енгізілген 3D бағдарламаланатын контроллер ұсынды. Бұл желі НАСА-ның қону және навигация әдістерінде қолданылатын RHC (Rotational Hand Controller) аспектілерін бейімдеді. 1997 жылы күшті кері байланысы (гаптикасы) бар алғашқы ойын джойстигі CH Products компаниясымен технологияны жасаушы Immersion Corporation лицензиясы бойынша өндірілді. Бұл өнім, Force FX джойстигі, содан кейін Logitech, Thrustmaster және басқалардың күшті кері байланыс джойстиктерімен толықтырылды, бәрі де Immersion лицензиясы бойынша.

Аркаттық таяқтар

Аркадалық стик – үй консольдарымен немесе компьютерлермен қолдануға арналған үлкен форматты контроллер. Олар кейбір аркада ойын автоматтарының таяқша мен түймелер конфигурациясын пайдаланады, әсіресе көп түймелі орналасуы барлар. Мысалы, Street Fighter II немесе Mortal Kombat аркадалық ойындарының алты түймелі схемасын консольдік джойпадта ыңғайлы түрде қайталау мүмкін емес, сондықтан осы ойындарға арналған лицензиялық үй аркадалық стиктері үй консольдары мен компьютерлер үшін жасалған.

Шапканы ауыстыру

Шапқаның түймешігі – кейбір джойстиктердегі басқару элементі. Ол электрондық ойындарда POV (көзқарас) ауыстырғышы ретінде де белгілі, онда виртуалды әлемде қарап шығуға, мәзірлерді шолуға және басқа да мүмкіндіктерге қолданылады. Мысалы, көптеген ұшу симуляторлары оны ойыншының көріс бұрышын өзгерту үшін пайдаланады, ал басқа ойындар кейде оны D-pad орнына қолданады. Аналогтық джойстигі және D-pad-ы бар компьютерлік геймпадтар POV ауыстырғышының сканерлеу кодтарын көбінесе соңғысына тағайындайды. "Шапқаның ауыстырғышы" термині "кули шапқасының ауыстырғышы" терминінен қысқартылған, ол осыған ұқсас бас киімнің атынан шыққан. Нағыз ұшақта шапқаның ауыстырғышы элерон немесе лифт сияқты басқару элементтерін басқаруы мүмкін.

Камералар

Батырмалардың, дөңгелектердің және циферблаттардың, сондай-ақ сенсорлық экрандардың қатарында камераларды тиімді қолмен басқару үшін миниатюралық джойстиктер де пайдаланылады.

Өнеркәсіптік қолдану

Соңғы кезде джойстиктер крандар, құрастыру желілері, орман шаруашылығы техникасы, кен жұмыс машиналары және экскаваторлар сияқты көптеген өнеркәсіптік және өндірістік салаларда кеңінен қолданылуда. Шындығында, мұндай джойстиктерге деген сұраныс соншалық, ол дерлік барлық заманауи гидравликалық басқару жүйелерінде дәстүрлі механикалық рычагтарды толығымен ығыстырды. Сонымен қатар, көптеген ұшқышсыз әуе кемелері (UAV) мен су астындағы қашықтан басқарылатын аппараттар (ROV) көлік құралын, борттағы камераларды, сенсорларды және/немесе манипуляторларды басқару үшін кем дегенде бір джойстик қажет етеді. Мұндай қолданыстардың қолға тигізетін, қиын жағдайларда жұмыс істеу сипатынан өнеркәсіптік джойстиктер әдеттегі бейне ойын контроллерінен мықтырақ және ұзақ қызмет ету мерзіміне ие. Осының нәтижесінде 1980-ші жылдары контактсіз сезімталдықты қамтамасыз ету үшін Холл эффектісіне негізделген сенсорлар әзірленді және қолданысқа енгізілді. Бірнеше компания Холл эффекті технологиясын қолдана отырып, өнеркәсіптік қолданысқа арналған джойстиктерді шығарады. Джойстик дизайнында қолданылатын тағы бір технология – күштің физикалық иілгеніне қарағанда, қолданылған күшке пропорционалды сигнал беретін күш түрлендіргіштерін жасау үшін деформация өлшегіштерін пайдалану. Миниатюралық күш түрлендіргіштері джойстиктердегі мәзірді таңдау функциялары үшін қосымша басқару элементтері ретінде қолданылады. Кейбір ірі джойстик өндірушілері OEM қажеттіліктеріне сәйкес джойстик тұтқаларын және ұстағыштарын жасауға қабілетті, ал шағын аймақтық өндірушілер көбінесе кіші OEM-дерге стандартты өнімдерді жоғары бағамен сатуға баса назар аударады.

Қосалқы технологиялар

Қажетті көмекші технология ретінде жіктелетін арнайы джойстиктер, дененің қиын физикалық кемістіктері бар адамдар үшін компьютерлік тышқанды алмастыру үшін қолданылады. Ойынды басқару емес, осы джойстиктер курсорды басқарады. Олар көбінесе церебральды паралич сияқты атетоидты жағдайлары бар адамдарға пайдалы, себебі оларды стандартты тышқаннан ұстау оңайырақ. Бұлшықет дистрофиясы немесе моторлық нейрон ауруы сияқты бұлшықет әлсіздігімен күресетін адамдар үшін кішкентай джойстиктер де қолжетімді. Олар сондай-ақ электрмен жүретін коляскаларды басқару үшін де қолданылады, себебі оларды басқару әдісі ретінде пайдалану оңай және тиімді.