2.3.1. Устройства ввода

Клавиатура — набор кнопок или клавиш, предназначенных для ввода информации. 

Компьютерная мышь (манипулятор типа «мышь», обычно его называют «мышка») — устройство ввода информации для компьютера. Представляет собой ручное устройство с датчиками перемещения, клавишами, колёсиками (опционально) и т.п. Перемещения мыши по поверхности (или в пространстве) преобразуются в перемещение курсора на дисплее (в простейшем случае) либо выполняет какое-либо запрограммированное действие. Функции клавиш, колёс и прочих дополнительных элементов управления задаются операционной системой или программой.

Изначально создавалось для работы в комбинации с Аккордной клавиатурой.

Название «мышь» манипулятор получил потому, что вместе с проводом для подключения напоминает мышь с хвостом.

Первую мышку изобрел Дуглас Энгельбарт в Стэнфордском исследовательском институте в 1963 году. Она представляла собой композицию из двух колесиков, выступающих из нижней части корпуса и вращающихся при ее перемещении.

В процессе «эволюции» компьютерных мышей датчики перемещения совершенствовались. В настоящее время используются в основном «лазерные» мышки (с оптическими датчиками второго поколения). 

Как и всякий элемент компьютера мышь стала объектом для моддинга.

Некоторые производители мышей добавляют в мышь функции оповещения о каких либо событиях, происходящих в компьютере. В частности, Genius и Logitech выпускают модели, оповещающие о наличии непрочитанных e-mail в почтовом ящике свечением светодиода или воспроизведением музыки через встроенный в мышь динамик.

Известны случаи помещения внутрь корпуса мыши вентилятора для охлаждения во время руки пользователя потоком воздуха через специальные отверстия. Любители компьютерных игр встраивают в корпус мыши маленькие моторы, которые обеспечивают ощущение вибрации при выстреле в компьютерных играх.

Производители компьютерных мышей: A4 Tech, Defender, Genius, Logi-tech, Microsoft, Mitsumi.

Джойстик (англ. Joystick = Joy + Stick) — устройство управления. Применяется для компьютерных игр с целью  управления специализированными транспортными средствами, различными механическими системами.

Джойстики можно разделить на два вида:

• дискретные — выходной управляющий сигнал может принимать два значения: «0» или «1», включён/выключен и т.д. Джойстики такого типа являются в настоящее время устаревшими и практически не используются;
• аналоговые — выходной сигнал плавно меняется от нуля до максимума в зависимости от угла отклонения рукоятки: чем больше рукоять отклонена, тем больше уровень сигнала. В таких джойстиках используются потенциометры или оптические датчики наподобие тех, что применяются в компьютерных мышах.
• Джойстики для персональных компьютеров подключаются к ПК через игровой порт или USB. В первых игровых приставках джойстики подключались через специализированный разъём, поэтому джойстик для одной приставки не подходил для другой приставки или для ПК. В современных приставках джойстики подключаются через USB, поэтому один и тот же джойстик можно подключать и к приставке, и к компьютеру.
• Существуют также специализированные устройства, которые распознаются системой как джойстики:
• игровой пульт (gamepad) – для аркадных игр (является основным устройством ввода в игровых приставках);
• автомобильный или мотоциклетный руль – для гоночных симуляторов.
• штурвал – для авиасимуляторов.

Сканер (англ. scanner) — устройство, которое анализируя какой-либо объект (обычно изображение, текст), создаёт его цифровую копию. 

Из истории сканеров. В 1857 году флорентийский аббат Джованни Казелли (Giovanni Caselli) изобрел прибор для передачи изображения на расстояние, названный впоследствии пантелеграф. Передаваемая картинка наносилась на барабан токопроводящими чернилами и считывалась с помощью иглы.

В 1902 году, немецким физиком Артуром Корном (Arthur Korn) была запатентована технология фотоэлектрического сканирования, получившая впоследствии название телефакс. Передаваемое изображение закреплялось на прозрачном вращающемся барабане, луч света от лампы, перемещающейся вдоль оси барабана, проходил сквозь оригинал и через расположенные на оси барабана призму и объектив попадал на селеновый фотоприёмник. Эта технология до сих пор применяется в барабанных сканерах.

В дальнейшем, с развитием полупроводников, усовершенствовался фотоприёмник, был изобретен планшетный способ сканирования, но сам принцип оцифровки изображения остается почти неизменным.

Принцип действия. Рассмотрим принцип действия планшетных сканеров, как наиболее распространённых моделей. Сканируемый объект кладётся на стекло планшета сканируемой поверхностью вниз. Под стеклом располагается подвижная лампа, движение которой регулируется шаговым двигателем. 

Свет, отраженный от объекта, через систему зеркал попадает на чувствительную матрицу (CCD — Couple-Charged Device), далее на АЦП и передаётся в компьютер. За каждый шаг двигателя сканируется полоска объекта, которые потом объединяются программным обеспечением в общее изображение.

Виды сканеров. В зависимости от способа сканирования объекта и самих объектов сканирования существуют следующие виды:

• Планшетные — наиболее распространённый вид сканеров, поскольку обеспечивает максимальное удобство для пользователя — высокое качество и приемлемую скорость сканирования. Представляет собой планшет, внутри которого под прозрачным стеклом расположен механизм сканирования.
• Ручные — в них отсутствует двигатель, следовательно, объект приходится сканировать пользователю вручную, единственным его плюсом является дешевизна и мобильность, при этом он имеет массу недостатков — низкое разрешение, малую скорость работы, узкая полоса сканирования, возможны перекосы изображения, поскольку пользователю будет трудно перемещать сканер с постоянной скоростью.
• Листопротяжные — лист бумаги вставляется в щель и протягивается по направляющим роликам внутри сканера мимо ламы. Имеет меньшие размеры, по сравнению с планшетным, однако может сканировать только отдельные листы, что ограничивает его применение в основном офисами компаний. Многие модели имеют устройство автоматической подачи, что позволяет быстро сканировать большое количество документов.
• Барабанные — применяются в полиграфии, имеют большое разре-шение (около 10 тысяч точек на дюйм). Оригинал располагается на внутренней или внешней стенке прозрачного цилиндра (барабана).
• Слайд-сканеры — как ясно из названия, служат для сканирования плёночных слайдов, выпускаются как самостоятельные устройства, так и в виде дополнительных модулей к обычным сканерам.
• Сканеры штрих кода — небольшие, компактные модели для сканирования штрих-кодов товара в магазинах.

Характеристики сканеров.

Оптическое разрешение.  Разрешение измеряется в точках на дюйм (dots per inch — dpi). Указывается два значения, например 600x1200 dpi, горизонтальное — определяется матрицей CCD, вертикальное — определяется количеством шагов двигателя на дюйм. Во внимание принимается минимальное значение.

Интерполированное разрешение. Искусственное разрешение сканера достигается при помощи программного обеспечения. Его практически не применяют, потому что лучшие результаты можно получить, увеличив разрешение с помощью графических программ после сканирования. Используется производителями в рекламных целях.

Скорость работы. В отличие от принтеров, скорость работы сканеров указывают редко, поскольку она зависит от множества факторов. Иногда указывают скорость сканирования одной линии в миллисекундах

Глубина цвета. Определяется качеством матрицы CCD и разрядностью АЦП. Измеряется количеством оттенков, которые устройство способно распознать. 24 бита соответствует 16 777 216 оттенков. Современные сканеры выпускают с глубиной цвета 24, 30, 36 бит. Несмотря на то, что графические адаптеры пока не могут работать с глубиной цвета больше 24 бит, такая избыточность позволяет сохранить больше оттенков при преобразованиях картинки в графических редакторах.