Или технологией Bluetooth был чем-то необычным. Теперь же все эти функции стали привычными, а некоторые из них даже успели устареть. Производители добавляют в свои модели новые возможности, одна из которых - гироскоп в телефоне. Что же он из себя представляет, как применяется?
Гироскоп и акселерометр
Многие люди часто путают эти два понятия. Давайте разберёмся.
Акселерометр, или G-сенсор - устройство, которое отслеживает изменение положения девайса относительно своей оси - например, повороты влево-вправо, на себя и от себя.
Гироскоп в телефоне позволяет регистрировать не только эти действия, но и любые перемещения устройства в пространстве, а также фиксировать скорость перемещения. Поэтому можно считать его улучшенным акселерометром.
Принцип действия гироскопа
Устройство представляет собой диск, который закреплён на двух подвижных рамках. Он быстро вращается. При изменении положения этих рамок, диск не сдвигается с места. Если постоянно поддерживать вращение, например, с помощью электромотора, то можно с точностью определить положение объекта, на котором установлен гироскоп. Это может быть использовано и для определения сторон света.
Варианты применения
Ещё в девятнадцатом веке гироскоп использовался военно-морскими силами и гражданскими судами, так как с помощью него можно было наиболее точно определить стороны света. Ещё он нашёл своё применение в авиации и ракетной технике.
Гироскоп iPhone 4
В Айфоне конструкция прибора немного отличается от классической, поскольку она выполнена на основе микроэлектромеханического датчика. Принцип же действия остаётся прежним.
Гироскоп в телефоне имеет очень большую сферу применения. Безусловно, в первую очередь это разнообразные игры, использующие данную технологию. Наиболее популярные среди них - гоночные симуляторы и шутеры. Для примера: в шутерах используется так называемая «дополненная реальность» - выстрелы производятся с помощью нажатия, а для того, чтобы прицелиться, нужно изменить положение смартфона - камера в игре передвинется точно так же.
Кроме игровой индустрии, гироскоп применяется в разнообразном программном обеспечении. С его помощью доступ к различным функциям становится гораздо удобнее. Например, в некоторых операционных системах при встряхивании устройства происходит обновление Bluetooth. Ещё эта технология применяется в ряде специфических приложений, служащих для измерения угла наклона (уровня).
Мобильная индустрия в последнее время развивается всё быстрее и быстрее. Ещё недавно гироскоп в телефоне был модной новинкой, а теперь он используется повсеместно и считается привычной деталью любого смартфона. Возможно, всего через несколько лет появится новое поколение устройств, позволяющих проецировать изображение на любую точку пространства, ведь наука идёт вперёд семимильными шагами. Пока же мы можем только строить предположения по этому поводу и искать способы применения тем технологиям, которые уже изобретены.
Немногие компании могут похвастаться тем, что с их подачи будущее индустрии строится и меняется на глазах. Год назад наличие гироскопа в смартфоне показалось бы нам совершенно нелогичным вложением денег со стороны производителя. Зачем он нужен? Оказалось, что нужен - после iPhone 4 этим модулем начали оснащать все передовые смартфоны от других производителей. Но лишь после .
Гироскоп относится к «семейству» микроэлектромеханических систем, куда входят акселерометры, магнитометрические и прочие узкоспециализированные датчики. Рынок этих миниатюрнейших элементов, так же известных как MEMS , получил серьёзный толчок для развития в тот момент, когда Apple начали устанавливать гироскоп в iPhone 4, а затем и в iPod Touch последнего поколения. Более чем успешные продажи iДевайсов привели к тому, что производители элементов МЭМС по итогам года стали заметно богаче прежнего.
Apple iPhone 4 стал вехой для рынка МЭМС. Являясь первым телефоном, использующим гироскоп и одним из первых мобильных устройств, использующих два МЭМС-микрофона для подавления шума, iPhone 4 произвёл огромный эффект на индустрию телефонов: целый ворох компаний стали предлагать устройства с такими же элементами.
Джереми Боучад, аналитический директор подразделения МЭМС в IHS
Лучше всего это заметно на следующем примере. На конец 2010 года менее пяти телефонов, выпущенных на рынок, могли похвастаться наличием гироскопа. В 2011 ожидаются более 45 телефонов и планшетов с гироскопом. Если вы до сих пор не нашли применения этой штуке в своей «четвёрке» - обратите внимание на применения достаточно перспективного сенсора для индустрии развлечений. [9to5mac ]
В конце прошлого месяца, предлагает пользователям новый микроэлектромеханический гироскоп (MEMS). Но что он из себя представляет и как работает? Компания Chipworks, по просьбе хорошо нам знакомых , сделала рентгеновские снимки неизвестной ранее схемы с маркировкой AGD1 2022 FP6AQ.
Как и предполагалось, именно этот чип и оказался 3-степенным гироскопом. Правда, для начала неплохо было бы разобраться, что такое гироскоп и за счет чего он работает.
Согласно , приведенному в Википедии, гироскоп является устройством, способным измерять изменение углов ориентации связанного с ним тела относительно инерциальной системы координат, как правило основанное на законе сохранения вращательного момента (момента импульса). Ключевой частью фразы является «способность измерять изменения углов ориентации», благодаря чему, собственно, он и стал применяться в новой итерации яблочного смартфона.
Существует несколько вариаций гироскопа, одна из которых представлена на рисунке ниже. Это простейший механический экземпляр, который использует быстро вращающийся ротор для получения данных об ориентации в пространстве.
Чип, представленный в является разновидностью другого класса гироскопов - вибрационного, работающего благодаря . Такие устройства сохраняют свои колебания в одной плоскости при повороте и являются более простыми/дешевыми (менее 10$ за штуку) в производстве по сравнению с роторными образцами, позволяя добиться практически такой же точности.
И если уж быть совсем точным, то такая разновидность называется микроэлектромеханическим (MEMS) гироскопом.
Микроэлектромеханическая система объединяет в себе (как это, наверное, понятно из названия) электронные и механические компоненты в очень маленьком объеме пространства - обычно, размеры элементов системы колеблются в диапазоне от 1 до 100 микрометров. В основе MEMS-устройства лежит специализированная интегральная схема (ASIC), предназначенная для решения конкретной задачи, и несколько микросенсорных датчиков.
Вполне может быть, что гиками из iFixit чип с маркировкой AGD1 2022 FP6AQ был разработан компанией STMicroelectronics. В частности, это подтверждается рентгеновскими снимками Chipworks, которые выяснили - гироскоп из калифорнийского смартфона очень сильно конструкционно похож на модель STMicro L3G4200D.
Конструкция на снимках - это ни что иное, как кристалл, размещенный на кремниевой основе, с чувствительной массой, которая под действием силы Кориолиса изменяет свое положение в пространстве. Данные изменения фиксируются по осям X, Y и Z расположенными «по соседству» конденсаторами и преобразуются интегральной схемой ASIC в цифровой сигнал, который далее посылается на обработку процессором А4.
Насколько я знаю, единственным на сегодняшний день приложением, поддерживающим гироскоп, является игра производства ngmoco:) под названием Eliminate: Gun Range . В ней предлагается управлять прицелом оружия в виртуальном тире. В совокупности с ретина-дисплеем пользователю обещают отличный геймплей всего за 99 центов.
В принципе, для того, чтобы оценить работу приложения и гироскопа, даже не нужно покупать смартфон и игру - достаточно посмотреть промо-видео:
Преимущество гироскопа над акселерометром заключается в том, что при помощи первого можно намного проще и точнее определить изменение положения объекта в пространстве.
Гироскоп в телефоне впервые появился с выходом iPhone 4. Таким образом, в мобильные устройства снова внедрили дополнительные аппаратные средства. Теперь смартфоны умеют не только определять свое географическое местоположение, ориентацию в пространстве и автоматически разворачивать фотографии для удобного просмотра. Благодаря очередному нововведению устройства также научились фиксировать вращение (например, если пользователь находится на офисном стуле, который может поворачиваться в разные стороны). В результате функциональные возможности смартфонов расширились еще больше.
Что такое гироскоп?
Акселерометр может измерять линейное ускорение относительно системы координат. Это используется для определения ориентации телефона. В результате этого нововведения в свое время появилось множество новых полезных функций. В зависимости от ориентации телефона пользовательский интерфейс (UI) может автоматически поворачиваться в портретном или ландшафтном режиме. Благодаря этому появились новые возможности для создания мобильных игр.
В наше время сложно представить себе гоночную игру для смартфона, которая не поддерживает акселерометр. Каждый раз, когда автомобиль нужно было повернуть, приходилось нажимать определенную кнопку на сенсорном экране. Калибровка акселерометра вывела игровой процесс на новый уровень, ведь теперь мы можем выполнять повороты за счет наклонов мобильного устройства. Благодаря этому нововведению было создано множество популярных игр.
Но зачем телефону нужен гироскоп, если уже есть акселерометр? На самом деле акселерометр измеряет только линейное ускорение устройства, тогда как гироскоп определяет его ориентацию. Фактически он может фиксировать свое движение в пространстве, включая вертикальное и горизонтальное вращение.
Тем, кто интересуется, что такое гироскоп в смартфоне, будет интересно узнать о его практическом применении. Чтобы понять принцип действия этого устройства, нужно представить себе игру Counter-Strike, которую перенесли на мобильную платформу. В таких играх мы должны двигаться во всех направлениях. Без поддержки гироскопа нам нужно было бы провести пальцем по сенсорному экрану, чтобы получить возможность двигаться в правильном направлении. В результате через некоторое время пользователь пришел бы к выводу, что управление игрой реализовано неудачно.
С внедрением гироскопа игровой процесс стал более приятным. Теперь пользователь может просто передвигать телефон в пространстве для управления игрой. Гироскоп определит ваше движение, и умная система поймет, что вы хотите сделать. Теперь игроку не нужно использовать свои пальцы для управления ходьбой и прицеливанием. Вместо этого появляется возможность сосредоточиться на стрельбе за счет прикосновений к сенсорному экрану.
Для управления подобными играми можно использовать акселерометр и встроенный компас, но в таком случае очень сильно страдает точность и плавность. Благодаря гироскопу появилась возможность сделать управление играми максимально приближенным к игровым консолям и ПК. Что касается аппаратных средств, то в мобильных телефонах используются устройства на основе MEMS (микроэлектромеханических систем). Далее в качестве примеров будут рассмотрены популярные телефоны с гироскопом.
Компания Apple впервые представила новое изобретение за счет его внедрения в iPhone 4. Когда эта фирма установила акселерометр на своем телефоне первого поколения, он сразу же приобрел всемирную известность. В результате был установлен новый тренд, и каждый производитель смартфонов стремился внедрить это нововведение на своих устройствах. Затем история повторилась, потому что гироскоп тоже стал объектом зависти среди конкурентов. Пользователи мобильных устройств были в восторге, когда Стив Джобс продемонстрировал возможности iPhone 4. В результате в магазине приложений появилось множество интересных игр с задействованным гироскопом.
Телефон Nexus S - это совместный продукт компаний Google и Samsung. Он стал первым устройством на базе Android, получившим гироскоп. Благодаря добавлению некоторых действительно продвинутых функций, таких как NFC, телефон составил серьезную конкуренцию iPhone 4. Поддержка API-интерфейса гироскопа была добавлена в Android 2.3 Gingerbread, благодаря чему разработчики получили возможность создавать интересные игры и приложения.
Список устройств Андроид, оснащенных этим нововведением, стремительно расширялся, благодаря чему многие пользователи смогли оценить его возможности. Вскоре после Nexus гироскоп установили на телефоне LG Optimus 2X. Кроме того, это устройство прославилось как первый в мире смартфон с двухъядерным процессором (1 GHz NVIDIA Tegra 2 AP20H Dual Core Processor).