Что такое гироскоп? Зачем нужен гироскоп в смартфоне? В каких телефонах есть гироскоп и для чего он нужен.

Мобильные персональные компьютеры, одним из которых является , оснащаются огромным количеством функций. Продвинутые пользователи задействуют ресурсы по максимуму, но большинство обладателей планшетов даже не подозревает, какие возможности открывают те или иные составляющие устройства. Возьмем, к примеру, гироскоп в планшете – что это, для чего он необходим, как им пользоваться – знает не каждый.

Функции гироскопа в планшете

Принцип работы гироскопа заключается в том, что эта деталь точно определяет положение устройства в пространстве и измеряет углы поворота. Происходит это за счет установленного в планшете гироскопического датчика. На сегодняшний день гироскопы настолько компактны, что ими оснащаются , телефоны. Нередко гироскоп путают с акселерометром, но это разные составляющие. Основная функция акселерометра – поворот дисплея, поскольку он измеряет угол наклона электронного устройства относительно поверхности планеты. Гироскоп в свою очередь не только определяет положение в пространстве, но и позволяет отслеживать перемещения. Когда акселерометр и гироскоп в планшете задействованы одновременно, достигается наилучшая точность работы.

Примеры использования гироскопа в планшете

Одна из функций гироскопа – защитная. Так как работает гироскоп, реагируя на изменение положения, он может вовремя подать сигнал о падении устройства. К примеру, такая функция в ноутбуках и некоторых планшетах позволяет моментально зафиксировать жесткий диск и снизить вероятность его повреждения при ударе о поверхность. Также на вопрос, зачем гироскоп в планшете, с энтузиазмом ответит любой игроман. Управление виртуальным рулем гоночного автомобиля или штурвалом самолета стало абсолютно реалистичным с изобретением этого датчика.

Наличие гироскопа позволило по-новому управлять устройством – к примеру, определенный алгоритм резких движений планшетом поможет увеличить или уменьшить громкость звучания, в телефонах с гироскопом можно с помощью движения ответить на звонок и т.д. Кроме того гироскоп может «сотрудничать» с программным обеспечением. Популярный пример – калькулятор, который при повороте из стандартного вертикального положения в горизонтальное превращается из обычного в инженерный, оснащенный дополнительными функциями типа тригонометрических или логарифмических.

Также можно привести в пример бытовое использование гироскопа – он способен наделить планшет функциями строительного уровня. Удобно пользоваться планшетом с гироскопом в качестве навигатора. Карта, благодаря датчику, отображается таким образом, что демонстрирует именно ту местность, которая открывается перед глазами. При повороте вокруг своей оси карта меняет изображение в соответствии с новым обзором.

Есть ли минусы у гироскопа?

Датчик гироскоп реагирует на изменение положения в пространстве, но он не обладает телепатическими способностями. Далеко не всегда на поворот устройства нужна именно такая реакция, которая последует в результате оценки ситуации гироскопом. Элементарный пример – чтение лежа, гироскоп будет поворачивать текст на дисплее в вертикальное положение, в то время как читающему человеку он нужен в горизонтальном. Безусловно, такая ситуация будет раздражать, поэтому при покупке планшета важно убедиться, что в устройстве предусмотрена возможность отключения функции.

Неисправная работа гироскопа

Если не работает гироскоп на планшете или работает некорректно, это не повод смириться и отказаться от его использования. Конечно, если проблема аппаратная, придется нести планшет в сервис и вкладывать деньги в ремонт, но дело может быть всего лишь в настройках датчика. Обычно в инструкциях к устройству можно найти подробное описание, как настроить гироскоп на планшете конкретной модели. В большинстве случаев достаточно стандартной калибровки датчика, если результат не достигнут, можно скачать дополнительные приложения.

Сейчас все смартфоны оснащены как минимум одним датчиком, а чаще всего несколькими. Самыми распространенными стали датчики приближения, освещения и движения. Большинство смартфонов оснащены акселерометром, реагирующим на перемещение устройства в двух или максимум в трех плоскостях. Для полноценного взаимодействия с гарнитурой виртуальной реальности нужен гироскоп, который определяет движения в любом направлении.

Гироскоп в смартфоне – это микроэлектромеханический преобразователь угловых скоростей в электрический сигнал. Другими словами этот датчик рассчитывает изменение угла наклона относительно оси при повороте устройства.

Гироскоп относится к микроэлектромеханическим системам (МЭМС), которые совмещают в себе механическую и электронную часть. Подобные чипы имеют размеры порядка пары миллиметров или меньше.

Обычный гироскоп состоит из инерционного предмета, который быстро вращается вокруг своей оси. Тем самым он сохраняет свое направление, а смещение контролируемого объекта измеряется по изменению положения подвесов. В смартфоны такой волчок явно не поместиться, вместо него используется МЭМС.

Преобразование механического движения в электрический сигнал

В самом простом одноосевом гироскопе есть две подвижные массы, двигающиеся в противоположных направлениях (на картинке изображены синим цветом). Как только прикладывается внешняя угловая скорость, на массу действует сила Кориолиса, которая направлена перпендикулярно их движению (отмечена оранжевым цветом).

Под действием силы Кориолиса происходит смещение масс на величину пропорциональную прикладываемой скорости. Изменение положения масс меняет расстояние между подвижными электродами (роторами) и неподвижными (статорами), что приводит к изменению емкости конденсатора и соответственно напряжения на его обкладках, а это уже электрический сигнал. Вот такие множественные сигналы и распознаются гироскопом MEMS, определяя направление и скорость движения.

Вычисление ориентации смартфона

Микроконтроллер получает сведения о напряжении и преобразует их в угловую скорость в данный момент. Величину угловой скорости можно определять с заданной точностью, например до 0,001 градусов в секунду. Чтобы определить насколько градусов вокруг оси повернули устройство, необходимо мгновенную скорость умножить на время между двумя показаниями датчика. Если использовать трехосевой гироскоп, то получим данные о поворотах относительно всех трех осей, то есть таким образом определить ориентацию смартфона в пространстве.

Здесь стоит отметить, что для получения значений углов, необходимо интегрировать первоначальные уравнения, в которые входят угловые скорости. При каждом интегрировании увеличивается погрешность. Если вычислять положение только при помощи гироскопа, то со временем рассчитываемые значения станут некорректными.

Поэтому в смартфонах для точного определения ориентации в пространстве необходимы данные еще и акселерометра. Этот датчик измеряет линейное ускорение, но не реагирует на повороты. Оба датчика способны полностью описать все виды движения. Основное преимущество гироскопа над акселерометром в том, что он реагирует на движение в любом направлении.

Зачем нужен гироскоп в смартфоне

Повышенное внимание этому датчику оказывается последние пару лет, когда активно начали развиваться игры и приложения виртуальной реальности. Для взаимодействия пользователя с виртуальной реальностью программе необходимо точно определить положение человека в пространстве. Сейчас даже в самых бюджетных смартфонах установлен акселерометр, но его показания сопровождаются шумами, и датчик не реагирует на повороты и движения в горизонтальной плоскости. Следовательно, для полного погружения в виртуальную реальность в смартфоне обязательно должен быть гироскоп и акселерометр.

Как узнать есть ли в смартфоне гироскоп

Обычно в характеристиках смартфона указано, какие в нем есть датчики. Если же вы сомневаетесь в правдивости информации, то помогут специальные программы. Например, Sensor Box for Android показывает информацию о всех встроенных датчиках. Гироскоп в нем обозначен как Gyroscope. Есть и другие способы, которые мы

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).

Видео обзор: что такое гироскоп на Андроид

Современные смартфоны имеют множество датчиков и могут выполнять самые разные задачи. Один из таких датчиков называется гироскоп (или гиродатчик) – загадочный, но крайне полезный инструмент. Его можно использовать практически везде, а если грамотно настроить некоторые приложения, то благодаря гироскопу, со смартфоном можно работать намного быстрее и удобнее. Давайте разберемся, гироскоп в телефоне: что это и для каких целей он нужен?

Что такое гироскоп

Самым первым в истории человечества гироскоп – это детский волчок или же юла. Смотря на неё, можно легко понять принцип работы рассматриваемого устройства. Как бы ни толкнул вращающуюся юлу, она всегда стремится выровнять свое положение по вертикальной оси.

В смартфоне гироскоп – это датчик, предназначенный для измерения положения устройства в пространстве. Это приспособление поможет человеку измерить угол наклона и скорость перемещения гаджета, то есть его положение. Благодаря гироскопу можно определить, как движется смартфон относительно земной поверхности, и применить эти данные в своих целях.

Это может быть использовано, например, для:

измерения скорости движения устройства;
измерения наклона смартфона по любой плоскости;
определение движения смартфона с одного места в другое (не путать с GPS);
определение состояния покоя гаджета;
функции компаса для определения сторон света.

Выглядит эту устройство как небольшой чип внутри смартфона. Чтобы его «пощупать» придется полностью разобрать смартфон. Его располагают примерно в центре смартфона, чтобы корректно вычислять положение. Но этот чип можно встреть не только в телефонах, он ещё есть в других бытовых приборах, кораблях и игровых приставках.

В смартфоне гироскоп очень распространен и используется повсеместно. Впервые он появился ещё в 2007 году в модели первого iPhone от компании Apple. А теперь же он есть практически в каждом даже самом бюджетном смартфоне. Он используется в приложениях, играх и даже самой системой. Вот пару примеров того, как ваш смартфон эксплуатирует этот сенсор:

В некоторых приложениях можно активировать какую-то функцию простым поворотом смартфона либо тряской. Например, в инженерном калькуляторе есть повернуть гаджет на 90 градусов, то откроется дополнительное меню.
Есть программы, которые позволяют блокировать и разблокировать смартфон, когда вы кладете его на какую-то поверхность. То есть, датчик фиксирует, что вы положили устройство, и оно не двигается – в этом случае происходит блокировка. Как только гироскоп определит, что смартфон был взят в руки и поднят – экран разблокируется.
В системе есть живые обои, которые красиво двигаются в зависимости от того, как повернуть экран. Это тоже дело данного датчика – именно он узнает, куда вы повернули смартфон, и дает команду живым обоям.
Для просмотра видео в 360 градусов можно использовать гироскоп, достаточно повернуть экран в нужную сторону и вам покажут фрагмент видео в той стороне.
Гироскоп помогает системе навигации.
В играх, особенно в гонках, можно управлять поворотами влево или вправо. Именно благодаря гироскопу можно в гонках использовать смартфон как руль автомобиля.

Самое популярное направление для гироскопа - это, конечно же, мобильные игры. Намного приятнее играть в игру, когда вам не нужно водить по экрану для перемещения, а достаточно наклонить устройство. Так и пальцы не мешаются на экране и управление комфортнее. Для гонок это дает ощущение присутствия на трассе, игрок сразу чувствует дорогу и более плавно передвигается за счёт легких поворотов смартфона.

В некоторых играх при помощи гироскопа делается эффект трясущейся камеры – будто картинка находится за смартфоном, а он лишь окно в тот мир.

Обязательным наличие рассматриваемого датчика будет для людей с профессиональными обязанностями. Благодаря сенсору можно узнать, насколько ровно легла та или иная поверхность – будет крайне полезно слесарям, станочникам и прочим профессиям. Также этот прибор поможет измерить длину и расстояние, даст информацию о скорости и темпе перемещения.

Со смартфоном, оснащенным гироскопом, больше не нужен компас, ведь этот датчик и есть компас. Он может в считанные секунды корректно указать стороны света.

В YouTube имеются видео с поддержкой технологии 360°. Можно при помощи смартфона рассматривать все стороны видео, не используя при этом свайпы и вовсе не прикасаясь к экрану. Если у вас есть этот датчик, просто оцените эту красоту в этом видео:

Также часто используется гироскоп у любителей спорта. Они благодаря этому чудесному датчику узнают, сколько уже пробежали километров без необходимости подключаться к сети. Ещё на него можно присвоить несколько задач в некоторых специализированных приложениях.

Чем гироскоп отличается от акселерометра?

Казалось бы, гироскоп и акселерометр – слова синонимы, но нет. – это младший брат гироскопа, который может только определять повороты относительно оси смартфона. В то же время гироскоп может и это, и намного большее, а именно: узнавать перемещение в пространстве, определять стороны света и скорость движения. Благодаря гироскопу можно перемещаться в пространстве, в то время как акселерометр определяет только повороты гаджета на одной точке и не может определить стороны света.

Но зачем тогда нужен акселерометр, если есть гироскоп? Дело в том, что эти датчики могут использоваться вместе и при таких обстоятельствах работа смартфона оптимизируется в несколько раз. Устройства, оборудованные двумя датчиками, могут намного точнее считывать информацию касательно положения и делать это быстрее. Но это не значит, что по отдельности эти два сенсора работают плохо. Например, для любителей гонок хватит только акселерометра. А для тех, кто используется смартфон как навигатор – пригодится только гироскоп. Но вместе они смогут дать более точную информацию.

В целом, гироскоп – важный элемент для телефона, который уже плотно вошел в нашу жизнь. Сейчас уже сложно представить полноценное пользование смартфонами без этого чудесного инструмента.

Обычно мозг у него отключается, и сразу хочется купить себе такие же. Я и сами таким был, потому мне знакомо это чувство)

Мало кто задумывается и про , и про . Хочется всего и сразу!

Но постойте, что если ваш телефон не подходит?

Как протестировать смартфон на совместимость с VR?

Прежде чем бежать на алиэкспресс, или в ближайший магазин, давайте убедимся, что с телефоном у нас всё хорошо.

Про параметры телефона смотрите эту . Если очень кратко – то для хорошего опыта VR нужен экран от FHD и гироскоп. Но часто так бывает, что вроде бы в телефоне всё это есть, но после покупки шлема ничего не пашет… так давайте протестируем телефон заранее!

Итак, для начала установите . Это официальное приложение от Гугла, служащее для демонстрации возможностей технологии + .

Если после установки вы увидели волка – то всё ок. Почти. У вас экран должен быть разбит на две части. При этом, если вертеть телефоном по сторонам – то картинка там же должна ездить. Значит, с гироскопом у вас всё ок. покрутитесь с телефоном на 360 градусов вокруг себя – волк уедет в сторону, и вы должны полноценно перемещаться в этой реальности.

Протестируйте наклоны телефона – картинка так же должна наклоняться. Если всё это есть, значит, вам почти повезло.

Иногда с карбордом бывают косяки, и он заводится не у всех. Тогда пробуем другие приложения.

Другие тестовые приложения

Если в карборде всё ок (и если не ок — тоже), поставьте, например, . Тут экран так же будет разделен на две части. Поверните экран так, чтобы центр его смотрел на рычаг справа – тележка поедет, и вы так же сможете крутить головой по сторонам. Если это работает, всё ок.

Вообще, можете установить хоть , но во многих из них для того, чтоб тележка поехала – нужен гироскоп.

Как протестировать шлем в магазине

Большая часть подобных очков покупается на Алиэкспресс и ему подобных сайтах, но если совсем не терпится, то можете дойти до М-видео или DNS и протестировать там . Он дорогой, но даст вам представление об этом всём. Так же это будет полезно, если у вас не слишком большое разрешение экрана – вы сможете увидеть, какую примерно картинку в шлеме вы получите в итоге. Только не вздумайте его сразу же покупать!

Ставите те же горки, или, например, – тоже неплохие горки, тут даже не надо ничего запускать. Они едут сами. А далее, в магазине просите показать шлем, вставляете туда телефон, и смотрите, как это всё работает.

Кстати, зернистость проверить можно и проще. Сходите купите лупу за 10 рублей и посмотрите ей на экран своего телефона. Если пикселей не видно, значит, всё ок. а вот если видно – то в шлеме они будут еще больше…готовы ли вы наблюдать кирпичную кладку?

Более глубокое тестирование вашего телефона

Для тех, кто разобрался с обычными приложениями, и хочет стримить с компа – читайте заметки про и про . И то, и другое, можно протестировать вообще не имея шлема. Хотя, там всё весьма заморочено)

Более того, если вы покупаете шлем именно для стрима с ПК – лучше сначала настройте всё без шлема , иначе вас потом вполне может ждать разочарование, когда что-то не заработает, или заработает не так, как вы хотите или ожидали.

Известные проблемы при тестировании смартфона для VR

Если всё вышеперечисленное у вас заработало, то можете радоваться – скорее всего опыт в ВР у вас будет позитивным. Но что делать, если что-то пошло не так?

Нет картинки в карборде . А так же в других приложениях она есть через раз. Так бывает. Увы, скорее всего, дело в прошивке вашего телефона или в видеопроцессоре. Придется смириться с тем, что не все приложения будут у вас работать, как надо…
Картинка в карборде и других приложениях не движется . Печаль-беда, скорее всего, в вашем телефоне нет гироскопа. Что можно делать без гироскопа – читайте в конце статьи. Решение – только смена телефона.
В приложениях работают только наклоны, но поворачиваться нельзя . Увы, но снова нет гироскопа, а повороты реализуются за счет акселерометра, который у вас есть, но это мало поможет делу…то есть, поворачиваться вы не сможете, только ходить и смотреть вперед.
Слишком большая зернистость картинки в том же Хомидо . У вас слишком низкое разрешение экрана. Так же – менять телефон.

Что делать, если в телефоне нет гироскопа

Это – самая частая проблема. К сожалению, до сих пор нет универсального решения. Народ извращается, прикручивает всякие аэромыши и тому подобное. Схемки разные заказывают. Но – это не слишком удобно, и я пока не видел, чтоб кто-то смог внешними силами сымитировать родной гироскоп телефона. Так что общее решение – менять телефон.

Но! Вы всё равно можете частично приобщиться к миру VR.

Как минимум, вам всё равно будет доступен и 3д роликов, а так же, те приложения, где гироскоп не обязателен, а желателен. Я вынес их в . В основном это разного рода горки и аркады.

Так же вы сможете в VR, (если у вас в нем есть значок карборда), и смотреть обычные фильмы. А еще вы, возможно, сможете стримить игры с ПК, но поворачиваться в них не сможете – только играть на «большом экране». Но, как я уже говорил – лучше протестировать это заранее…