Гироскоп в смартфоне - что это и зачем нужен?

просмотров: 220

Одним из датчиков, который отвечает за множество полезных функций в современном смартфоне, является гироскоп. Слово состоит из двух древнегреческих: "гирос", что значит "вращение" и "скопео", что означает "наблюдаю". Изобрел гироскоп в начале 19-го столетия немецкий математик Иоанн Боненбергер. А уже в 1852 году французский физик Леон Фуко усовершенствовал устройство и впервые использовал его как прибор, показывающий направление вращения Земли.

Что такое гироскоп?

Самыми простыми примерами гироскопа в классическом "доцифровом" виде являются известные нам игрушки волчок и юла - при вращении они сохраняют свое устойчивое положение относительно оси вращения. В более сложном - гироскоп в так называемом кардановом подвесе (по имени итальянского математика Джероламо Кардано, подробно описавшего устройство подвеса еще в 16-ом веке).

Игрушка гироскоп-волчок
Игрушка гироскоп-волчок

Он представляет собой следующую конструкцию: вращающийся ротор закреплен во внутреннем кольце, которое может вращаться вокруг горизонтальной оси. Внутреннее кольцо с ротором, в свою очередь, закреплено на наружном кольце, которое вращается вокруг вертикальной оси и закреплено на раме гироскопа, благодаря чему ось ротора может поворачиваться в любом направлении вокруг некоторой неподвижной точки. При этом, как бы не поворачивалась рама гироскопа, ось ротора при вращении сохраняет свое неизменное направление в пространстве.

Гироскоп в кардановом подвесе
Гироскоп в кардановом подвесе

Благодаря этому свойству с помощью гироскопа можно определять точное расположение предметов в пространстве, а также измерять углы их отклонения относительно плоскостей.

Устройство нашло применение в судоходстве в качестве гирокомпаса, затем было успешно задействовано в авиационной отрасли для определения положения летательного аппарата относительно земной поверхности в виде авиагоризонта, а позднее перекочевало и в космонавтику. Гироскопы функционируют в бытовой технике и в мобильных гаджетах. Так зачем же он нужен в смартфонах и какие функции выполняет?

Как работает гироскоп в смартфоне?

Гироскоп с современном смартфоне представляет собой миниатюрный датчик (микрочип), автоматически меняющий ориентацию экрана гаджета на основании полученной информации о его положении в пространстве.

Микрочип гироскопа
Микрочип гироскопа

Всякий раз, когда мы наклоняем, поворачиваем или перемещаем мобильное устройство, он отслеживает и рассчитывает изменения углов наклона относительно оси, и, при необходимости, компенсирует и стабилизирует эти изменения. Технически такой гироскоп - это преобразователь угловых скоростей в электрический сигнал. Размеры датчика составляют не более нескольких миллиметров, при этом в нем присутствуют механическая и электронная части одновременно.

Как работает гироскоп в смартфоне
Как работает гироскоп в смартфоне

"Пионером" в использовании гироскопов стала компания Apple, которая оснастила таким чипом свою разработку iPhone 4, за счет чего были существенно расширены функциональные возможности устройства. Пользователи получили возможность читать с экрана не только в вертикальной, но и в горизонтальной ориентации, листать страницы вместо скроллинга и даже переключать музыкальные треки, просто встряхивая гаджет. Затем гироскопом оснастили свои разработки и другие производители мобильных устройств.

Какие функции выполняет гироскоп в смартфоне?

В мобильных телефонах гироскоп обычно работает в паре с акселерометром. За счет такого взаимодействия повышается чувствительность гаджета к любому наклону или повороту. Пользователи могут на практике оценить все полезные функции гироскопа при работе с устройством:

Ориентация экрана

Первая, и самая известная функция гироскопа, как уже упоминалось выше, это автоматическая смена вертикальной и горизонтальной ориентации экрана, в зависимости от его поворота. Например, просмотр видео и фото более удобен в горизонтальной ориентации, равно как и их перемотка, перелистывание и прочие функции. Поворот экрана может потребоваться при работе со смешанным контентом, текстовыми документами и чтении электронных книг.

Автоматическая смена вертикальной и горизонтальной ориентации экрана
Автоматическая смена вертикальной и горизонтальной ориентации экрана
Геолокация в пространстве

При работе с электронными картами гироскоп помогает определять точное местоположение на местности и направление движения. Пользователь поворачивает карту в нужную сторону, задействуя GPS-навигацию и ориентируясь на местности. С поворотом устройства будет поворачиваться и карта.

Гироскоп помогает определять точное местоположение на местности
Гироскоп помогает определять точное местоположение на местности
Мобильные игры и виртуальная реальность

Гироскоп в сочетании с акселерометром дают неограниченные возможности для поклонников мобильных игр, добавляя удобство и визуальную реалистичность. Чтобы навести прицел в стрелялке, эффектно войти в поворот в автогонках, направить свой взгляд в определенную точку в симуляторе, бродилке или другой вашей любимой игре, теперь нет необходимости нажимать кнопки на экране или делать жесты - достаточно лишь изменить положение своего гаджета в руках или повращать устройство в пространстве.

Гироскоп расширяет возможности для поклонников мобильных игр
Гироскоп расширяет возможности для поклонников мобильных игр

Без гироскопа в смартфоне не обойтись при использовании шлема виртуальной реальности и в играх с дополненной реальностью. Датчик потребуется для отслеживания поворотов головы, а ваш виртуальный взгляд будет направлен в ту сторону, в которую смотрят ваши глаза.

Встряхивание

После установки специальных приложений в смартфоне становится доступна функция встряхивания, которую можно настроить для совершения многих полезных действий. С помощью встряхивания можно, к примеру, отвечать на звонки, просматривать фото и изображения, переворачивать страницы электронной книги и даже переключать музыкальные треки в плеере.

Благодаря гироскопу в смартфоне становится доступна функция встряхивания
Благодаря гироскопу в смартфоне становится доступна функция встряхивания
Работа с приложениями

Гироскоп является незаменимым помощником в работе многих приложений. К примеру, в горизонтальном калькуляторе пользователю доступен более широкий выбор математических и тригонометрических функций, чем в вертикальной ориентации того же приложения. Или, допустим, смартфон можно использовать в качестве строительного уровня, предварительно установив одно из специальных приложений.

Гироскоп является незаменимым помощником в работе многих приложений
Гироскоп является незаменимым помощником в работе многих приложений

Датчик может использоваться с любыми сторонними и встроенными приложениями, которые применяют в своей работе наклон устройства – навигационными и строительными программами, 3D-играми и другими.

Как узнать, есть ли гироскоп в смартфоне?

После того, как мы узнали что такое гироскоп и какие функции он выполняет в смартфоне, самое время выяснить установлен ли он в ваш гаджет или нет? Самый простой способ сделать это - изучить технические характеристики устройства на официальном сайте производителя, или посетить один из специализированных сайтов-агрегаторов технических данных мобильных устройств, к примеру https://www.devicespecifications.com/ru. Если такой информации там нет, то можно использовать следующие приложения:

AnTuTu Benchmark

Программа предназначена не только для проверки и тестирования производительности мобильных устройств, но также показывает их характеристики, наличие и названия установленного в них оборудования. Установите приложение на смартфон и зайдите в раздел "Мое устройство", затем проскрольте немного вниз и во вкладке "Датчики" вы увидите данные всех датчиков вашего устройства:

Узнаем наличие гироскопа в программе AnTuTu Benchmаrk
Узнаем наличие гироскопа в программе AnTuTu Benchmаrk

При отсутствии датчика в смартфоне напротив пункта "Гироскоп" вместо его названия будет указано "Не поддерживается".

Sensor Sense

Другой вариант проверки - установка специализированного приложения Sensor Sense. Оно выводит не только список всех установленных датчиков, но и их показания. После установки программы смотрим, есть ли в списке датчиков гироскоп:

Список датчиков в приложении Sensor Sense
Список датчиков в приложении Sensor Sense
AIDA64

Ещё один прекрасный инструмент для проверки данных и сведений о конфигурации устройства это AIDA64. Какие датчики и сенсоры есть в смартфоне можно узнать на вкладке "Датчики" приложения:

Проверка наличия гироскопа в приложении AIDA64
Проверка наличия гироскопа в приложении AIDA64
Ролики YouTube с пометкой "360˚"

Интересным визуальным способом определения наличия гироскопа в устройстве является просмотр роликов с пометкой "360˚" в приложении YouTube. Для этого введите в его поисковую строку запрос "360 видео", запустите один из результатов поиска и следуйте дальнейшим инструкциям на экране. Если для управления взглядом вам будет достаточно поворота смартфона, то можете быть уверены, что гироскоп в смартфоне есть, при его же отсутствии - только жестом пальца по экрану:

Управление взглядом в роликах YouTube с пометкой "360˚"
Управление взглядом в роликах YouTube с пометкой "360˚"

Возможные недостатки

Иногда функция гироскопа может мешать пользователю - если устройство чутко реагирует на изменения его положения, например при чтении электронной книги изменяется ориентация страницы. Если такое поведение датчика мешает, то в таких случаях можно отключить автоматический поворот экрана в настройках смартфона:

Отключение автоповорота экрана в настройках
Отключение автоповорота экрана в настройках