Что такое компьютерная мышь? История, виды

Компьютерная мышь была изобретена Дугласом Энгельбартом из Стэнфордского исследовательского института в 1963 г. после обширного тестирования удобства ее использования. Ее также поначалу называли «жуком», но в конечном итоге этот вариант был отброшен в пользу современного наименования. Это было одно из нескольких экспериментальных позиционирующих устройств, разработанных для oN-Line System (NLS) Энгельбарта, которое представляло собой сочетание аппаратной и программной систем. Также были созданы модели, регистрирующие движения других частей тела – головы, подбородка и носа, но в конечном итоге простота и удобство победили.

Механический дизайн

Что такое компьютерная мышь Энгельбарта? Это было громоздкое устройство, в котором использовались 2 шестерни, установленные перпендикулярно друг к другу. Вращение каждого колеса переводилось в движение вдоль одной оси на плоскости. 17 ноября 1970 года Энгельбарт получил патент US 3541541 на «Индикатор положения X-Y для системы отображения». В то время изобретатель предполагал, что пользователи будут постоянно держать мышь в одной руке и печатать на 5-клавишной клавиатуре другой.

В более позднем варианте, изобретенном в начале 1970-х годов Биллом Инглишем из Xerox PARC, внешние колеса были заменены шаром, который мог вращаться в любом направлении. Его движение в свою очередь регистрировалось с помощью перпендикулярных колес, расположенных внутри корпуса. Данный вариант напоминал перевернутый трекбол и стал преобладающим дизайном 1980–90-х гг. Группа Xerox PARC также остановилась на технике применения обеих рук для ввода данных с помощью полноразмерной клавиатуры.

История компьютерной мыши в ее современной форме началась в Федеральной политехнической школе Лозанны (EPFL) благодаря идеям профессора Жан-Даниэля Никуда и рукам инженера и часовщика Андре Гуйнарда. Вышедшая из EPFL компания Logitech запустила производство первых популярных моделей устройств данного типа.

Оптическая компьютерная мышь

Представляет собой отдельную линию эволюции ручного позиционного устройства. Движение в ней регистрируется с помощью оптического датчика, расположенного на ее нижней части, спаренного со светоизлучающим диодом, который служит для освещения опорной поверхности. Ранние дизайны, подобные изобретению Стива Кирша из Mouse Systems Corporation, можно было использовать только на специальном металлическом коврике с напечатанной на нем сеткой из тонких синих и серых линий. По мере роста вычислительной мощности стало возможным внедрять более мощные специализированные чипы обработки изображений. Это позволило обнаруживать относительное перемещение на самых разных поверхностях (и, в свою очередь, переводить его в движение курсора), избавив от необходимости в специальном коврике. Так началось широкое внедрение оптической технологии.

В современных моделях используется датчик, который последовательно захватывает изображение рабочей поверхности. В большинстве случаев для подсветки применяются светодиоды. Такие мыши часто ошибочно называют лазерными. Настоящие лазеры становятся все более распространенными, поскольку они позволяют повысить точность обнаружения движения. Разница между кадрами обрабатывается процессором обработки изображения и переводится в перемещение по двум осям. Например, сенсор модели Agilent Technologies ADNS-2610 работает со скоростью 1512 к/с. Каждый кадр представляет собой прямоугольный массив 18 х 18 пикселей, каждый из которых может различать 64 оттенка серого.

Запрос на улучшения в области оптической технологии в значительной степени подогревается компьютерными игровыми мышами, от которых требуется большая точность для более прецизионного прицеливания.

Оптика против механики

Сторонники оптической технологии утверждают, что такие компьютерные мыши работают лучше механических, поскольку не требуют технического обслуживания и служат дольше из-за меньшего количества движущихся частей.

С другой стороны, приверженцы механической конструкции утверждают, что оптические мыши не могут работать на глянцевых и прозрачных поверхностях. Устройства с недостаточной мощностью обработки изображений также испытывают трудности с отслеживанием чрезвычайно быстрого движения, хотя дорогие модели способны регистрировать перемещение со скоростью 1 м/с и быстрее. Кроме того, ремонт механической мыши обычно заключается в простой очистке. Однако оптический вариант практически не требует никакого ухода.

Пожалуй, самым сильным аргументом в пользу механической конструкции является ее низкое энергопотребление, что находит применение в беспроводных компьютерных мышах. Такие устройства потребляют не более 5 мА, тогда как оптическим для питания светодиода или лазера обычно требуется 25 мА. Старые модели могут потреблять еще больше тока. Это приводит к значительному сокращению времени автономной работы и частой замене батарей, что делает их непригодными для непрерывной работы.

Лазерная технология

В 2004 г. компания Logitech вместе с Agilent Technologies представили мышь MX 1000. В ней вместо обычного светодиода использовался небольшой лазер. Новая технология позволила увеличить четкость изображения рабочего стола. Производители утверждают, что такие компьютерные мыши обладают в 20 раз большей чувствительностью к характеристикам поверхности, чем оптические. Геймеры жаловались, что MX 1000 не сразу реагирует на движение, если ее поднять, переместить, а затем снова положить на коврик. В дальнейших моделях этот недостаток был устранен.

Кнопки

В отличие от механизма обнаружения движения эта часть конструкции мыши почти не изменилась, варьируясь в основном по форме, количеству и размещению. У самой первой модели Энгельбарта была одна клавиша. Но вскоре их число было увеличено до трех. Коммерческие мыши обычно имели 1–3 кнопки, хотя в конце 1990-х годов у некоторых моделей их было 5 и более.

Наиболее популярны 2-кнопочные устройства. Распространенным применением второй клавиши является вызов контекстного меню в пользовательском интерфейсе компьютера, которое содержит опции, специально предназначенные для элемента, над которым была расположена мышь. Это используется в популярной операционной системе Windows, а также во многих других программах. Основная кнопка расположена с левой стороны.

В системах с тремя клавишами центральная часто используется для запуска макроса. В X Window таким образом производится вставка содержимого первичного буфера в позицию курсора. Многие 2-кнопочные мыши могут эмулировать 3-ю одновременным щелчком правой и левой. Среднюю клавишу также нередко используют в качестве резервной.

Дополнительные кнопки

Иногда мышь оборудуется множеством кнопок, 5-ю и более. В зависимости от предпочтений пользователя они позволяют производить веб-навигацию или прокручивать историю браузера. Однако, как и в случае с подобными функциями на клавиатуре, они могут не поддерживаться программным обеспечением. Дополнительные кнопки обычно более полезны в играх, потому что такая компьютерная мышь обеспечивает быстрый и легкий доступ к широкому спектру функций. Например, к смене оружия в шутерах от первого лица. Поскольку кнопки можно сопоставить практически с любой функцией, нажатием клавиши, приложением или переключателем, они могут сделать работу не только более эффективной, но и более простой.

Дуглас Энгельбарт полагал, что лучшая компьютерная мышь – это та, которая оборудована максимально возможным количеством кнопок. Созданный им прототип ограничивался всего лишь тремя клавишами только потому, что разработчики не могли разместить больше.

Колесо

Одним из основных новшеств в эволюции кнопок мыши было колесо прокрутки – небольшое, с осью, ориентированной параллельно поверхности стола, которое можно поворачивать «вверх» или «вниз», обеспечивая немедленный одномерный ввод. Обычно это транслируется в «прокрутку» вверх или вниз текущего окна, что особенно полезно при навигации по длинному документу. Колесо часто можно нажимать, поэтому оно заменяет третью (центральную) кнопку. В операционной системе Windows это активирует автопрокрутку, если приложение поддерживает данную возможность.

Новые модели позволяют выполнять и горизонтальную, и вертикальную прокрутку. В некоторых конструкциях используется «качелька» – кнопка, которую можно нажимать сверху или снизу, имитируя прокрутку вверх и вниз соответственно. В некоторых приложения при одновременном удержании клавиши Control колесо служит для изменения масштаба. Программы, в которых это реализовано, – MS Word и Internet Explorer.

У некоторых наиболее высокопроизводительных мышей Logitech и Microsoft обычно встречается более продвинутая конструкция колесика с возможностью наклона. В ней используется пара датчиков, шарнирно соединенных с механизмом опрокидывания. По умолчанию они служат для прокрутки влево-вправо.

В 2005 г. Apple Mighty Mouse представила третий вид встроенных прокручивающих устройств. Это небольшой, встроенный в верхнюю поверхность трекбол, используемый как колесо, но в двух измерениях.

Связь

Любое устройство ввода требует подключения к ПК. Для этой цели у обычных проводных компьютерных мышей имеется тонкий электрический шнур (например, RS-232C, PS/2, ADB или USB-кабель). Скорее всего, его размеры и форма побудили изобретателей назвать устройство именно так. Беспроводные мыши для передачи данных используют ИК-порт, радио или Bluetooth.