Как работает компьютерная мышь. Классификация типов компьютерных мышек Как работает лазерная мышка

Со времен изобретения компьютерный манипулятор типа «лазерная мышь» прошел огромный эволюционный путь от деревянной коробки на двух колесах к устройству с электромагнитным шариком и роликами внутри. Затем механизм был заменен на оптический сенсор и светодиод. И в завершении, последний был замещен более точным и менее энергоемким лазером.

В довершении ко всему, у нее отняли хвост, заменив его bluetooth-соединением. Так появилась беспроводная лазерная мышь. Теперь она представляет собой миниатюрную эргономичную конструкцию, с привлекательными формами и раскрасками, легким весом, необычайной чувствительностью и незаменимостью в работе с компьютером или ноутбуком.

Устройство лазерной мыши

Лазерная мышка своим устройством напоминает оптическую конструкцию. Основной рабочий элемент состоит из трех частей:

  • миниатюрный ;
  • оптический сенсор в форме плоской матрицы;
  • сигнальный микропроцессор, способный распознавать изменения образов.

Лазерная мышь отличается от оптической по следующим характеристикам:

  • Точность. Лазерное устройство способно выдавать до 20 раз больше данных на участке сканирования поверхности.
  • Имеет низкое энергопотребление и позволяет беречь батарейки при беспроводных соединениях.
  • Не светится в темноте. Может быть, это не столь важно, но иногда дополнительная подсветка позволяет судить о рабочем состоянии устройства.
  • Благодаря свойствам лазера позволяет работать даже на зеркальной поверхности.

Основной и главный недостаток лазерных мышей - это их дороговизна. Альтернативное решение при подсчете выгоды от приобретения беспроводного варианта устройства может быть принято с расчетом экономии на батарейках.

Особенности при выборе мыши

Придя в компьютерный магазин, многие покупатели сталкиваются с среди широко представленного разнообразия производителей и моделей электронных устройств. Определиться с покупкой будет гораздо легче, если заранее определиться, какими характеристиками должна обладать лазерная мышь. В первую очередь это технические характеристики:

  • Материалы корпуса. Здесь могут быть использованы пластик, металл, резина, или варианты комбинирования данных материалов.
  • Тип мыши. Проводная или беспроводная - решение заключается в удобстве облуживания дополнительного питания устройства.
  • Разрешение сенсора. В среднем разрешение сенсора в 2000 dpi должно обеспечить комфортное пользование мышью. Для игровых компьютеров можно приобрести устройство с более высокими характеристиками данного параметра.
  • Количество кнопок. Тут выбор зависит от пользователя. Если он намеревается вместе с мышью использовать клавиатуру, то можно выбирать поменьше кнопок. А если предполагается, что лазерная мышь может полностью заменить другие то существуют 7-8 кнопочные варианты.
  • Возможность выбора режима работы сенсора. Позволяет работать на своих скоростных режимах в различных приложениях или быстро перенастроиться в случае смены пользователя компьютера.
  • Наличие дополнительного программного обеспечения. Современные устройства-манипуляторы в основном не нуждаются в установке драйверов. Однако некоторые производители вместе со своим продуктом предлагают набор программ и утилит для облегчения настроек работы мыши или дополнительные бонусы.
  • Интерфейс подключения к компьютеру и наличие переходников. В настоящее время оборудование ориентировано в основном на подключение через USB 2.0. Но могут попадаться более дешевые, устаревшие модели с другими вариантами штекерного соединения.

Кроме технических характеристик, лазерная мышь может отличаться размером, дизайном, эргономикой. Здесь лучшим вариантом будет опробовать ее на месте, почувствовать, как она располагается в ладони, свободно ли двигается, все ли кнопки легкодоступны, как проходят двойные щелчки или как вращается колесико. В качестве примера высококачественных моделей лазерных мышей можно отметить A4Tech X-750F, OClick 765L, Logitech MX400, Genius Ergo555, Genius Ergo525 и Lexma AM530(MPE).

Здравствуйте, уважаемые читатели блога сайт. Компьютерных мышей или мышек, по разному их называют, существует огромное количество. По функциональному назначению их можно разделить на классы: одни - предназначены для игр, другие - для обычной работы, третьи - для рисования в графических редакторах. В этой статье я постараюсь рассказать о видах и устройстве компьютерных мышей.

Но для начала, предлагаю перенестись на несколько десятилетий назад, как раз в то время, когда и придумали это сложное устройство. Первая компьютерная мышь появилась еще в 1968 году, и придумал ее американский ученый по имени Дуглас Энгельбарт. Мышку разрабатывало американское агентство космических исследований (NASA), которое и дало патент на изобретение Дугласу, но в один момент потеряло к разработке всяких интерес. Почему - читайте далее.

Первая в мире мышка представляла собой тяжелую деревянную коробочку с проводом, которая помимо своего веса была еще и крайне неудобной в использовании. По понятным причинам ее решили назвать "mouse", а чуть позже искусственно придумали расшифровку этой как бы аббревиатуры. Ага, теперь mouse, это не что иное, как "Manually Operated User Signal Encoder", то есть устройство, с помощью которого пользователь может вручную кодировать сигнал.

Все без исключения компьютерные мыши имеют в своем составе ряд компонентов: корпус, печатная плата с контактами, микрики (кнопки), колесо(-а) прокрутки - все они в том или ином виде присутствуют в любой современной мышке. Но вас наверняка мучает вопрос - что же тогда отличает их друг от друга (помимо того, что есть игровые, не игровые, офисные и т.д.), для чего придумали столько разных видов, вот посмотрите сами:

  1. Механические
  2. Оптические
  3. Лазерные
  4. Трекбол-мыши
  5. Индукционные
  6. Гироскопические

Дело в том, что каждый из вышеперечисленных видов компьютерных мышей появился в разное время и использует разные законы физики. Соответственно, у каждого из них есть свои недостатки и достоинства, о которых непременно будет сказано далее по тексту. Надо отметить, что наиболее подробно будут рассмотрены только первые три вида, остальные - не так подробно, в виду того, что они менее популярны.

Механические мыши - традиционные шариковые модели, относительно большого размера, требующие постоянной чистки шарика для эффективной работы. Грязь и мелкие частицы могут оказаться между вращающимся шариком и корпусом, и необходимо будет проводить чистку. Без коврика она никак не будет работать. Лет 15 назад была единственной в мире. Буду писать про нее в прошедшем времени, ибо уже раритет.

Снизу у механической мышки находилось отверстие, которое прикрывало поворотное пластиковое кольцо. Под ним находился тяжелый шарик. Этот шарик изготавливали из металла и покрывали резиной. Под шариком находились два пластмассовых валика и ролик, который и прижимал шарик к валикам. При передвижении мышки шарик вращал валик. Вверх или вниз - вращался один валик, вправо или влево - другой. Поскольку в таких моделях сила тяжести играла решающее значение, в невесомости такое устройство не работало, поэтому NASA отказалось от нее.

Если движение было сложное, вращались оба валика. На конце каждого пластмассового валика устанавливалась крыльчатка, как на мельнице, только во много раз меньше. С одной стороны крыльчатки находился источник света (светодиод), с другой - фотоэлемент. При движении мышью крыльчатка крутилась, фотоэлемент считывал количество импульсов света, которые попали на него, а затем передавал эту информацию в компьютер.

Поскольку лопастей у крыльчатки было много, движение указателя на экране воспринималось как плавное. Оптико-механические мыши (они же - просто "механические") страдали большим неудобством, дело в том, что периодически их нужно было разбирать и чистить. Шарик в процессе работы натаскивал внутрь корпуса всякий мусор, нередко резиновая поверхность шарика настолько загрязнялась, что валики перемещения просто проскальзывали и мышь глючила.

По этой же причине такой мышке просто необходим был коврик для корректной работы, иначе бы шарик проскальзывал и быстрее загрязнялся.

Оптические и лазерные мыши

В оптических мышках разбирать и чистить ничего не нужно , так как в них нет вращающегося шарика, они работают по иному принципу. В оптической мышке используется светодиод-сенсор. Такая мышь работает как маленькая фотокамера, которая сканирует поверхность стола и "фотографирует" ее, таких фотографий камера успевает сделать около тысячи за секунду, а некоторые модели и больше.

Данные этих снимков обрабатывает специальный микропроцессор на самой мышке и отправляет сигнал на компьютер. Преимущества на лицо - такой мыши не нужен коврик, она легкая по весу и может сканировать почти любую поверхность. Почти? Да, все кроме стекла и зеркальной поверхности, а так же бархата (бархат очень сильно поглощает свет).

Лазерная мышь очень похожа на оптическую, но принцип работы ее отличается тем, что вместо светодиода используется лазер . Это более усовершенствованная модель оптической мыши, ей требуется гораздо меньше энергии для работы, точность считывания данных с рабочей поверхности у нее гораздо выше, чем у оптической мыши. Вот она то может работать даже на стеклянной и зеркальной поверхностях.

Фактически, лазерная мышь представляет собой разновидность оптической, поскольку в обоих случаях используется светодиод, просто во втором случае он излучает невидимый глазу спектр .

Итак, принцип работы оптической мыши отличается от работы шариковой. .

Процесс начинается с лазерного или оптического (в случае с оптической мышью) диода. Диод излучает невидимый свет, линза фокусирует его в точку, равную по толщине человеческому волосу, луч отражается от поверхности, затем сенсор ловит этот свет. Сенсор настолько точен, что может улавливать даже мелкие неровности поверхности.

Секрет в том, что именно неровности позволяют мышке замечать даже малейшие движения. Снимки, полученные камерой сравниваются, микропроцессор сравнивает каждый последующий снимок с предыдущим. Если мышка сдвинулась, между снимками будет отмечена разница.

Анализируя эти отличия мышь определяет направление и скорость любого передвижения. Если разница между снимками значительна, курсор перемещается быстро. Но даже в неподвижном состоянии мышь продолжает делать снимки.

Трекбол-мыши

Трекбол мышь - устройство, в котором используется выпуклый шарик - "Trackball". Устройство трекбола очень схоже с устройством механической мыши, только шар в ней находится сверху или сбоку. Шар можно вращать, а само устройство остается на месте. Шар заставляет вращаться пару валиков. В новых трекболах используются оптические датчики перемещения.

Устройство под названием "Трекбол" может понадобиться далеко не всем, в добавок его стоимость нельзя назвать низкой, кажется, минимум начинается от 1400 руб.

Индукционные мыши

В индукционных моделях используется специальный коврик, работающий по принципу графического планшета. Индукционные мыши имеют хорошую точность и их не нужно правильно ориентировать. Индукционная мышь может быть беспроводной или иметь индуктивное питание, в последнем случае ей не потребуется аккумулятор, как обычной беспроводной мышке.

Понятия не имею, кому могут понадобиться такие устройства, которые дорого стоят и которые сложно найти в свободной продаже. Да и зачем, может кто знает? Может быть есть какие-то преимущества по сравнению с обычными "грызунами"?

В данное время обычные мыши с шариковым датчиком перемещения находятся на грани вымирания, их активно вытесняют оптические мыши .

В 1980 году два независимых изобретателя - Стив Кирш и Ричард Фрэнсис Лион продемонстрировали рабочие образцы оптических мышей. Мышь Стивена Кирша использовала инфракрасный светодиод, а мышь Ричарда Фрэнсиса Лиона - светодиод видимого диапазона.

Первые оптические мыши, попавшие на рынок, были разработаны компанией Хьюлетт-Паккард в 1999 году и продавались под маркой "Майкрософт". Такая мышь могла работать практически на любой поверхности и не требовала периодической очистки от грязи как обычные механический мыши.

Вскоре после этого другие производители стали выпускать свои модели оптических мышей, используя компоненты компании Agilent Technologies, которая выделилась из компании Хьюлетт-Паккард.

В современных оптических мышах используется так называемая технология оптической корреляции, в которой небольшая видеокамера с частотой обычно более 1 кГц производит фотографирование поверхности, подсвеченной светодиодом, и сравнивая покадрово изображения, определяет направление перемещения мыши. Поверхность, по которой перемещается мышь (ткань, дерево, пластик или специальный коврик), обычно имеет микронеровности. Эти микронеровности освещаются ярким светодиодом, установленным под небольшим углом к поверхности, из-за чего микронеровности отбрасывают отчётливые тени, которые уверенно фиксируются камерой мыши и обрабатываются специализированной микросхемой.

В оптических мышах обычно применяются красные светодиоды, так как они дешевле и кремниевые фотоприёмники более чувствительны именно к красному свету, реже встречаются светодиоды других цветов.

Недостаток оптических мышей - это повышенная потребляемая мощность по сравнению с механическими и лазерными.

В лазерных мышах для подсветки поверхности используется не светодиод, а инфракрасный лазерный диод, подсвечивающий поверхность. Из-за когерентности лазерного излучения фокусировка на рабочей поверхности осуществляется гораздо точнее и для работы этой мыши требуются микронеровности поверхности с гораздо меньшим размером, чем это необходимо для оптической мыши.

Впервые на рынок лазерная мышь попала в 1998, произведённая компанией Sun Microsystems, но не получила широкого распространения. В отличие от оптической мыши лазерная мышь способна работать на прозрачных поверхностях, таких как стекло, и на зеркальных поверхностях. Кроме того, теоретически лазерная мышь должна обеспечивать лучшую точность позиционирования по сравнению с оптической мышью, хотя практически их точности почти одинаковы, но для игр часто рекомендуют использовать лазерную мышь, правда это довольна сомнительная рекомендация, так как все лазерные мыши имеют интерфейс USB, а это ограничивает скорость передачи данных, и кроме того возникает вопрос совместимости лазерных USB мышей с разными операционными системами.

Сегодня мышь - необходимое устройство ввода для всех современных компьютеров. Но совсем недавно все было по-другому. Компьютеры не имели графического команды и данные можно было ввести только с помощью клавиатуры. А когда же появилась самая первая Вы будете удивлены, увидев, какую эволюцию пережил этот привычный для каждого предмет.

Кто изобрел первую компьютерную мышь?

Считается отцом этого прибора. Он был из тех ученых, которые стараются приблизить науку даже к простым людям и сделать прогресс доступным каждому. Он изобрел первые компьютерные мыши в начале 1960 годов в своей лаборатории в Стэнфордском исследовательском институте (ныне SRI International). Первый прототип был создан в 1964 году, в заявке на патент на это изобретение, поданной в 1967 году, он был назван как "Индикатор положения XY для системы с дисплеем". Но официальный документ под номером 3541541 был получен только в 1970 году.

Но все ли так просто?

Казалось бы, всем известно, кто создал первую компьютерную мышь. Но технология трекбола (шарового привода) впервые была использована гораздо раньше Военно-морским флотом Канады. Тогда, в 1952 г., мышь представляла собой обычный шар для боулинга, прикрепленный к сложной аппаратной системе, которая могла бы ощущать смещение шара и имитировать его движения на экране. Но мир узнал об этом только годы спустя - ведь это было секретное военное изобретение, которое никогда не патентовали и не пытались производить массово. Спустя 11 лет оно уже было известным, но Д. Энгельбарт признал его неэффективным. В тот момент он еще не знал, как соединить его видение мыши и это устройство.

Как появилась идея?

Основные идеи по поводу изобретения впервые пришли в голову Д. Энгельбарту в 1961 году, когда он был на конференции по компьютерной графике и обдумывал проблему повышения эффективности интерактивных вычислений. Ему пришло в голову, что, используя два маленьких колесика, которые движутся по столешнице (одно колесо поворачивается по горизонтали, а другое - по вертикали) компьютер может отслеживать сочетания их вращения и, соответственно, перемещать курсор на дисплее. В какой-то степени принцип действия похож на планиметр — инструмент, используемый инженерами и географами, чтобы измерять расстояния на карте или чертеже и т. д. Тогда ученый записал эту идею в свой блокнот для дальнейшего использования.

Шаг в будущее

Чуть более года спустя, Д. Энгельбарт получил грант от института на запуск своей исследовательской инициативы под названием "Улучшение Человеческого Разума". Под ней он представлял систему, где люди умственного труда, работая на высокопроизводительных компьютерных станциях с интерактивными дисплеями, имеют доступ к обширному информационному онлайн-пространству. С его помощью они могут сотрудничать, решая особо важные проблемы. Но этой системе остро не хватало современного устройства ввода. Ведь чтобы комфортно взаимодействовать с объектами на экране, нужно иметь возможность быстро их выбирать. НАСА заинтересовалась проектом и выделила грант на то, чтобы была сконструирована компьютерная мышь. Первая версия этого прибора похожа на современную разве что размером. Параллельно командой исследователей были придуманы и другие устройства, которые позволяли управлять курсором при помощи нажатия ступней на педаль или передвижения коленом специального зажима под столом. Эти изобретения так и не прижились, а вот джойстик, придуманный тогда же, позже был усовершенствован и применяется до сих пор.

В 1965 году команда Д. Энгельбарта опубликовала окончательный доклад о своем исследовании и различных методов выбора объектов на экране. Были даже волонтеры, которые участвовали в тестировании. Это происходило примерно так: программа показывала объекты в разных частях экрана и волонтеры пытались как можно быстрее кликнуть по ним разными устройствами. По результатам тестов первые компьютерные мыши однозначно превосходили все остальные приборы и были включены в качестве стандартного оборудования для дальнейших исследований.

Как выглядела первая компьютерная мышь?

Она была изготовлена из дерева и была первым устройством ввода, которое помещалось в руку пользователя. Зная принцип ее действия, вас уже не должно удивлять то, как выглядела первая компьютерная мышь. Под корпусом были два металлических диска-колесика, схема. Кнопка была только одна, и провод уходил под запястье человека, держащего прибор. Прототип собрал один из членов команды Д. Энгельбарта, его ассистент Уильям (Билл) Инглиш. Изначально он работал в другой лаборатории, но вскоре присоединился к проекту по созданию устройств ввода, разработал и воплотил в жизнь дизайн нового прибора.

Наклоняя и раскачивая мышь, можно быль нарисовать идеально ровные вертикальные и горизонтальные линии.

В 1967 году корпус стал пластиковым.

Откуда взялось название?

Достоверно никто не помнит, кто первый назвал этот прибор мышью. Ее тестировали 5-6 человек, возможно, что кто-то из них и озвучил сходство. Тем более что первая в мире компьютерная мышь была с проводом-хвостиком сзади.

Дальнейшие улучшения

Конечно, прототипы были далеки от идеала.

В 1968 в Сан-Франциско на компьютерной конференции Д. Энгельбарт представил усовершенствованные первые компьютерные мыши. Они имели три кнопки, помимо них клавиатура доукомплектовывалась приспособлением для левой руки.

Задумка была такова: правая рука работает с мышью, выделяя и активируя объекты. А левая с удобством вызывает нужные команды при помощи маленькой клавиатуры с пятью длинными клавишами, как у пианино. Тогда же стало ясно, что провод под рукой у оператора путается при использовании прибора, и что его нужно вывести на противоположную сторону. Конечно, приставка под левую руку не прижилась, но Дуглас Энгельбарт использовал ее на своих компьютерах до последних дней.

Продолжение работы над усовершенствованием

На дальнейших этапах развития мыши на сцену вышли другие ученые. Самое интересное, что Д. Энгельбарт никогда не получал отчислений со своего изобретения. Так как он запатентовал его как специалист Стэндфордского института, то правами на прибор распоряжался именно институт.

Итак, в 1972 году Билл Инглиш заменил колесики на трекбол, что позволило распознавать движение мыши в любом направлении. Поскольку он тогда работал в компании Xerox PARC, то эта новинка стала частью передовой по тем меркам системы Xerox Alto. Это был миникомпьютер с графическим интерфейсом. Поэтому многие ошибочно считают, что первые в компании Xerox.

Следующий виток развития произошел с мышью в 1983 году, когда в игру вступила компания Apple. Предприимчивый подсчитал стоимость массового производства прибора, которая составила примерно 300 долларов. Это было слишком дорого для обычного потребителя, поэтому было принято решение упростить конструкцию мыши и заменить три кнопки одной. Цена упала до 15 долларов. И хоть это решение до сих пор считают спорным, Apple не торопится менять свой культовый дизайн.

Первые компьютерные мыши были прямоугольной или квадратной формы, анатомический округлый дизайн появился лишь в 1991 г. Его представила компания Logitech. Помимо интересной формы новинка была беспроводной: связь с компьютером обеспечивалась при помощи радиоволн.

Первая оптическая мышь появилась в 1982. Ей для работы был необходим специальный коврик с напечатанной сеткой. И хоть шарик в трекболе быстро загрязнялся и доставлял неудобства тем, что его нужно было регулярно чистить, оптическая мышь до 1998 года была коммерчески невыгодной.

Что дальше?

Как вы уже знаете, «хвостатые» с трекболом уже практически не используются. Технологии, и эргономичность компьютерных мышек постоянно усовершенствуются. И даже сегодня, когда все более популярными становятся устройствам с тачскринами, их продажи не падают.

Рекомендуем почитать