Что такое компьютерная мышь. Оптическая или лазерная: какую компьютерную мышь выбрать

Мышь воспринимает своё перемещение в рабочей плоскости (обычно - на участке поверхности стола) и передаёт эту информацию компьютеру. Программа, работающая на компьютере, в ответ на перемещение мыши производит на экране действие, отвечающее направлению и расстоянию этого перемещения. В разных интерфейсах (например, в оконных) с помощью мыши пользователь управляет специальным курсором - указателем - манипулятором элементами интерфейса. Иногда используется ввод команд мышью без участия видимых элементов интерфейса программы: при помощи анализа движений мыши. Такой способ получил название «жесты мышью » (англ. mouse gestures ).

В дополнение к датчику перемещения, мышь имеет одну и более кнопок, а также дополнительные детали управления (колёса прокрутки, потенциометры, джойстики, трекболы, клавиши и т. п.), действие которых обычно связывается с текущим положением курсора (или составляющих специфического интерфейса).

Составляющие управления мыши во многом являются воплощением замыслов аккордной клавиатуры . Мышь, изначально создаваемая в качестве дополнения к аккордной клавиатуре, фактически её заменила.

В некоторые мыши встраиваются дополнительные независимые устройства - часы, калькуляторы, телефоны.

История

9 декабря 1968 года компьютерная мышь была представлена на показе интерактивных устройств в Калифорнии . Патент на этот гаджет получил Дуглас Энгельбарт в 1970 году.

Первым компьютером, в набор которого включалась мышь, был мини-компьютер Xerox 8010 Star Information System (англ. ) , представленный в 1981 году. Мышь фирмы Xerox имела три кнопки и стоила 400 долларов США, что соответствует почти 1000 долларов в ценах 2012 года с учётом инфляции . В 1983 году фирма Apple выпустила свою собственную однокнопочную мышь для компьютера Lisa , стоимость которой удалось уменьшить до $25. Широкую известность мышь приобрела благодаря использованию в компьютерах Apple Macintosh и позднее в ОС Windows для IBM PC совместимых компьютеров.

В СССР манипулятор «Мышь» также называли манипулятором «Колобок» из-за вращающегося опорного шарика, собственно «Колобка» . Также выпускалась компьютерная мышь, называвшаяся «Манипулятор „Колобок“» в виде пластиковой полусферы с тяжёлым металлическим, не покрывавшимся тогда резиной, шаром.

Датчики перемещения

В процессе «эволюции» компьютерной мыши наибольшие изменения претерпели датчики перемещения.

Прямой привод

Изначальная конструкция датчика перемещения мыши, изобретённой Дуглас Энгельбартом в Стенфордском исследовательском институте в 1963 году , состояла из двух перпендикулярных колес, выступающих из корпуса устройства. При перемещении мыши колеса крутились каждое в своем измерении.

Такая конструкция имела много недостатков и довольно скоро была заменена на мышь с шаровым приводом.

Шаровой привод

В шаровом приводе движение мыши передается на выступающий из корпуса обрезиненный стальной шарик (его вес и резиновое покрытие обеспечивают хорошее сцепление с рабочей поверхностью). Два прижатых к шарику ролика снимают его движения по каждому из измерений и передают их на датчики угла поворота (инкрементальные энкодеры), преобразующие эти движения в электрические сигналы.

Основной недостаток шарового привода - загрязнение шарика и снимающих роликов, приводящее к заеданию мыши и необходимости в периодической её чистке (отчасти эта проблема сглаживалась путём металлизации роликов). Несмотря на недостатки, шаровой привод долгое время доминировал, успешно конкурируя с альтернативными схемами датчиков. В настоящее время шаровые мыши почти полностью вытеснены оптическими мышами второго поколения.

Существовало два варианта датчиков для шарового привода.

Контактный энкодер

Контактный датчик представляет собой текстолитовый диск с лучевидными металлическими дорожками и тремя контактами, прижатыми к нему. Такой датчик достался шаровой мыши «в наследство» от прямого привода.

Основными недостатками контактных датчиков является окисление контактов, быстрый износ и невысокая точность. Поэтому со временем все мыши перешли на бесконтактные оптопарные датчики.

Оптический энкодер

Оптический датчик состоит из двойной оптопары - светодиода и двух фотодиодов (обычно - инфракрасных) и диска с отверстиями или лучевидными прорезями, перекрывающего световой поток по мере вращения. При перемещении мыши диск вращается, и с фотодиодов снимается сигнал с частотой, соответствующей скорости перемещения мыши. Разница фаз засветки между двумя фотодиодами определяет направление вращения. Аналогичный сенсор стоит на колесике прокрутки.

Оптические мыши первого поколения

Оптические датчики призваны непосредственно отслеживать перемещение рабочей поверхности относительно мыши. Исключение механической составляющей обеспечивало более высокую надёжность и позволяло увеличить разрешающую способность детектора.

Первое поколение оптических датчиков было представлено различными схемами оптопарных датчиков с непрямой оптической связью - светоизлучающих и воспринимающих отражение от рабочей поверхности светочувствительных диодов. Такие датчики имели одно общее свойство - они требовали наличия на рабочей поверхности (мышином коврике) специальной штриховки (перпендикулярными или ромбовидными линиями). На некоторых ковриках эти штриховки выполнялись красками, невидимыми при обычном свете (такие коврики даже могли иметь рисунок).

Недостатками таких датчиков обычно называют:

• необходимость использования специального коврика и невозможность его замены другим. Кроме всего прочего, коврики разных оптических мышей часто не были взаимозаменяемыми и не выпускались отдельно;
• необходимость определённой ориентации мыши относительно коврика, в противном случае мышь работала неправильно;
• чувствительность мыши к загрязнению коврика (ведь он соприкасается с рукой пользователя) - датчик неуверенно воспринимал штриховку на загрязнённых местах коврика;
• высокую стоимость устройства.

Оптические мыши с матричным сенсором

Второе поколение оптических мышей имеет более сложное устройство. В нижней части мыши установлена специальная быстрая видеокамера. Она непрерывно делает снимки поверхности стола и, сравнивая их, определяет направление и величину смещения мышки. Специальная контрастная подсветка поверхности светодиодом или лазером облегчает работу камеры. Оптические мыши второго поколения имеют огромное преимущество перед первым: они не требуют специального коврика и работают практически на любых поверхностях, кроме зеркальных или прозрачных; даже на фторопласте (включая чёрный).

Практически единственным производителем сенсоров оптических мышек является компания Avago Technologies . Её сенсоры имеют разрешение от 16х16 до 40х40 пикселей при нескольких тысячах кадров в секунду. Специализированный цифровой сигнальный процессор для расчёта перемещений интегрирован на кристалл вместе с сенсором.

Предполагалось, что такие мыши будут работать на произвольной поверхности, однако вскоре выяснилось, что многие продаваемые модели (в особенности, первые широко продаваемые устройства) не так уж и безразличны к фактуре поверхности или рисункам на коврике. На некоторых участках рисунка графический процессор способен сильно ошибаться, что приводит к хаотичным движениям указателя, не отвечающих реальному перемещению. Для склонных к таким сбоям мышей необходимо подобрать коврик с иным рисунком. Особенности контрастной подсветки приводят к ошибкам мышки на гладких поверхностях типа зеркал.

Пыль и ворс на оптике сенсора также приводит к ошибкам движения или эффекту мелких движений в состоянии покоя, что проявляется дрожанием указателя на экране, иногда с тенденцией сползания в ту или иную сторону.

Датчики второго поколения постепенно совершенствуются и в настоящее время мыши, склонные к сбоям, встречаются гораздо реже. Кроме совершенствования датчиков, некоторые модели оборудуются двумя датчиками перемещения сразу, что позволяет, анализируя изменения сразу на двух участках поверхности, исключать возможные ошибки. Такие мыши иногда способны работать на стеклянных, оргстеклянных и зеркальных поверхностях (на которых не работают другие мыши).

Также выпускаются коврики для мышей, специально ориентированные на оптические мыши. Например, коврик, имеющий на поверхности силиконовую плёнку с взвесью блёсток (предполагается, что оптический сенсор гораздо чётче определяет перемещения по такой поверхности).

Также к недостаткам оптических мышей некоторые люди относят свечение таких мышей даже при выключенном компьютере. Поскольку большинство недорогих оптических мышей имеют полупрозрачный корпус, он пропускает красный свет светодиодов, который мешает уснуть в случае, если компьютер находится в спальне. Это происходит, если напряжение на порты PS/2 и USB подаётся от линии дежурного напряжения; большинство материнских плат позволяют изменить это перемычкой +5V <-> +5VSB, но в этом случае не будет возможности включать компьютер с клавиатуры. Для устранения этой проблемы можно также купить мышку с инфракрасным светодиодом подсветки.

Оптические лазерные мыши

В последние годы была разработана новая, более совершенная разновидность оптического датчика, использующего для подсветки полупроводниковый лазер .

О недостатках таких датчиков пока известно мало, но известно об их преимуществах:

Индукционные мыши

Индукционные мыши используют специальный коврик, работающий по принципу графического планшета или собственно входят в комплект графического планшета. Некоторые планшеты имеют в своем составе манипулятор, похожий на мышь со стеклянным перекрестием, работающий по тому же принципу, однако немного отличающийся реализацией, что позволяет достичь повышенной точности позиционирования за счёт увеличения диаметра чувствительной катушки и вынесения её из устройства в зону видимости пользователя.

Индукционные мыши имеют хорошую точность, и их не нужно правильно ориентировать. Индукционная мышь может быть «беспроводной» (к компьютеру подключается планшет, на котором она работает), и иметь индукционное же питание, следовательно, не требовать аккумуляторов, как обычные беспроводные мыши.

Мышь в комплекте графического планшета позволит сэкономить немного места на столе (при условии, что на нём постоянно находится планшет).

Индукционные мыши редки, дороги и не всегда удобны. Мышь для графического планшета практически невозможно поменять на другую (например, больше подходящую по руке, и т. п.).

Гироскопические мыши

Кроме вертикальной и горизонтальной прокрутки, джойстики мыши могут быть использованы для альтернативного перемещения указателя или регулировок, аналогично колёсам.

Трекболы

Трекбол меньше подходит для шутеров из-за надобности активно вращать колесо, но неплохо справляется в стратегиях ; однако основное назначение данного устройства - работа с прикладными приложениями. Для игр подходят трекболы с настраиваемой акселерацией, увеличивающей скорость на больших отрезках прокрутки.

У трекболов имеется и весьма весомый недостаток - шар и его углубление часто приходится протирать от пота, пыли и жира. Частичным решением проблемы мог бы стать электромагнитный трекбол, но ни одна компания пока не предложила такой манипулятор широкой публике.

Сенсорные полоски и панели

Сенсорные полоски и панели (тачпад) - элементы, определяющие перемещение пальца по поверхности. Полоски определяют движение в одном измерении (как колёса), панели - в двух (как трекболы).

Сенсорные полоски и панели выполняют те же функции, что колеса с трекболами, но не имеют движущихся частей.

Гибридные элементы управления

Гибридные элементы управления объединяют в себе несколько принципов.

Колёса, джойстики и трекболы могут включать в себя кнопку, срабатывающую при прямом нажатии на элемент управления. Так, стандартное колесо прокрутки одновременно является средней кнопкой мыши.

Колесо может иметь элементы джойстика - свободу наклона по оси вращения. Таково качающееся колесо прокрутки (наклон колеса служит для горизонтальной прокрутки), оно одновременно является колесом, джойстиком и кнопкой.

Интерфейсы подключения

Самые первые мыши (шарикового типа) не имели внутри себя ничего, кроме датчиков и кнопок, и подключались к компьютеру с помощью своего адаптера (шинные мыши англ. bus mouse ) с шиной ISA , в котором и обрабатывались сигналы с датчиков.

Позднее, с развитием миниатюризации электронных компонентов, мыши стали подключаться к компьютерам x86 через последовательный коммуникационный интерфейс RS-232 (последовательные мыши) с разъёмом DB25F и, позднее, DB9F. В 1990-х годах большинство выпускавшихся мышей уже имели последовательное подключение. Последовательная мышь питалась от линии DTR («готовность компьютера») разъёма RS-232 .

Основная часть современных мышей имеет интерфейс USB, иногда - с адаптером для PS/2. Фирма Apple для своих компьютеров в настоящее время поставляет мыши только с интерфейсом Bluetooth, хотя возможно использование и мышей USB.

Беспроводные мыши

Сигнальный провод мыши иногда рассматривается как мешающий и ограничивающий фактор. Этого фактора лишены беспроводные мыши . Однако беспроводные мыши имеют серьёзную проблему - вместе с сигнальным кабелем они теряют стационарное питание и вынуждены иметь автономное, от аккумуляторов или батарей, которые требуют подзарядки или замены, а также увеличивают вес устройства.

Аккумуляторы беспроводной мыши могут подзаряжаться как вне мыши, так и внутри неё (точно так же, как аккумуляторы в мобильных телефонах). В последнем случае мышь должна периодически подсоединяться к стационарному питанию через кабель, док-станцию или площадку для индукционного питания.

Оптическое соединение

Первыми попытками было внедрение инфракрасной связи между мышью и специальным приёмным устройством, которое, в свою очередь, подключалось к порту компьютера.

Оптическая связь на практике проявила крупный недостаток: любое препятствие между мышью и датчиком мешало работе.

Радиосвязь

Радиосвязь между мышью и приёмным устройством, подключённым к компьютеру, позволила избавиться от недостатков инфракрасной связи и вытеснила её.

Можно выделить три поколения беспроводных мышей. Первое поколение использовало частотные диапазоны, предназначенные для радиоуправляемых игрушек (27 МГц). Они имели низкую частоту опроса (типично 20-50 Гц), неустойчивую связь, взаимное влияние при близком расположении. Такие мышки имели курьёзную проблему: поскольку радиус действия этих мышей составлял несколько метров, а организации, как правило, закупали однотипную технику партиями, бывали случаи, когда курсором на экране компьютера управляла мышь, расположенная даже на соседнем этаже. Такие мыши, как правило, имеют переключатель, позволяющий выбрать один из двух радиочастотных каналов, в большинстве случаев переход на другой канал снимал проблемы. В настоящее время мышки первого поколения уже не производятся.

Второе поколение радиомышей использовало свободный частотный диапазон 2,45 ГГц и строилось на базе высокоинтегрированных скоростных радиоканалов. В таких решениях удалось полностью избавиться от «детских болезней» первого поколения. Основным недостатком считается необходимость в специальном USB-донгле , в котором находится приёмник мышки. Такой донгл занимает USB-слот на компьютере. Потеря донгла делает мышку «мёртвым» железом из-за несовместимости методов радиосвязи разных производителей. Мышки второго поколения - наиболее массовые в настоящее время.

Третье поколение радиомышек использует стандартные радиоинтерфейсы. Как правило, это Bluetooth или (гораздо реже) другие стандартные радиоинтерфейсы персональных сетей . Мышки с Bluetooth не нуждаются в специальном донгле, так как современные компьютеры оснащаются этим интерфейсом. Другое достоинство Bluetooth-мышек - не требуется специальных драйверов. Недостаток Bluetooth - высокая цена и большее энергопотребление.

Индукционные мыши

Индукционные мыши чаще всего имеют индукционное питание от специальной рабочей площадки («коврика») или графического планшета. Но такие мыши являются беспроводными лишь отчасти - планшет или площадка всё равно подключаются кабелем. Таким образом, кабель не мешает двигать мышью, но и не позволяет работать на расстоянии от компьютера, как с обычной беспроводной мышью.

Дополнительные функции

С конца XX века всё бо́льшую силу набирают производство аксессуаров специально для любителей компьютерных игр. Эта тенденция не обошла стороной и компьютерные мыши. От своих обычных офисных собратьев этот подвид отличается большей чувствительностью (до 12000 dpi у Logitech G502), наличием дополнительных, индивидуально настраиваемых кнопок, нескользящей внешней поверхностью, а также дизайном. В геймерских мышах высшего класса настраивается развесовка - это нужно для того, чтобы все ножки мыши были равномерно загружены (так мышь более плавно скользит).

Как и всякий элемент компьютера, мышь стала объектом для моддинга .

Некоторые производители мышей добавляют в мышь функции оповещения о каких-либо событиях, происходящих в компьютере. В частности, Genius и Logitech выпускают модели, оповещающие о наличии непрочитанных электронных писем в почтовом ящике свечением светодиода или воспроизведением музыки через встроенный в мышь динамик.

Известны случаи помещения внутрь корпуса мыши вентилятора для охлаждения во время работы руки пользователя потоком воздуха через специальные отверстия. Некоторые модели мышей, предназначенные для любителей компьютерных игр, имеют встроенные в корпус мыши маленькие эксцентрики, которые обеспечивают ощущение вибрации при выстреле в компьютерных играх. Примерами таких моделей является линейка мышей Logitech iFeel Mouse.

Кроме того, существуют мини-мыши, созданные для владельцев ноутбуков, имеющие малые габариты и массу.

Некоторые беспроводные мыши имеют возможность работы как пульта ДУ (например, Logitech MediaPlay). Они имеют немного изменённую форму для работы не только на столе, но и при удержании в руке.

В Японии разработали мышь, которая может определить уровень стресса. Устройство оснащено специальными измерителями пульса и потливости ладоней, а также датчиками микроклимата окружающей среды .

Достоинства и недостатки

Достоинства

Мышь стала основным координатным устройством ввода из-за следующих особенностей:

• Очень низкая цена по сравнению с остальными устройствами наподобие сенсорных экранов;
• Мышь пригодна для длительной работы. В первые годы мультимедиа кинорежиссёры любили показывать компьютеры «будущего» с сенсорным интерфейсом, но на поверку такой способ ввода довольно утомителен, так как руки приходится держать на весу;
• Высокая точность позиционирования курсора. Мышью (за исключением некоторых «неудачных» моделей) легко попасть в нужный пиксель экрана;
• Мышь позволяет множество разных манипуляций - двойные и тройные щелчки, перетаскивания , жесты , нажатие одной кнопки во время перетаскивания другой и т. д. Поэтому в одной руке можно сконцентрировать большое количество органов управления - многокнопочные мыши позволяют управлять, например, браузером вообще без привлечения клавиатуры.

• Предполагаемая опасность синдрома запястного канала [ ] ;
• Для работы требуется ровная гладкая поверхность достаточных размеров (за исключением разве что гироскопических мышей);
• Неустойчивость к вибрациям. По этой причине мышь практически не применяется в военных устройствах. Трекбол требует меньше места для работы и не требует перемещать руку, не может потеряться, имеет большую стойкость к внешним воздействиям, более надёжен.

Способы хвата мыши

Благодаря этой особенности один стандартный драйвер, входящий в поставку ОС, и даже BIOS компьютера могут работать практически с любой мышью. Дополнительное ПО нужно лишь для поддержания специфичных возможностей изделия. Дополнительные возможности нестандартны и имеют ограниченную программную поддержку.

• Для Windows к такой мыши прилагается программа привязки нестандартных компонентов мыши к событиям в ОС .
• В дистрибутивах Linux доступна программа btnx , связывающая (переназначающая) манипуляции с мышью (в том числе и стандартные) с заданной пользователем комбинацией клавиш.

В это уроке я расскажу про виды компьютерных мышей. Мы рассмотрим шариковые, оптические и лазерные мышки.

Виды компьтерных мышей

Компьютерная мышь - это устройство, с помощью которого можно выбирать какие-либо объекты на экране компьютера и управлять ими.

По способу подключения бывают проводными и беспроводными. Друг от друга отличаются прежде всего по принципу работы. Наиболее часто встречаются следующие виды:

• Шариковые;
• Оптические;
• Лазерные.

Остановимся на каждом виде подробнее.

Шариковая

Устаревший и наиболее дешевый вариант - достаточно большого размера, с прорезиненым шариком, чуть выступающим из основания.

Своим вращением он задает определенное направление двум роликам внутри, а те передают их на специальные датчики, которые и «превращают» движение мышки в перемещение курсора на мониторе.

Но есть один минус: если шарик загрязняется, мышка начинает заедать. Периодическая чистка просто необходима для нормальной работы. Кроме того, такая мышь требует определенной поверхности, ведь точность работы зависит от сцепления устройства с ней.

Оптическая

Оптическая компьютерная мышь не имеет вращающихся элементов - принцип ее работы качественно отличается от предыдущего варианта.

Ее конструкция представляет собой маленькую камеру, которая делает до тысячи снимков в секунду. При перемещении камера фотографирует рабочую поверхность, освещая ее. Процессор обрабатывает эти «снимки» и отправляет сигнал в компьютер - курсор перемещается.

Такое устройство может работать практически на любой поверхности, кроме зеркальной, и в чистке не нуждается. Кроме того, такая мышка миниатюрнее и легче шариковой.

Недостатком оптических мышек является их свечение при выключенном компьютере . Но это проблема решаемая: компьютер нужно просто отключать от линии напряжения.

Кстати, во многих современных моделях этот вопрос и вовсе легко решается: на самой мышке есть специальная кнопка, отключающая устройство.

Лазерная

Лазерная мышь - это усовершенствованный вариант оптической. Принцип работы такой же, только для подсветки используется не светодиод, а лазер.

Такая доработка сделала устройство практически идеальным: мышь работает на любой поверхности (в том числе на стеклянной и зеркальной), она более надежна, экономична и точна - движения курсора максимально соответствуют реальному перемещению.

Кроме того, даже при включенном компьютере она вряд ли будет мешать спать по ночам - лазерная подсветка очень слабенькая.

Проводные и беспроводные

Проводные мышки подключаются к компьютеру при помощи специального кабеля (провода).

Беспроводные же не имеют «хвоста» - они передают сигнал на компьютер через радиоволны или через Bluetooth. Подключаются при помощи специального маленького приемника (по виду очень похожего на флешку), который вставляется в USB разъем.

Из недостатков следует отметить, что все беспроводные из-за отсутствия кабеля лишены стационарного питания. Поэтому их нужно подзаряжать отдельно - от батарей и аккумуляторов.

Кроме того, «бесхвостые» могут иметь сбои в работе из-за не всегда устойчивого соединения. Ну, и нельзя не отметить, что по цене они могут значительно превосходить «хвостатых».

Кнопки компьютерной мыши

Кнопки - главные элементы управления. Именно с их помощью пользователь совершает основные действия: открывает объекты, выделяет, перемещает и так далее. Их количество в современных моделях может колебаться, но для работы достаточно всего двух кнопок и колеса прокрутки.

Именно такой вариант компьютерной мыши - две кнопки и колесико - сегодня наиболее распространен.

На заметку . Часто встречаются мышки, где есть маленькая кнопочка возле колесика. Ее функция – это двойное нажатие левой кнопкой.

Некоторые современные мыши имеют дополнительную кнопку сбоку, под большим пальцем. Ее можно запрограммировать для выполнения каких-либо действий: скажем, на открытие определенной программы .

Поклонники компьютерных игр относятся к ней с уважением: она позволяет запрограммировать выбор оружия, что обеспечивает существенную экономию времени в игре.

Производители постоянно выдумывают что-то новое, добавляя разные кнопки, но ощутимой пользы это не приносит - большинство пользователей их все равно игнорируют.

Правда, есть отдельные «нестандартные» модели, которые с удовольствием используются узкими специалистами и геймерами. Например, мышь-трекбол (с двухмерным колесом прокрутки) или мини-джойстик (аналог игрового джойстика).

Современные мышки

Обычная двухкнопочная мышь обладает всеми необходимыми качествами: позволяет совершать множество манипуляций (щелчки, перетаскивания и прочие жесты), легко попадает в нужный пиксель монитора, пригодна для длительной работы и стоит сравнительно недорого.

Производители постоянно обновляют дизайн, стремясь сделать его более эргономичным, то есть максимально удобным для хвата. Так что подобрать оптимальную модель - и по техническим характеристикам, и по степени комфорта - сегодня может пользователь с любым уровнем запросов.

Несколько лет назад Apple представила сенсорную мышь . В ней нет кнопок - управление осуществляется при помощи жестов.

Еще одна новейшая разработка - так называемая гироскопическая мышь . Она распознает движение не только на поверхности, но и в воздухе - управлять ею можно размахивая кистью.

Правда, такая инновация далека от совершенства: рука при управлении ею быстро устает.

9 декабря считается днем рождения компьютерной мыши - именно в этот день почти 50 лет назад, в 1968 году, на конференции по интерактивным устройствам в Сан Франциско Дуглас Энгельбарт представил публике компьютерную мышь. И все это время такой манипулятор был и остается самым массовым: даже сейчас, во времена повального распространения тачпадов, сенсорных экранов и голосовых помощников, мышка зачастую является неотъемлемой частью ПК и ноутбуков. Причин на то, в общем-то, хватает: тут и удобство использования (не нужно запоминать всякие жесты 3-4 пальцами; самое сложное, что нужно знать - двойной клик), и максимальная точность (при желании можно попасть в нужный пиксель монитора - сделать это на тачпаде и тем более на сенсорном экране - из разряда фантастики). В итоге мышь и не думает умирать - и хотя со временем потерялся ее хвост, она, как и VGA с 3.5 мм аудио разъемом, будут существовать еще долго (хотя достаточно компаний хотят их убрать с рынка). Но давайте все же начнем с самого начала - с истории создания первой мыши.

История появления компьютерной мыши

В 1961 году Энгельбарт, сидя на конференции по компьютерной графике (да, для суперкомпьютеров графика появилась на десятилетия раньше, чем для персональных компьютеров), задумался - а как можно удобно управлять графическими элементами на мониторе? Без графики (при текстовом выводе информации) клавиатуры хватало заглаза, но вот управлять элементами, разбросанными по всему экрану, с нее не очень-то удобно (хотя, в принципе, возможно даже сейчас - та же Windows 10 вполне сносно, но очень медленно, управляется только с клавиатуры). Идея, пришедшая ему в голову, была крайне простой: по сути любой дисплей представляет из себя двумерный массив пикселей, каждый из которых имеет свою координату на двух перпендикулярных осях (назовем их X и Y). На экране можно иметь метку-курсор, которая позволяет работать с объектом, находящимся на экране под ним. Но вот как управлять курсором? Да очень просто - мы сделаем два диска, каждый их которых будет отвечать за движение по каждой из осей. Снимать данные с каждого диска нетрудно (значение числа Pi можно округлить, тут это не особо важно), и в результате из двух колесиков и нескольких палочек с простейшим микропроцессором можно получить устройство, которое фигурирует в патенте как «Индикатор положения XY для системы с дисплеем». Сама заявка на патент была подана в 1967 году, а сам патент был получен только в 1970ом.

Представленная в 1968 году мышь выглядела так:


С виду что-то отдаленно напоминающее современную мышку, правда тут было три кнопки и весила она как утюг. Но в те времена такое устройство не прижилось: во-первых, дабы не хромала точность, контроллер в мыши должен был обсчитывать движения хотя бы с десяток раз в секунду - в противном случае можно было легко промазать мимо кнопки (для сравнения, современные мыши имеют частоту опроса 125-1000 Гц, то есть 125-1000 раз в секунду). Но тут уже сдавался сам чип в мыши: напомню, что это был конец 60ых, и частоты микропроцессоров был даже не мегагерцы, а десятки или сотни килогерц. В итоге было решено пойти на хитрость: очевидно, что нам нужно раз в 100 мс получать данные о том, как сильно прокрутилось то или иное колесико. При этом начальная точка каждого движения по умолчанию является конечной точкой предыдущего. Тогда зачем нагружать контроллер вычислениями типа (координата конца) - (координата начала), если можно каждый раз обнулять начальную координату? В таком случае нам остается всего-то передвинуть курсор на экране на то количество пикселей, которое соответствует координате конца движения, а такие данные обсчитать контроллер мыши уже без проблем мог. Ну а самую первую координату после старта системы стали брать в центре экрана - именно поэтому даже сейчас после загрузки системы курсор мыши находится в центре дисплея.

Однако основная проблема энгельбартовской мыши была даже не в этом: колесики могли крутиться строго по горизонтали или вертикали, поэтому вы могли перемещаться по дисплею или вертикально, или горизонтально - никаких движений по диагонали не было. В итоге такая мышь, конечно, позволяла быстрее перемещаться по элементам на дисплее, чем клавиатура, но до удобной работы было еще далеко.

Исправить этот досадный недостаток смог Билл Инглиш, причем всего через 2 года после получения патента Энгельбартом - в 1972 году. Он, к слову, был ассистентом Энгельбарта, и предлагал ему воспользоваться шаровым приводом, который военные использовали еще с 1952 года: он представлял собой обычный шар для боулинга, прикрепленный к сложной аппаратной системе, и вращение шара вызывало смещение курсора на экране. Разумеется, тут не было никаких проблем с перемещением курсора по диагонали, но Энгельбарт признал такой способ неэффективным.

В итоге Инглиш, раздосадованный таким решением своего начальника, перешел работать в Xerox, где в 1972 году представил рабочую мышь с шаровым приводом. Решив, что управлять шаром напрямую неудобно, он расположил его внутри мышки, и два ролика снимают его вращение по обеим осям. Для определения угла поворота каждого ролика изначально использовался контактный энкодер (как и в военной схеме 1952 года) - это был диск с нанесенными на нем на равных расстояниях металлическими дорожками и тремя контактами, прижатыми к нему. При вращении ролика вращался диск, и контакт то пропадал, то появлялся - это позволяло отследить, в какую сторону и как сильно вращается ролик:


Основная проблема - передвижение только по двумя осям - была решена, зато появилась масса других. Во-первых, шарик катался по столу и быстро собирал грязь и пыль, что приводило к загрязнению и заеданию роликов. Во-вторых, контакты на энкодерах быстро окислялись и истирались, что опять же ухудшало точность. Ну а самыми основными проблемами была стоимость и то, что графических интерфейсов тогда как бы и не было, так что изобретение использовали лишь внутри компании, а в продажу первый ПК с мышью вышел лишь в 1981 году (это был Xerox 8010), причем мышь там стоила 400 долларов (больше 1000 долларов по текущему курсу). Разумеется, за такую цену манипулятор провалился - люди привыкли работать только с клавиатурой и не видели смысла в графических интерфейсах, особенно если для них нужен манипулятор с ценой, сравнимой со стоимостью всего ПК целиком.

Однако Стиву Джобсу этот манипулятор очень понравился, и в 1983 году Apple представляет мышь для своего компьютера Lisa. Отлично понимая, что даже за 100 долларов сей продукт провалится, инженеры в Apple сделали действительно невозможное: цена была уменьшена аж до 25 долларов! При этом, увы, пришлось пожертвовать кнопками - она осталась только одна (и это кстати до сих пор у Apple так). Продукт оказался удачным, и, вкупе с все большим распространением графических интерфейсов, мыши тоже стали развиваться и изменяться - так что об этом и поговорим.

Шаровой привод с оптическим энкодером

Итак, мировое сообщество решило, что мышь таки нужна. Но мышь Инглиша имела достаточно много проблем, о которых я писал выше. То, что загрязнялся шарик, особой проблемой не было - его можно было легко достать, почистить и забрать себе. А вот то, что со временем выходил из строя контактный энкодер, было существенной проблемой - ведь его просто так не заменишь, это был самый основной элемент мыши. В итоге решено было применить оптический энкодер. Суть его состоит в том, что теперь на диске были не контакты, а прорези, и напротив них были фотодиоды. Соответственно при вращении свет или проходил в прорези, или не проходил, что опять же позволяло оценить, в какую сторону и насколько повернулся ролик:


Так как трения теперь не было, то и проблема с истиранием и окислением контактов ушла, и мышь в таком виде существовала как минимум до начала нулевых (а кое-где используется и до сих пор).

Оптические мыши первого поколения

Многие думают, что оптические мыши - изобретение уже 21 века. На самом деле они всего на 10 лет старше мыши Инглиша - первая такая мышь появилась в 1982 году, но особого распространения не получила: проблема была в том, что для ее работы требовался специальный коврик с нанесенной на ней сеткой - именно от нее отражался свет от диода и принимался датчиком на мыши, ну а отследить перемещение по сетке особого труда не составляло. Вторая проблема была в большой стоимости - в разы выше, чем у шариковых мышей, которые к тому же еще и работали почти с любой поверхностью. Однако и плюсов у оптических мышек хватало: во-первых, это повышенная точность: если в случае с энкодерами было множество передач импульса (стол - колесо - ролик - энкодер), что достаточно сильно снижало точность и уменьшало максимальную скорость передвижения манипулятора, и в итоге если попасть по крестику или ссылку особого труда не составляло, то вот более точные (или быстрые) действия были затруднены, то в случае с оптическими мышками точность была уже на уровне пары пикселей, что позволяло более удобно работать с графикой. Ну и к тому же оптические мыши были все же более надежными - ничего чистить не надо, да и шансов поломки было меньше, так как нет механических элементов.

Оптические мыши с матричным сенсором

Вот мы и подобрались к современности: если вы пойдете в любой магазин электроники, то в дешевом сегменте вы встретите скорее всего именно такие мыши (их от лазерных отличает видимая подсветка сенсора, но об этом ниже). Как же такие мыши работают? Да очень просто: в мыши установлена сверхбыстрая видеокамера, способная делать сотни и тысячи снимков в секунду, и микроконтроллер, сравнивая их, определяет направление и величину смещения мыши. Для упрощения работы камеры используется контрастная подсветка - обычно красная. Основной плюс в сравнении с первым поколением оптических мышей - не нужен специальный коврик, такая мышь в теории работает на любой, даже стеклянной, поверхности (хотя, конечно, максимальная точность достигается все же на ковриках).

Лазерная мышь

Ну и самыми современными и дорогими являются лазерные мыши. Их принцип действия схож с оптическими - все также есть сверхбыстрая видеокамера, однако для подсветки поверхности используется уже не светодиод, а полупроводниковый лазер, а сенсор настроен на улавливание только его длины волны:


Это позволяет добиться еще большей точности - до нескольких тысяч dpi. В общем-то, для обычных пользователей такие мыши не нужны, а вот геймеры их оценили, ибо они позволяют «стрелять в пиксель».

Индукционная мышь

Еще один тип мышей, который можно назвать псевдобеспроводными: они не требуют физического подключения к ПК, и, в отличии от обычных беспроводных мышей, не требуют еще и аккумуляторов - однако, для их работы обязателен специальный коврик, а сама мышь питается засчет индукции (внутри мыши есть катушка, и под действием переменного магнитного поля от коврика на этой катушке появляется электрический ток). Плюсы таких мышек очевидны - вы получаете и беспроводную мышь, и отсутствие проблем при разрядке аккумулятора или батареек. С другой стороны, работать вы сможете только на коврике, что тоже не всем удобно.

Гироскопические мыши

В общем-то, тут и так понятно - в данном случае манипулятор достаточно далек от обычных мышей, и имеет внутри себя гироскоп, который позволяет устройству ориентироваться в трехмерном пространстве. Для работы в системе, где все плоское, он, в общем-то бесполезен, зато при 3D-моделировании или играх позволяет управляться с объектами в пространстве без привлечения клавиатуры.

Эргономические мыши

Где-то с 90ых годов мыши особо не менялись по внешнему виду - это небольшие прямоугольные или овальные бруски с утолщением в центре, на верхнем крае расположены 1-2 кнопки и колесико - в общем-то, я мог этого не писать, и так все знают, как выглядят мыши. Однако не так давно стали появляться мыши, выглядящие как что угодно, но не как мышь - эдакие пирамидки с кнопками сбоку:

В чем их смысл? В том, что такой хват более удобен и привычен человеческой руке, что может позволить избежать для некоторых людей болей в кисти при длительном использовании мыши, ну и повысить точность. На деле, разумеется, все индивидуально, но попробовать стоить каждому - возможно, что именно вам такая нетрадиционная мышь понравится.

Ну а на этом, в общем-то, все по истории и устройству компьютерных мышей: удивительно, но за 50 лет человечество так и не придумало ничего более удобного и простого. Возможно, что все изменится в будущем, ну а пока что можете погладить своего хвостатого (или бесхвостого) зверька на столе и поздравить его с 49-летием.