Как работи компютърната мишка: видове и принцип на работа

За съвременния потребител на персонален компютър трудно е да си представим взаимодействие с него без компютърна мишка. Устройството е предназначено за изпълнение на най-основни задачи, то е малко, сравнително евтино и на пръв поглед незначително. Но също така мишката беше отговорна за най-голямата част от действията на потребителите.

Като входно устройство компютърната мишка се появява седем години преди компютъра и три години преди първия микропроцесор. Наречен MOUSE (предполага се, че това е акроним на Manually Operated User Signal Encoder), той е разработен от космическата агенция на САЩ за бързо и точно предаване на координати. Въпреки това устройството на инженерите според тях е най-доброто решение на проблема форма и размер която прилича на желязо, а не на мишка, не беше никак подходяща за поставената задача. Така че проектът е затворен, и в познатите на потребителите мишка удари на пазара в края на седемдесетте години, не като част от компютъра, и дете на мозъка на Apple, първият компютър с пълен графичен интерфейс. Оттук започва еволюцията на добре познатите на масите "гризачи".

Функция на мишката

Компютърната мишка е устройство за въвеждане на данни, което предава координати на компютъра, обработва ги от процесор, след което показва съответната позиция на курсора на екрана и взаимодейства с елементите на интерфейса чрез бутони за управление. Отваряне на файлове, превъртане на прозорци и уеб страници, извикване на контекстни менюта и избор на команди от тях, преместване и копиране - повечето от тези и други операции (освен писането, разбира се) се извършват от средния потребител на компютъра е направена точно с помощта на мишка.

Сортове

Съществуват два основни вида "електронни гризачи"механични и оптични. Поради технологичните различия съществуват варианти и на двете.

механични устройства

Компютърните мишки от тази група вече не се произвеждат поради несъвършенство на технологията и почти не се използват никъде другаде, тъй като са напълно заменени от по-модерни и практични аналози.

Първоначалната мишка е проектирана да гравитира чрез въртенето на две ортогонални колела (първата мишка), но широката публика запомни задвижването с топче, защото това беше типичната мишка, използвана до края на 90-те години.

Основата на механичната компютърна мишка е метална топка с гумена обвивка, която излиза извън долния корпус. Металът придава на мишката необходимата тежест, а гумата - захват. Вътре в корпуса топчето се придържа към две ролки, чиито движения се засичат от сензори и след това се преобразуват в електрически импулси. Първите механични компютърни мишки използваха контактни ролки като сензори, а в по-късните модели те бяха заменени със светлочувствителни оптични сензори, като ролките имат специални перфорирани дискове, които пропускат или спират светлината, идваща от източника.

Основният недостатък на мишките с топче е постоянната необходимост от почистване и поддръжка. Прах, боклуци, косми и кожа - топката се засмукваше в мишката и се задържаше в заграждението със свирепа редовност. Резултатът е, че ролките са покрити с пластове мръсотия (с дебелина до два-три милиметра), а самата топка разпределя тези отлагания равномерно по повърхността си, което влошава чувствителността и точността на мишката. Освен това беше доста трудно да се използва мишката без специална подложка за мишка, която подобряваше захвата на мишката и намаляваше (макар и не много) вероятността от замърсяване.

Оптични устройства

Този тип компютърни мишки се появяват от 80-те години на миналия век, но стават масови в края на 90-те години, когато на пазара се появяват роботизираните мишки на компанията "Хюлит Пакард" под марката "Microsoft".

Манипулаторите от първо поколение бяха доста различни от оптичните мишки, с които съвременният потребител е свикнал. Във вътрешността на устройството са инсталирани сензори под формата на оптична двойка: излъчващи и поглъщащи отразената от повърхността светлина, съответно. И точно върху тази повърхност трябваше да има специални технически чертежи, което правеше използването на мишка без подложка за мишка безполезно. И тъй като моделът за всеки сензор може да бъде различен, за съвместимост не можеше да става и дума. Освен това много потребители бяха отблъснати от доста високата цена на тези устройства.

Следващото поколение оптични устройства "гризачи" вече е лишен от недостатъците на предишните модели: сега специална видеокамера проследява движенията на мишката по повърхността, като непрекъснато я заснема и сравнява всеки кадър с предишния. Ярка светлина (при обикновените модели) в долната част на устройството - лупа ефективност на работа осветени камери. Използват се предимно червени светодиоди, но по-скъпите модели могат да имат различна подсветка. Не са необходими специални подложки: мишката може да се използва върху повечето повърхности (с изключение на стъкло, огледала и други подобни).

Схемата по-долу показва как работи компютърната мишка Defender: как светодиодът формира лъча, как той се отразява от повърхността и след това попада в светлинния капан.

Лазерни устройства

Един вид оптична мишка. Въпреки че принципите на работа са идентични, от класическа мишка "оптика" Лазерните мишки се различават само по инсталирането на инфрачервен лазерен диод. Светлината, излъчвана от диода, се фокусира от леща в микроточка, след което се отразява и улавя от свръхпрецизен и свръхчувствителен сензор. Този тип подсветка прави устройството много по-малко зависимо от вида на използваната повърхност, благодарение на по-прецизното фокусиране. Това се отразява във възможността за използване на лазерни мишки върху стъклени и огледални повърхности. Освен това производителите на такива устройства обещават по-добра прецизност на сензорите, което може значително да помогне на представителите на игралната индустрия (доста спорно твърдение, но по-скоро маркетингов трик).

Няма ярка подсветка, тъй като инфрачервената светлина не се възприема от човешкото око. По този начин проблемът с постоянната работа на светодиода на подсветката дори когато компютърът е изключен (за който съобщават много потребители на оптични мишки) не е често срещан при лазерните мишки.

Индукционни устройства

По-рядко срещана разновидност на компютърните мишки. Повечето от тези мишки не се различават от стандартните оптични мишки. Разликата най-често се състои в получаването на енергия: такива мишки обикновено се включват в графичните таблети и се захранват на принципа на електромагнитната индукция - чрез взаимодействието на излъчващи и приемащи индукционни намотки, разположени съответно в таблета и в корпуса на мишката.

Практическата стойност на такова устройство за средния потребител ще клони към нула, но графичните дизайнери, които често ценят всеки сантиметър пространство на масата, такова решение ще се хареса.

Жироскопични устройства

Жироскопът в много потребителски електронни устройства отдавна се е превърнал в норма. И ИТ индустрията не прави изключение, където не само смартфоните и таблетите са оборудвани с жироскопи, но и устройствата за виртуална реалност и компютърните мишки.

Специална характеристика на този гризач е способността му да работи не само в хоризонталната равнина (в този случай той работи като обикновена оптична мишка), но и в пространството. С помощта на същите сензорни показания, които се отчитат от компютъра, можете да движите курсора си по екрана, без да се налага да поставяте мишката върху твърда повърхност.

Тракболи

Самостоятелно устройство, оборудвано с топче, което има същата функция като класическата мишка с топче, но не е разположено отдолу, а отгоре или отстрани. Движението на курсора по екрана се извършва чрез движение на пръстите или дланта върху топка, ролките се отстраняват от високочувствителни оптични сензори, които според разработчиците свеждат до минимум отрицателните последици от замърсяването.

Тези контролери не се харесаха на повечето потребители (цената се оказа важен фактор), като основната област на приложение се ограничи до музика, медицина и военно дело. Най-известният производител на тези устройства е Logitech. Компютърните мишки и други роботизирани ръце на компанията са изключително популярни, но тя далеч не е последната дума по отношение на персонализираните контролери.

Жични и безжични устройства

Има разлика и във вида на захранването. Първият масово произвеждан получени устройства пет волта изключително от захранването на компютъра (независимо дали конекторът е PS/2 или USB) и следователно са свързани. От друга страна, безжичните манипулатори се захранват от собствени източници (батерии или акумулатори) и именно те са претърпели известни промени при въвеждането на безжичната технология в ИТ индустрията.

Инфрачервена комуникация

Първият опит за създаване на безжична връзка между компютър и манипулатор. Към компютъра е прикрепена специална предавателна кутия, а сигналът от нея се изпраща към приемно устройство на самата мишка. Тук оптичната комуникация има най-голям недостатък: тя изисква пряка видимост между приемника и предавателя, което често се затруднява от препятствия и мишки, движещи се под неприемлив ъгъл. Производството на такива устройства вече е преустановено.

Радио и Bluetooth

По същество и двата метода на предаване са идентични. Разликата се състои в използването на стандарти за комуникация: Bluetooth е стандартизиран протокол и всяка мишка, отговаряща на стандартите, няма проблем да се синхронизира с предавателя, докато стандартните безжични мишки изискват специален адаптер, включен към USB порт. Ако адаптерът се счупи или изгуби (а предвид малкия му размер това не е малко вероятно), мишката се превръща в безполезно парче пластмаса, тъй като няма да работи с друг адаптер (включително Bluetooth).