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鼠标发展史 发表评论(0) 编辑词条

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鼠标发展史编辑本段回目录

  鼠标是人们最常用的外设之一,鼠标的发展其实和CPU的历程是差不多的,但是,人们对鼠标的关注远不及CPU,对鼠标的了解还是很一般的。有这篇文章里,笔者花了不少时间,集鼠标用、买于一身,让大家彻底了解鼠标,用好鼠标、买好鼠标!

  鼠标的发明

  鼠标是1964年由Douglas Engelbart(如图01)发明的,当时Douglas Engelbart在斯坦福研究所(SRI)工作,该研究所是斯坦福大学赞助的一个机构,Douglas Engelbart很早就在考虑如何使电脑的操作更加简便,用什么手段来取代由键盘输入的繁琐指令。


图01

  60年代初,他在参加一个会议时随手掏出了随身携带的笔记本(可不是笔记本电脑哦),画出了一种在底部使用两个互相垂直的轮子来跟踪动作的装置草图,这就是鼠标的雏型。到了1964年,Douglas Engelbart再次对这种装置的构思进行完善,动手制作出了第一个成品。因此Douglas Engelbart也被称为“鼠标之父”。

  当时还没有“鼠标”的名称,这个新型装置是一个小木头盒子,里面有两个滚轮,但只有一个按钮。它的工作原理是由滚轮带动轴旋转,并使变阻器改变阻值,阻值的变化就产生了位移讯号,经电脑处理后屏幕上指示位置的光标就可以移动了(如图02所示)。


图02

  由于该装置像老鼠一样拖着一条长长的连线(象老鼠的尾巴),因此,Douglas Engelbart和他的同事在实验室里把它戏称为“Mouse”,他当时也曾想到将来鼠标有可能会被广泛应用,所以在申请专利时起名叫“显示系统X-Y位置指示器”,只是人们觉得“Mouse”这个名字更加让人感到亲切,于是就有了“鼠标”的称呼。

  鼠标的普及历程

  鼠标被发明之后,首先于1973年被Xerox公司应用到经过改进的Alto电脑系统中(如图03所示),但是遗憾的是,当时这些系统都是实验用的,完全被用于研究工作,并没有向大众推广,所以鼠标一直都默默无闻。


图03

  1979年,Apple公司创始人Steve Jobs被邀请观看Alto以及执行在该系统上的软件。Steve Jobs被自己所看到的电脑技术所震撼,他意识到这些技术代表了电脑未来的发展潮流。这些技术就包括使用鼠标作为指点输入设备和操作系统使用的GUI(Graphics User Interface,图形用户界面)。Apple公司立即将这些功能加入自己的系统中,准备开发新型的家用电脑,并且高薪挖到了十几位Xerox公司的技术人员。

  1981年,Xerox公司推出了使用鼠标,并应用GUI操作系统的Star 8010电脑(如图04所示),这是大众首次了解鼠标,可惜由于这种电脑价格过于昂贵,销量很小。尽管如此,鼠标已经引起了不少人的注意,并开始为人们所掌握。


图04

  1983年,Apple公司正式推出LISA电脑(如图05所示),这是Apple公司自己的第一台使用鼠标的电脑,进一步把鼠标介绍给了广大用户,让用户认识到了鼠标的作用。


图05

  1984年,LISA的升级产品--Macintosh问世(如图06所示),这是Apple公司的一个里程碑,也是电脑发展史上的一个里程碑,它为Apple公司带来丰厚收入的同时,也让鼠标走进了前家万户。之后,由于OS/2,Windows系统的广泛使用更进一步推广了鼠标和GUI的应用,使得鼠标逐渐流行起来,并最终成为了电脑的标准配置,从此,每台电脑旁边都有了一个忠实的伴侣,那就是“Mouse”--鼠标。


图6

  鼠标的分类

  如果按照结构来分的话,鼠标可以分为机械鼠标、光电鼠标,如果按照与电脑的连接方式来分的话有串口鼠标、PS/2鼠标和USB鼠标。

  (1)机械鼠标和光电鼠标

  机械鼠标在出现之初,是通过滑动电位器来判断它的移动方向,所以它的灵敏度低、磨损大。但是随着技术的进步,机械鼠标吸收了光电鼠标的一些设计,由纯机械式结构发展成为了光学机械式鼠标(如图07所示),光学机械式鼠标采用了与纯机械式鼠标不同的编码器,并使用了一个滚球靠在两个转轴上的结构。经过多年的发展,光学机械式鼠标成为了目前技术最为成熟的一种鼠标,结构简单、成本低廉,到现在仍然是市场上的主流。


图7

  光电鼠标是1981年由Dick Lyon和Steve Kirsch发明的,这种没有滚球的鼠标采用光学定位,最初的光电必须和特殊额垫板配合才能使用,造成诸多不便。随着技术的进步,光电鼠标(如图08所示)最终抛弃了垫板,工作的时候通过发送一束红色的光线照射到桌面上,然后通过桌面不同颜色或凹凸点的运动和反射来判断鼠标的运动。光电鼠标的精度相对来说要高一些,再加上重量轻,不用定期清洁鼠标,因此以前常用于需要精确定位的设计领域。目前随着成本的降低,也逐渐推广开来。


图8

  (2)串口鼠标、PS/2鼠标和USB鼠标

  早期的鼠标并不是电脑的标准配置,因此和现在的鼠标有很大的不同,除了必须外装电源之外,还要安装特殊的适配卡,使用起来很不方便。后来出现了一种转接盒,通过它可以把鼠标连接到Parallel接口上。Parallel接口成为了鼠标与电脑连接的第一种接口。

  随着鼠标被广泛使用,在加上技术的发展,COM接口(串口)成了鼠标使用的第二种接口(如图09所示),与其它设备一样,鼠标也是使用9针连接接口(DB-9)。由于电脑的COM口本来就少,还要连接其它设备,所以很容易造成资源占用的问题。


图9

  目前广泛使用的鼠标都是使用的PS/2鼠标(如图10所示),这种接口是IBM公司于1987年在PS/2系统上推出的,这也是被称为PS/2鼠标的来由。虽然PS/2系统最终没能得到市场的认可,但是其中的一些优秀设计还是被保留下来,比如它的PS/2鼠标接口,现在已经成了ATX主机板上面的标准配置。


图10

  USB接口的出现为外设提供了更加简便额连接方案,由于它符合PNP规范,可以实现热插拔,因此使用起来很方便,而鼠标自然不会放过这一装备自己的机会,USB接口的鼠标(如图11所示)也适时推出,不过价格要稍贵一些。


图11

鼠标的结构

  光学机械式鼠标的内部结构是由机械传动装置、光电转换装置、按键、编码电路和连接线、外壳等组成(如图12所示)。


图12

  机械传动装置包括了滚动球、水平和垂直转轴及斜向支撑轮,鼠标移动时,滚动球在鼠标垫的摩擦力开始转动,并带动转轴转动。

  光电装换装置包括了红外线发射管、接受管和圆盘光栅。圆盘光栅位于转轴的另一端,最外圈布满了条状光栅。转轴转动时,光栅依次阻挡红外线发光管的光线。接收管根据先后感应到的光线顺序,将讯号送到编码电路。

  按键包括左、右两个按键,当按下鼠标按键时,下面的微动开关闭合,编码电路根据微动开关闭合后电位的变化进行讯号转换。有的鼠标还增加了中键和侧键,有的为了配合上网时浏览网页而增加了滚轮,推动滚轮能让页面上、下移动。滚轮内部的结构与圆盘光栅差不多,上面布满了光栅,通过滚轮阻挡红外线发射管的光线来控制屏幕上页面的移动。滚轮向下按时还可以起到按下中键的作用(如图13所示)。


图13

  编码电路将光电转换装置传来的讯号进行对比,产生横、竖两个方向的移动讯号,再将各个按键和滚轮送来的讯号通过编码处理芯片进行编码,最后通过连接传输线,将讯号送到电脑的主机进行处理。

  鼠标的外壳则是起到保护和支撑的作用,现在也成了不少厂商展示个性化设计的主要场所(如图14所示)。


图14

  光电鼠的内部使用了一个高精密的光学传感器(Optical Sensor),也就是俗称的“光眼”。当光线照射在鼠标操作桌面上时,鼠标底部的光学透镜就会把桌面反射光线聚焦并投影到内部的“光眼”上。每隔一段时间,“光眼”会根据这些反射光做一次快速拍照,并把所拍摄到的图片传送到内部的主IC,主IC会从图片中找到数个定位关键点,并对比前后两次快照中关键点的变化,测量出他们的位移方向和位移量。通过分析这些关键点的变化,主IC将判断出鼠标的实际位移方向和位移量。然后将分析结果以数字信号的方式传达给计算机的相关设备,最终在显示器上体现出来。

  鼠标的技术指标

  鼠标的主要技术指标有:灵敏度、按键点按次数、取样频率等。

  灵敏度是鼠标最为重要的一项指针,一般的鼠标其灵敏度为300dpi,它表示每移动1英吋的距离,鼠标产生了300个脉冲讯号。灵敏度越高,对屏幕中箭头的控制就越精确。

  按键点按次数也是衡量鼠标性能好坏的一个指针,优质鼠标内每个微动开关的正常寿命都不少于10万次的点按,而且手感要适中,不能太软或太硬。质量差的鼠标在使用不久后就会出现不灵活或者损坏方面的问题。如果鼠标点按不灵敏的话,会给操作带来诸多不便。

  取样频率是指每秒钟屏幕上的箭头位置变化的次数。鼠标移动时,编码芯片传递到主机的讯号要通过操作系统和鼠标驱动程序的配合,由系统来更新箭头在屏幕上的位置。取样频率越高,箭头在屏幕上移动的间隔就越短,定位就越精确。COM接口和PS/2接口连接的鼠标的取样频率通常为40Hz,有的可以达到90Hz,而USB接口连接的鼠标则能达到125Hz。

  鼠标的使用注意事项

  鼠标是电脑中使用最频繁的设备之一,再好的鼠标使用久了也会出现问题,比如鼠标的机械传动装置在沾上灰尘之后,会出现转动不灵活的情况。所以,平时在主意清洁鼠标垫的同时,也要注意定期清洗鼠标的内部(如图15所示)。


图15

  鼠标移动时,内部的滚动球要跟着转动才能在屏幕上移动箭头,而要让滚动球转动,太光滑或者太粗糙的桌面上都不行,所以最好采用布质的鼠标垫,这样可以让鼠标反应迅速、手感适中。

  鼠标线是连接鼠标与电脑的信道,因此也要避免出现小角度弯曲或扭曲的情况,以避免内部断裂。此外,鼠标虽然不怕震动,但是如果从高处跌落或者受到重力击打也会造成转轴移位或支架断裂,因此也要注意保护。

为什么鼠标价格差别如此之大

  市场上的鼠标品牌型号众多,价格也差别悬殊,杂牌鼠标10多元,名牌鼠标诸如罗技、微软等等(如图16所示),一般都近百元,甚至数百元。既然鼠标的结构都相同,但是为什么名牌和杂牌价格差别如此之大呢?除了大家熟知的品牌价值之外,名牌鼠标还是贵的有一定道理的。


图16

  (1)更好的性能

  名牌鼠标普遍拥有更好的性能,能够提高工作效率。我们可以做一个简单的试验,将显示器分辨率调整到1024x768或者以上,然后用鼠标指针沿“我的文档”或者“我的电脑”字样的笔画移动。名牌鼠标移动轨迹平稳流畅,定位准确;杂牌鼠标移动起来通常会有滞涩、跳跃的现象,而且会有手腕吃力的感觉。

  (2)更长的使用寿命

  如今鼠标已经成为了电脑易耗品的代表,几个月甚至几个星期用坏鼠标的例子屡见不鲜,而名牌鼠标为了自己的品牌形象,都会使用更好的板材和元器件,再加上优秀的管理和严格的质量控制,产品寿命会有数年之久,与其几个月换一个鼠标,恐怕还不如一个鼠标用几年来的划算吧。

  (3)更优质的服务

  名牌鼠标会提供更加优质的售后服务和附加价值,例如更长的质保期(罗技鼠标的保修期达到2-5年)、定期推出功能强大的驱动程序和附加软件等等。杂牌鼠标通常保修期只有6个月左右。

  (4)更舒服的手感

  已有媒体报道,长期使用手感不合的鼠标,可能会引起上肢的一些综合病症。因此,如果需要长时间使用鼠标,那么就应该注意鼠标的手感。名牌鼠标厂商有专门的部门根据人体工程学原理设计产品外型,手握时感觉轻松、舒适且与手掌面贴合(如图17所示),杂牌鼠标只能制造普通的鼠标,或者照抄名牌鼠标的外形。


图17

  通过以上对比,我们可以看出,名牌鼠标还是贵的有一定道理的,笔者也推荐大家购买名牌鼠标,但是购买名牌鼠标并不代表购买昂贵的鼠标,我们要根据需要购买,普通用户购买100元以下的罗技、BenQ品牌即可。

  避免灵敏度障碍

  鼠标最常见的故障就是灵敏度问题。鼠标的灵敏度是由机械传动装置、光电转换装置决定的。机械传动装置的传动比越大,鼠标移动相同距离时,圆盘光栅转动的角度也越大,而圆盘上面光栅的密度越大,转一圈阻挡的光线次数越多,传送出的脉冲讯号也越多,屏幕上箭头的移动也就越精确。

  普通鼠标通常采用很细的转轴来提高传动比,但过细的转轴在沾上灰尘时会出现转动不灵活的情况。劣质鼠标的机械传动装置加工粗糙、公差大、转动时由明显吸力,不灵活,快速移动时,滚动球还会发生跳动。圆盘光栅的密度越大,灵敏度就越高,但是这时光栅变得很细,必须通过采用高精度的红外线发射和接收来判断光栅的变换,这样才可以弥补传动比不足对灵敏度造成的影响。因此读者可以对比名牌鼠标和普通鼠标的传动装置,这样在选购鼠标的时候,就可以做到心中有数了。

  光电鼠标的灵敏度问题通常由光线造成,在排除本身故障原因之后,可以注意桌面的颜色是否均匀,市场上那些花哨的鼠标垫最好不要使用在光电鼠标上,这样很容易造成光电鼠标的灵敏度问题。

  优质鼠标推荐

  了解了这么多的鼠标知识,我们就看看市场上有哪些优质的鼠标产品。

  双飞燕4D

  在多数用户心目中,双飞燕是高性价比的代表,双飞燕4D虽然是一款普通的三键机械鼠标,不过该产品带有双滚轮卷轴技术,可以利用滚轮调节音,同时可以利用附送的“网际跳”与“幸运跳”启动指令与应用软件格式化按键。虽然只有520dpi,但是配合优秀的手感和60元的低价格,是所有性价比用户的选择。

  BenQ飞狐

  BenQ飞狐光电鼠标是一款三键鼠标,拥有800dpi分辨率以及300万次超长按键使用寿命,而且其流线型外观非常漂亮,引人侧目,不但如此,其背部弧度经过贴心设计,更加适合握持符合人体工学,其不到100元的价格可谓物超所值(如图:18所示)。


图18

  罗技光电劲貂

  光电劲貂是罗技一款入门级的光电鼠标,具有复古造形,外观线条优美。它不用滚球,用光学定位,由于没有移动部件,所以鼠标不易损坏。罗技独特的网际风火轮,只要轻按滚轮就可一键上网,更快更方便地浏览网页。罗技光电劲貂具有PS/2接口,手感舒适,适合左右手使用,享有一年质保,对于高品质象征的罗技来说,一款150元左右的光电鼠标是值得注意的(如图19所示)。


图19

BenQ蓝色魅力II代

  明基继承键盘触感舒适的口碑,在鼠标按键的设计上对按键受力点位置和按键行程进行科学的计算,使按键手感柔而不硬,有弹性,并且有清脆的声音,充分享受快乐的e生活,同时鼠标两侧采用内凹设计,更加贴和手指,该鼠标也是一款光电鼠标,目前售价为168元(如图20所示)。


图20

  微软光学宝蓝鲨

  微软光学宝蓝鲨是最近比较引人注目的产品,其新型的IntelliEye光学技术使得该产品的采样频率高达6000次/秒。新技术的优势还体现在改善追踪速度(每秒追踪速度可以达到37英寸)和增加精确性上。目前微软光学宝蓝鲨的价格在270元左右(如图21所示)。


图21

  罗技极光云貂MX500

  罗技极光云貂MX500采用罗技电子新的MX光学感应器,其卓越的图像捕获及分析系统可以大大改善传统的光学鼠标在一些特殊表面上定位困难的弱点,使鼠标可以在高达10G的加速度下精准可靠地定位,提供800dpi分辨率以及40英寸/秒的移动速度,同时配合CruiseControl智能滚动系统,让我们的使用更加方便。目前罗技极光云貂MX500的价格在350元左右,是高端用户的首选(如图22所示)。


图22

  硕美科声丽M302

  这也是款百元内性价比较高的鼠标,采用了安捷伦光电引擎芯片,600dpi的分辨率适合大部分要求不太高的用户。该款鼠标外观小巧玲珑,外型为人体工学设计,两个按键上面都有个椭圆形的凹位,弧度刚好与手指吻合,这样的设计可以令你在点击按键的感觉更好;外壳采用了橡皮漆材料,触摸时滑而不腻,手感比较好。该鼠标还有一个特色,就是使用的时候透明上盖中不停地闪烁出七色的光芒,如果是MM使用的话还真不错。


图23


图24

  总结

  鼠标作为最常用的输入设备,向来不太引人注目,希望本文能帮助大家了解鼠标、用好鼠标、买好鼠标。

鼠标发展史编辑本段回目录

鼠标的原型:住在房子里

在 1968 年的 Mother of All Demos (展示之母)上,来自 SRI (斯坦福研究院)的 Douglas Engelbart 向全世界展示了鼠标的原型。当时,人们称之为“显示系统的 X-Y 位置指示器”。这个鼠标原型拥有两个轮子和木头的外壳,可以在水平和垂直方向运动。1970 年,SRI 提交的这项专利获得通过,并最终授权给苹果、施乐等公司。

左右转动的鼠标

在 SRI 研发鼠标的同一时期,德国的 Telefunken 公司也在进行着类似的项目。不过,他们的设计用一个球形结构代替了轮子和 X-Y 坐标系。德国人自主研发的滚动球与SRI的模型有些类似。

Alto 让人们注意到了鼠标

1973 年,PARC (施乐帕克研究中心)研制了世界上最早的桌面电脑 Alto,并将它推向市场,当时,这些设备拥有 SRI 研发的特别版输入接口,大多应用于施乐集团内部和大学校园。Alto 的用户很快就被鼠标吸引了,并证明了鼠标的潜在市场能力。

去除滚球,采用鼠标垫

很多鼠标拥有滚球结构,但是灰尘和污垢很容易堵塞内部。1981 年,Steven Kirsch 为鼠标系统开发了一款光学模型。这些鼠标利用光线代替滚球去跟踪移动。不过想要它正常工作,人们需要配一个鼠标垫。同年,来自施乐公司的 Richard Lyon 也研发了一个类似的版本。

开始进入市场

史蒂夫·乔布斯首次见到鼠标是在 1979 年参观 PARC 的时候,同时也启发了他在 1983 年苹果推出的最早的商用电脑 Lisa 上配备了类似的设备。一款具有棱角的鼠标被应用到苹果 1984 年发布的 Macintosh 系统。

加入滚轮,鼠标智能化

数年后,鼠标逐渐加入了滚轮。微软于 1996 年推出的智能鼠标就是滚轮鼠标的代表之一。1999 年,微软用光学 LED 取代传统的滚球设计,跟 1981 年的解决方案相比,改进的光学鼠标不再需要鼠标垫。

轨迹球技术

轨迹球鼠标通过滚动暴露在外面的球对屏幕上的光标进行控制。这项技术是上世纪 50 年代加拿大的一项名为 DATAR 的军事项目。2000 年,微软将这项技术与轨迹跟踪技术结合起来,用手指或拇指就能利用突出的、颜色亮丽的轨迹球进行精确定位。

苹果 Pro 系列鼠标

苹果公司继续研发有线鼠标,希望能够化繁为简。1998 年,苹果第一款 USB 接口的鼠标 iMac 系列诞生,圆形的设计让大部分用户无法理解,这款鼠标还因此获得了“冰球”的外号。一直到 2000 年,苹果发布了装在透明的塑料中的 Pro 系列鼠标,用整体式取代了可见的按钮。

融入艺术元素

苹果并不是唯一一家利用产品设计来促销的公司。2004 年,微软推出了自主研发的基于 S+ARCK 的光学鼠标。这款时尚的鼠标由 Philippe Starck 设计,是微软首次尝试将艺术元素融入到产品中。值得一提的是,对称的结构使得这款鼠标同样适合左撇子们。

翻盖手机与鼠标的结合

这么多年来,很少有产品能像索尼在 2006 年推出的 Talk (VN-CX1) 那么有个性。这款鼠标支持 USB,它能在用户需要的时候变为一部电话。它将经典的翻盖式手机与便携式鼠标结合在一起。通话的时候滚轮可以调节音量大小。

无线蓝牙鼠标进入市场

便携式电脑的多样化让鼠标制造商们开始开辟缩小设备的新途径。继 1984 年罗技率先研发了无线鼠标之后,Newton Peripherals 于 2005 年推出了超薄设计的 MoGo 蓝牙鼠标。不用鼠标的时候,它可以插在电脑的卡槽中进行充电。

多方向滚动球让人吃惊

苹果在 2005 年推出了一款支持多方向滚动球的改良版 Pro 鼠标,这款鼠标的两个按键非常灵敏,侧键还支持编程。而在 2009 年推出的 Magic Mouse 对这款鼠标进行进一步的简化,光滑的顶部是一个手势输入装置,用户可以在鼠标表面的任何位置进行滚动和点击。

微软推出弧形鼠标

2010 年,微软推出了易弯曲的 Arc 鼠标。这款鼠标闲置的时候可以平整摆放,用户需要使用的时候又能弯曲成适合你手掌的形状。它的前面有灵敏的触摸滚动条以及两个按钮。微软声称这款鼠标的蓝光技术能让它在粗糙的木头表面甚至是地毯上使用。

加入工业设计

2012 年,宝马和 Thermaltake 确定了合作关系之后,鼠标的设计得到了飞速发展。他们研发出的 10M 鼠标是一件超级工业产品,不仅支持角度调节,还配有通风的掌托、自定义按钮以及铝制的底座。

温馨的鼠标

不考虑设计方面的话,每个鼠标的使用应该是舒适的。2010 年,日本的玩具制造商 Thanko 推出了带加热型鼠标垫的鼠标,能有效抵御寒冷。

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