Мышеловка - история развития компьютерных мышей

Сейчас кажется, что все мыши одинаковые — две кнопки и колёсико посередине. Разве что в игровых моделях есть подсветка. Но так было не всегда: первые мыши были деревянными, квадратными, с неопределённым количеством кнопок, а устройства до середины восьмидесятых часто не шли в массовое производство.

До появления мышек компьютером управляли с помощью клавиатуры. Её хватало для компьютеров вообще без графического интерфейса. В таких все действия выполнялись в консоли.

Для навигации при работе с большими текстами использовали световое перо — «ручку» с проводом, похожую на Apple Pencil, подключаемую к машине. Выделять и копировать текст им было нельзя, и использовались они только для установки курсора в нужное место.

Первый трекбол появился в 1952 году в ВМФ Канады. В качестве шара использовался шар для боулинга.

Конечно, в современные трекболы ставят шарики поменьше, но все базовые концепции, которым следуют устройства, остались прежними: шарик, два вала с дисками и прорезями. Через эти прорези на фотоприёмники светят четыре лампочки. Одно «прерывание» равно одному смещению указателя.

Компьютерную мышь как концепцию придумал в 1963 году американец Дуглас Энгельбарт. Её не разрабатывали специально — она родилась как «побочный» продукт операционной системы NLS, которая уже использовала графический интерфейс с окнами. Перемещаться по нему одной клавиатурой и пером было бы невыносимо сложно.

Вместо привычного шарика мышка использовала прямой привод от перпендикулярно вращающихся дисков-роликов. Из деревянного прототипа чуть позже сделали несколько рабочих образцов (в марте 2023-го один из них был продан на аукционе за 180 тысяч долларов).

Первую шариковую мышь собрала в 1968 году компания Telefunken Rollkugel (с немецкого — «Крутящийся шар»). Уже тогда Telefunken спорила с Xerox за право считаться первым производителем коммерческих мышек. Вот модель Telefunken 1972 года, которая подтверждает их первенство в гонке

Фото компонентов

Но первая мышка, доступная для людей, появилась позднее — только в 1981 году. Ей комплектовался компьютер Xerox Alto. Мышка имела оптический датчик и требовала специального коврика с нанесённой сеткой. Купить её навряд ли мог каждый — комплект с ПК стоил 50 000 долларов.

После этого коммерческие мышки распространялись в комплекте с каждым популярным ПК: Apple Lisa, IBM PC, компьютерами на Windows. Кстати, есть версия, что Microsoft придумала базовые игры Windows — пасьянс и «Сапёра» — для обучения навыкам работы с мышкой. Пасьянс учит перетаскивать предметы по экрану, «Сапёр» — использовать обе кнопки мыши.

Породы компьютерных мышей

По тому, как они работают

Преобразовать движение мышки в движение курсора на экране можно разными способами. Датчики, которые выполняют это преобразование, называются энкодерами. Их существует очень много, но прижилось лишь несколько.

В качестве дополнительного чтения рекомендую патент, в котором Энгельбарт перечислил большую часть энкодеров.

Оптомеханические. Массовые компьютеры в нулевых комплектовались в основном такими. Принцип действия: шарик крутит два вала, на которых закреплены диски с прорезями. Их еще называют оптическими прерывателями. Две или четыре пары светодиод-фотодиод считывают вращение диска и его направление.

Недостатков у таких мышек два:

Предел по точности — геймерскую оптомеханическую мышку сделать не получится.
Необходимость чистки внутренних частей — шарик переносит мусор и секрет с кожи на валы, что приводит к ухудшению точности.

Оптические. Популярные сейчас сенсоры.

Первые мыши с такими сенсорами могли перемещаться только по специальному коврику с сеткой. Шаг сетки разный: от 0,3 до 0,8 мм. Принцип работы: поверхность подсвечивается светодиодом или лазером, оптический приёмник периодически фотографирует поверхность, сравнивает текущую фотографию с предыдущей и высчитывает смещение.

В первых версиях было два ортогональных датчика, каждый считал смещение по одной оси. Позже перешли на один.

В этом варианте датчики имеют рабочую поверхность сверху, а не снизу. Поэтому в конструкцию встраивают зеркала, которые направляли пучок света от диодов в сенсоры.

Современные трекболы с шариками, кстати, тоже оптические. Поверхность — сам шарик, лазер светит на него, сенсор смотрит на поверхность шарика. В ранних версиях шарик делали «грязным», чтобы облегчить определение смещения.

На потенциометрах, то есть — на переменных резисторах. Чаще всего такие используются в различных ручках регулировки, например, громкости. В зависимости от взаимного положения элементов, потенциометр имеет сопротивление от нуля до некоторого номинального. Большинство таких мышей делалось для конкретных машин, поэтому размер экрана был известен заранее или задавался на контроллере. В некоторых случаях на самой мыши были ручки коррекции. Способ имел понятный предел по точности и после середины 80-х не развивался.

На дискретных датчиках. Первая версия механизма была выполнена в виде барабана с чередующимися полосками, которые замыкали две пары контактных усиков. Эти пары имеют разную длину: первая быстрее замыкается перемычкой на барабане, когда он движется в одну сторону, вторая — в противоположную. Так мышь узнает, в какую сторону происходит движение.

Позже перешли на вариант с диском — возможно, из соображений компактности и для упрощения производства.

На датчиках с осевым наклоном. Мыши с шариком требовали постоянной чистки, поэтому были эксперименты с механизмами, которые бы позволили минимизировать попадание грязи внутрь.

Очевидное решение: нет шарика — нет грязи.

Первый вариант: два диска расположены под углом таким образом, что движение строго по осям приводит в движение только один диск. Внутри — модификация оптических прерывателей, они расположены в другой плоскости. Последняя известная версия мыши с такой механикой — Key Tronic 1994 года.

Второй вариант — гибрид с дискретной системой. Здесь колёса с осевым наклоном используются вместе с дискретными энкодерами.

По дизайну

Бóльшую часть мышек восьмидесятых можно разбить на два кластера: те, у которых кнопки сверху, и те, у которых они сбоку.

Современный вид мышек сформирован обоими кластерами: с развитием мышкостроения инженеры всё больше изучали особенности поведения кистей и пальцев в расслабленном состоянии.

На пути к текущему виду мышек было много экспериментов:

У современных игровых мышей можно даже менять геометрию — подстраивать размер, длину и ширину мышки под ладонь. С некоторыми в комплекте поставляется набор грузиков: можно уменьшить или увеличить вес мыши для более плавного скольжения.

Апогей эргономики — вертикальная мышь. Похожа на джойстик, скрещённый с мышью, рука при использовании находится в естественной позе, будто жмёт другую руку. Вертикальные мыши помогают руке меньше уставать и предотвращают туннельный синдром — это когда нервы в кисти воспаляются от долгого и неестественного положения.


Вертикальная Logitech MX Vertical

Кстати, первые вертикальные мыши появились в виде джойстика с одной кнопкой сверху и обычным шариком внизу.

Xerox 8010 Star, 1981 год

Первая массовая коммерческая мышь, которая поставлялась вместе с компьютером Xerox 8010 Star. Это оптическая модель, которая требует специального коврика для работы. Стоили такие около 400 долларов.

Microsoft Green Eye («зеленоглазка»), 1983 год

У неё был нестандартный интерфейс: помимо мыши нужно было купить специальный контроллер.

Было даже в древности такое проклятие: - Да чтобы у твоей мышки шарик превратился в кубик!

Logitech ClearCase, 1988 год

То есть Logitech сделала мышку с прозрачным корпусом за десять лет до первого iMac. Тогда научились производить прозрачный пластик, и произошёл бум на компьютерную электронику, просматриваемую насквозь. Конечно, это не первая мышь с прозрачным корпусом.

«Марсианка», 1989 год

Предназначалась для советского домашнего компьютера «Электроника БК». Двухкнопочная, с проприетарным интерфейсом. Использовалась в базовом бытовом компьютере: люди покупали такие, чтобы порисовать и поиграть в игры.

Почему «Марсианка»? Мышь производилась заводом «Марс», который во времена СССР выпускал бортовые системы для ракет, спутников и всего остального, а в 1990-е был вынужден переквалифицироваться в производство смежных товаров.

MouseMan Wireless, 1991 год

Это одна из первых коммерческих беспроводных мышек. Она работала на основе радиосигнала с частотой 150 кГц.

К компьютеру нужно было подключать отдельный радиомодуль

Советская мышь от компьютера ЕС-1845

ЕС-1845 — это специальный компьютер для советских военных, который делался с особым упором на взломоустойчивость. Поэтому ПК не отдаёт ничего вовне и не излучает никакие электромагнитные волны. Периферию к нему выпустили соответствующую: у мыши толстый металлический корпус и очень увесистый провод.