Мыши и трекболы

Posted in HID-устройства, Периферия | Комментариев нет

Мыши

В настоящее время манипулятор типа «мышь» наряду с клавиатурой является привычным атрибутом персонального компьютера. По мере развития операци­онных систем с графическими оболочками мыши из опционального аксессуара превратились в предмет первой необходимости, без которого просто немыслима работа с современными приложениями.

Наиболее важным узлом мыши является датчик регистрации перемещения, позволяющий определять направление и скорость перемещения манипулятора по поверхности стола. Установленный в мыши контроллер передает эти данные в компьютер. Обрабатывая данные о перемещении манипулятора, программное обеспечение соответствующим образом изменяет положение курсора (или иного управляемого объекта) на экране.

Помимо датчика перемещения, мыши оснащаются и другими органами управления: кнопками, колеси­ком прокрутки и пр. В настоящее время фактическим стандартом является конструкция мыши с двумя кнопками и расположенным между ними колесиком прокрутки. По умолчанию кнопка мыши, расположенная слева, считается основной — она используется для выбора и удержания объектов, а также для управления элементами графического интерфейса. Правая кнопка, как правило, использу­ется для вызова контекстно зависимого меню. Коле­сико позволяет прокручивать содержимое активного окна, раскрывающегося списка и т. п. Обычно коле­сико прокрутки можно использовать и как дополни­тельную (среднюю) кнопку.

Помимо двух или трех основных кнопок, в ряде со­временных моделей мышей имеются дополнитель­ные кнопки, обычно расположенные на боковых панелях корпуса. Выпускаются также манипуляторы, оснащенные не одним, а двумя колесиками прокрутки. В комплекте с подобными моделями поставляется специальное программное обеспе­чение, с помощью которого можно настраивать функции органов управления ма­нипулятора.

На Панели управления Windows имеется возможность установки правой кнопки в каче­стве основной, а левой — в качестве дополнительной. Это может понадобиться тем, кто использует мышь левой рукой.

В настоящее время наиболее распространенными интерфейсами, используемыми для подключения мышей к ПК, являются PS/2 и USB. Манипуляторы, рассчитан­ные на подключение к последовательному порту или к специфическим интерфей­сам, сейчас практически не используются. За последние годы заметно увеличилось количество моделей, оснащенных беспроводным интерфейсом.

Трекболы

В отличие от получивших широкое распространение мышей, трекболы и по сей день остаются довольно редкими (если не сказать — экзотическими) устройствами. Трекбол — это «шариковая» мышь, перевернутая вверх дном. Соответ­ственно, управление осуществляется не перемещением самого манипулятора по поверхности стола (как в случае с традиционной мышью), а вращением шарика в нужном направлении с помощью пальцев или ладони.

Большинство ныне выпускаемых моделей трекболов рассчитано на подключение к ин­терфейсу PS/2 или USB. В продаже имеются и беспроводные модели трекболов.

Типы датчиков регистрации перемещения

Датчик регистрации перемещений является ключевым компонентом манипулято­ра — будь то мышь или трекбол. Именно от конструкции датчика во многом зави­сит точность определения перемещений манипулятора, его надежность и долго­вечность, а в случае мыши — еще и стабильность работы при эксплуатации на поверхностях, изготовленных из различных материалов.

В 1990-х годах доминирующее положение на рынке занимали оптомеханические мыши. Ключевым элементом их конструкции было наличие шарика, который при перемещении манипулятора катался по поверхности стола и приводил в движение две соприкасающиеся с ним взаимоперпендикулярные оси. На концах они имели диски с тонкими «спицами», а размещенные с разных сторон диска оптопары (светодиод и фотодиод (иногда фототранзистор)) отслеживали их вращение. Благодаря сочетанию доступной цены и довольно высокой надежности оптомеханические «шариковые» мыши долгое время доминировали на рынке.

Конечно, оптомеханическим мышам тоже были присущи определенные недостат­ки. В частности, стабильность работы подобных манипуляторов во многом зави­села от сцепных свойств покрытия рабочего стола. Кстати, именно поэтому многие пользователи предпочитали использовать мышь на специальном коврике.

Качественный скачок в конструкции датчиков регистрации перемещения мышей произошел лишь в 1999 году, когда инженерам компании Agilent Technologies удалось создать оптический датчик, стабильно работающий на различных поверх­ностях. Основным узлом оптического датчика является миниатюрная видеокаме­ра, оснащенная светочувствительным КМОП-сенсором. В течение одной секунды камера делает несколько тысяч снимков находящейся под «брюшком» мыши по­верхности. Для освещения поверхности напротив сенсора установлен источник света (обычно используется красный светодиод), снабженный фокуси­рующей линзой. Полученные камерой изображения передаются в специализиро­ванный процессор (DSP), который на основе анализа изменений в поступающих изображениях определяет направление перемещения манипулятора и вычисляет пройденное расстояние.

Современные модели оптических мышей превосходят своих оптомеханических предшественниц по ряду характеристик: они не нуждаются в регулярной чистке деталей датчика регистрации перемещений, обеспечивают повышенную точность и большую стабильность в работе и при этом менее требовательны к используемой поверхности. Во многих случаях оптическая мышь стабильно работает на поверх­ности стола и не требует использования коврика. Хотя спектр «дружественных» поверхностей у оптических мышей стал гораздо шире, чем у оптомеханических, определенные ограничения все-таки существуют. В частности, не гарантирует­ся стабильная работа оснащенных оптическими сенсорами манипуляторов на стеклянных, зеркальных и полированных поверхностях. Проблема заключается в том, что для нормальной работы оптического датчика необходимо, чтобы рабочая поверхность имела некоторую шероховатость, пусть даже и практически незамет­ную невооруженным глазом. На гладкой поверхности световое пятно лишено ка­ких-либо деталей и, образно говоря, оптическому сенсору просто не за что заце­питься.

К настоящему времени оптические модели доминируют на рынке, как когда-то оптомеханика. В немалой степени этому способствует ценовая политика произво­дителей: всего за несколько лет разница в стоимости оптических и оптомеханиче­ских моделей значительно сократилась.

В 2004 году специалисты Agilent Technologies завершили работы по созданию усовершенствованного оптического датчика. От описанной выше конструкции он отличается тем, что в качестве источника света в нем используется не светодиод, а малогабаритный полупроводниковый лазер (подобный применяемым в оптиче­ских дисководах). Свет, излучаемый лазером, имеет когерентную природу, благо­даря чему фиксируемое камерой изображение поверхности становится более контрастным и детальным. Использование лазера позволило не только повысить точность работы оптического сенсора, но и обеспечить бесперебойное функциони­рование манипулятора на многих бликующих поверхностях. Обеспечить устойчи­вую работу лазерного оптического сенсора пока не удается лишь на зеркале и про­зрачном стекле.