Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Физика»Содержание №1/2006
Как это устроено?..

Как это устроено?..

См. также №23/05

КОМПЬЮТЕРНАЯ МЫШЬ. Без этого изобретения Дугласа Энгельбарта миллионы людей никогда бы не овладели компьютером и не смогли бы путешествовать по бескрайним просторам интернета. Мощные меню, окна и иконки на дисплее открываются простым нажатием на клавишу мыши. Изобретение было сделано в 1968 г., но долго оставалось незамеченным, пока в начале 1980-х гг. оно не было реализовано в составе первых моделей персональных компьютеров фирм Xerox Star, Apple и IBM PC. С этого момента внешний вид мыши изменился до неузнаваемости – появлялись различные кнопочки, колёсики и сферы, которые не только обеспечивали выполнение всё новых и новых функций, но и упрощали работу. Некоторое время, несмотря на все модификации, мышь оставалась электромеханическим устройством: шарик в её «брюшке» катался по поверхности стола, а специальные датчики преобразовывали это движение в сигналы, управлявшие положением курсора на дисплее компьютера. В конце 1990-х гг. на смену механической мыши пришла оптическая. Встроенный в её «брюшко» источник света освещает поверхность, по которой перемещают мышь, а миниатюрная видеокамера непрерывно снимает эту поверхность со скоростью 1500 и более кадров в секунду. Каждое последующее изображение сравнивается с предыдущим, в результате чего определяется направление движения мыши и соответственно изменяется положение курсора на экране. Как считают специалисты фирмы Microsoft, оптическая мышь лучше отслеживает движения руки, чем электромеханическая. Однако самое большое преимущество – её не надо чистить. Шарик механической мыши собирает пыль, которая забивает ролики, мешая им свободно вращаться и искажая или даже останавливая движения курсора. Оптическая мышь может отлично работать и на неровных поверхностях: катается даже по брюкам на ноге. В некоторых конструкциях отслеживается не поверхность внизу, а поверхность шарика, который пользователь прокручивает сверху пальцами. Если в 1983 г. цены на мыши фирмы Microsoft составляли 195 долларов, то сейчас они снизились до 3–5 долларов. Недавно фирма Logitech стала производить беспроводные мыши, т.е. не требующие подсоединения кабелем к компьютеру. В эти мыши встроены логические электронные схемы, которые позволяют экономить энергию батареек даже в течение коротких промежутков времени между движениями руки пользователя. Ну а что касается красного цвета, используемого для подсветки, то он выбран потому, что к такому свету видеокамера наиболее чувствительна, тем более что и пользователю импонирует таинственный красный цвет.

Первая мышь была деревянной

Первая мышь была деревянной

Дуглас Энгельбарт 9 декабря 1968 г. на конференции в Сан-Франциско впервые продемонстрировал, как работает мышь (правая рука) в сочетании с 5-клавишной панелью (левая рука)

ШАРИК в механической мыши катится по коврику или столу и вращает ролики, по перемещению которых можно судить о его x- и у-координатах. Вращение каждого ролика передаётся на диск с прорезями, в результате чего инфракрасный луч, идущий от светодиода к детектору, прерывается. Частота прерываний световых импульсов несёт информацию о скорости движения мыши и пройденном расстоянии вдоль соответствующей оси. Процессор переводит сигнал обоих детекторов в цифровую последовательность и посылает её по кабелю в контроллер положения курсора компьютера. Кроме того, процессор передаёт в компьютер информацию о том, нажата ли та или иная клавиша мыши.

Знаете ли вы, что?..

  • ВОДЯНАЯ КРЫСА. Недавно специалистам из института океанографии (Калифорния, США) понадобилось работать с видеокамерой, оснащённой мышью, в глубинах океана. Для этого они сделали корпус оптической мыши водонепроницаемым, а пружинные кнопки, которые глубоко под водой всегда были бы в нажатом состоянии из-за высокого гидростатического давления, заменили на пьезоэлектрические.
  • ОБГОНЯЯ ВРЕМЯ. В 1968 г. Дуглас Энгельбарт впервые продемонстрировал возможности изобретённой им компьютерной мыши – он работал с ней правой рукой, а левой рукой управлял при этом панелью из пяти клавишей. Он показал, как с помощью мыши можно открывать окна на экране и изменять их размеры, выделять фрагменты текста, переходить к гипертекстовым ссылкам в поиске документов, хранящихся в компьютерной сети, а также проводить видеоконференции. Всё это было задолго то того, как возникли первые операционные системы Windows и интернет.
  • СЛОВО «МЫШЬ». Энгельбарт назвал своё изобретение «индикатором x-y-положения». Название «мышь» возникло потому, что кабель, соединяющий устройство с компьютером, напоминал хвост.

Положения мыши по осям х и у определяют горизонтальное и вертикальное положение курсора на дисплее

Положения мыши по осям х и у определяют горизонтальное и вертикальное положение курсора на дисплее

Светодиод в корпусе оптической мыши

Светодиод в корпусе оптической мыши освещает поверхность, по которой её перемещают. Изображение этой поверхности фокусируется линзой, а видеокамера делает снимки со скоростью 1500 и более кадров в секунду. В цифровом процессоре каждые два последовательных изображения сравниваются между собой, тем самым определяется, что изменяется от кадра к кадру, и вычисляются х-у-координаты и скорость мыши

Scientific American, 2001, October (№ 4, v. 285), p. 86–87.
Сокр. пер. с англ. К.Ю.БОГДАНОВА

Есть идеи относительно следующей конструкции? Отсылайте их в workingknowledge@sciam.com

.  .