Компьютерной мыши берет свое начало 9 декабря 1968 года, когда она была представлена на выставке интерактивных устройств в Калифорнии. Патент на этот гаджет получил Дуглас Энгельбарт 2 годами позже. Первым компьютером, в набор которого включалась мышь, был мини-компьютер Xerox 8010 Star Information System, представленный в 1981 году. Мышь Xerox имела три кнопки и стоила 400 долларов, что эквивалентно нынешним 1000 долларам. В 1983 году Apple выпустила свою собственную однокнопочную мышь для компьютера Lisa, стоимость которой удалось уменьшить в 16 раз. Широкую известность компьютерная мышь приобрела благодаря использованию в компьютерах Macintosh. Как же работает современная компьютерная мышь — об этом в сегодняшнем выпуске.

Современные мыши бывают двух типов — оптические и лазерные. Вне зависимости от типа мышь воспринимает своё перемещение в рабочей плоскости (например, на участке поверхности стола) и передаёт эту информацию компьютеру. Программа, запущенная на компьютере, в ответ на перемещение мыши производит на экране действие, отвечающее направлению и расстоянию этого перемещения.

В современных оптических мышах используется так называемая технология оптической корреляции. C помощью светодиода и системы фокусирующих его свет линз под мышью подсвечивается участок поверхности. Отраженный от этой поверхности свет собирается другой линзой и попадает на приемный сенсор микросхемы - процессор обработки изображений. Он, в свою очередь, делает снимки поверхности под мышью с высокой частотой (как правило, более 1 кГц) и обрабатывает их, покадрово сравнивая изображения. На основании анализа последовательных снимков, которые представляют собой квадратную матрицу из пикселей разной яркости, интегрированный процессор высчитывает результирующие показатели, определяя направление перемещения мыши.

Поверхность, по которой перемещается мышь, обычно имеет микронеровности. Освещаясь ярким светодиодом, установленным под небольшим углом к поверхности, микронеровности отбрасывают тени, которые и фиксируются сенсором. В оптических мышах обычно применяются красные светодиоды в силу своей дешевизны. Кроме того, именно к красному цвету более чувствительны кремниевые фотоприёмники. Недостаток оптических мышей — это повышенная потребляемая мощность по сравнению лазерными устройствами.

В лазерных мышах для подсветки поверхности используется не светодиод, а инфракрасный лазерный диод, подсвечивающий поверхность. Из-за когерентности (то есть согласованности) лазерного излучения с фокусировкой на рабочей поверхности, последняя осуществляется гораздо точнее. К тому же для работы лазерной мыши требуются куда меньшие по размеру микронеровности, чем необходимо для оптической мыши.

Лазерная мышь впервые вышла в свет в 1998 году, будучи произведённой компанией Sun Microsystems. Однако тогда она не получила широкого распространения. В отличие от оптической мыши лазерная мышь способна работать на зеркальных и прозрачных поверхностях, таких как стекло, что является существенным преимуществом.

Устройство компьютерной мыши. Многие уже и представить не могут, как можно работать на компьютере без мышки. А ведь ещё недавно о компьютерной мыши и мечтать не могли. Зато те, кто работал на компьютере хорошо знали клавиатуру. А с приходом мышек многие даже не знают, как выйти из положения, если . А сейчас этих устройств такое разнообразие, что иногда не сразу и поймешь, что это компьютерная мышка. Но, несмотря на это, внутреннее устройство таких мышей мало чем отличается. Я не думаю, что кто-то задумывается о внутреннем устройстве компьютерной мышки, но для общего развития это все-таки надо знать.

Компьютерная мышь представляет собой небольшую коробочку для ввода информации в компьютер, и легко умещающуюся в руке. Для манипуляции имеется как минимум две кнопки и колёсико прокрутки. Кто первый назвал её мышкой, сейчас уже не так важно.

Важно то, что это название хорошо подходит к этому устройству и хорошо за ним закрепилось. Даже у маленьких детей первая ассоциация на слово «мышь» связана в первую очередь с компьютером.

Читая сказку про мышку-норушку ребенок скорее всего представит себе компьютерную «зверушку», а не обыкновенную домашнюю мышь, которую он и в глаза то не видел.

А теперь поговорим про устройство компьютерной мыши. Как внешне выглядит это устройство, думаю, вам рассказывать не надо.

При перемещении мышки по столу курсор на экране монитора также перемещается. Для работы необходимо навести курсор на необходимый объект, и щелкнуть по нему одной из кнопок мыши, в зависимости от выбора действия.

Кнопки мыши предназначены для того, чтобы дать команду на ввод информации. Каждая кнопка выполняет свою определённую функцию. Их можно программно перенастроить как для правшей, так и для левшей.

Колёсико располагается посередине между кнопками и служит в основном для прокрутки страниц в текстовых редакторах и окнах браузеров интернета. Им также можно выполнять функцию третье кнопки, т.к. оно не только вращается, но и нажимается.

Раньше вместе с мышкой был обязательный атрибут – «коврик », т.к. на нижней части мышки находился шарик, который проскальзывал по поверхности стола. С приходом оптической мыши коврик уже не нужен. Мышки стали более компактными и «шустрыми». Тот, кто впервые берёт её в руки, первое время никак не может навести курсор на нужный объект.

В оптических моделях находится специальный миниатюрный оптический датчик с микропроцессором, и мышь представляет собой уже видеокамеру. Микропроцессор обрабатывает сигнал, поступающий с оптического датчика, и указатель на мониторе перемещается вслед за перемещением мыши.

Достоинства компьютерной мыши

• Так, как рука находится не навесу в отличие от сенсорного интерфейса ввода, мышь пригодна для длительной работы;
• Высокая точность позиционирования курсора;
• Позволяет множество разных манипуляций, поэтому в одной руке концентрируется большое количество органов управления;
• Самое главное достоинство мыши – очень низкая цена.

Сейчас на наших рынках простая сенсорная модель стоит не больше 150 рублей.

Достоинства и недостатки самых распространенных моделей компьютерных мышей мы рассмотрим в следующих статьях.

Как видите, устройство компьютерной мыши, не такое уж и простое.

В предыдущих статьях мы начали рассказывать вам о компьютерной периферии. Начали мы с клавиатуры. Следующая на очереди мышка. В статье расскажем вам о том что такое компьютерная мышь, какие бывают их виды и основные характеристики.

Компьютерная мышь – неотъемлемая часть компьютера. Она дает возможность пользователю управлять курсором, что отображается на экране, при помощи движения самой мыши по поверхности стола.

Если говорить проще, компьютерная мышь – средство, при помощи которого мы можем выбирать объекты, находящиеся на экране компьютера, и управлять ими. К таким действиям относятся: копирование, открытие документов, выделение и текста и многое другое. При пользовании компьютером человек практически не выпускает устройство из рук, что доказывает важность данного устройства.

Из чего состоит компьютерная мышь

Мышки для компьютера, если не обращать внимания на особенности некоторых видов, состоят из колеса прокрутки, с помощью которого можно перемещаться (прокручивать информацию) на экране компьютера, и клавиш, что используются для таких действий как, например: активизировать контекстное меню, активизировать или открыть объект, захватить и переместить его и т.п.

На нижней стороне мышки располагается датчик отслеживания движения манипулятора по поверхности. В зависимости от вида (будут рассмотрены ниже) это может быть шарик (практически не используется в наше время) либо лазерный сканер.

Также мышь имеет либо шнур (с USB или PS/2 интерфейсом), которым она подключается к ПК, либо, в случае с беспроводными мышками, отсек для установки батареек.

Виды компьютерных мышек

Компьютерная мышка прошла долгий путь эволюции и на сегодня нам известны следующие их виды:

• Механические — тип мышек, практически не используемый сегодня. В качестве датчика отслеживания перемещения здесь используется устройство из обрезиненного стального шарика, роликов и датчиков угла поворота. Во время движения мыши стальной шарик крутится, к нему прижимаются ролики, которые фиксируют это и передают информацию датчиками угла поворота. Датчики же, в свою очередь, преобразуют полученные данные в электрические сигналы. Минусами таких мышек являются относительно большой размер и необходимость периодической чистки для хорошей работы. К ней так же обязательно нужен коврик, без него манипулятором работать будет невозможно;
• Оптические — отличаются от механических тем, что вместо шарика, для отслеживания перемещения, используется «камера» которая с частотой несколько сотен кадров в секунду фотографирует поверхность, по которой мышь двигается. Анализируя сделанные изображения, происходит перемещение курсора на экране. Для того, чтобы лучше выделить все неровности поверхности, а следовательно улучшить качество позиционирования мыши, используется яркий светодиод который устанавливается в устройство под небольшим углом;
• Лазерные – отличная альтернатива предыдущему виду мышек. Принцип работы можно назвать идентичным оптическим, только в этом типе вместо светодиода для подсветки используется инфракрасный лазерный диод. Благодаря данному решению возрастает точность позиционирования устройства. Плюсом также можно назвать то, что для корректной работы лазерной мыши практически не важен тип поверхности;
• Сенсорные — здесь название говорит само за себя. В этой мышке нет ни кнопок, ни колеса прокручивания, все команды можно задавать с помощью жестов. Сенсорные мыши – это новейший вид, который отличается удобностью в использовании и изумительным внешним видом;
• Индукционные — мыши, которые работают за счет употребления индукционной энергии. В использовании обязателен коврик, служащий, так называемым, графическим планшетом;
• Трекбол-мыши — устройства без кнопок, для управления которым используется перевернутый шарик под названием — трекбол;
• Гироскопичечкие — позиционирование курсора такой мышью происходит благодаря гироскопу. Для корректной работы, этим мышкам поверхность не важна они считывают информацию о движении не только с нее, но с пространства.

Еще одним способом классификации компьютерных мышек является разделения их по способу подключения. Так мышки бывают:

• Проводными — подключаться к ПК при помощи провода по USB или PS/2;
• Беспроводными — подключение происходит при помощи протокола Bluetooth.

Характеристики компьютерных мышек

Основные характеристики компьютерных мышек:

1. Тип (вид) . Как уже говорилось выше, это влияет на работу самой мыши, удобство и практичность. Каждый пользователь выбирает индивидуально предмет пользования, так как в основе лежит предназначения: есть те, кто активно играет в компьютерные игры – для него игровая мышь подойдет идеально, поскольку она оснащена дополнительными клавишами для удобной навигации. Другим же будет достаточно обычной лазерной, с помощью которой они будут выполнять все необходимые, для среднестатистического пользователя, операции.
2. Размер и форма . Эти характеристики в первую очередь влияют на её практичность в использовании: выбор, в большинстве случаев, определяется размером руки – девушки любят маленькие и красивые мышки, мужчины привыкли чувствовать в своих руках увесистую и довольно большую, по размерам, мышь, которой будет удобно управлять.
3. Чувствительность . Этот критерий влияет на точность перемещения курсора на экране. Более опытные пользователи уделяют чувствительности большое внимание, так как, помимо стандартных настроек, в некоторых видах их деятельности нужна максимальная точность и сбалансированность движений, что может повлиять на результат работы.

Выводы

На сегодняшний день большое количество представленных видов компьютерных мышек дает возможность каждому человеку сделать взвешенный выбор, исходя из индивидуальных требований. Надеюсь что статья помогла вам узнать много нового о таком незаменимом предмете компьютерного пользователя, как мышка.

Для решения одной из задач мне потребовалось программно получать и обрабатывать изображения небольшого участка поверхности бумаги с очень близкого расстояния. Не получив достойного качества при использовании обычной USB камеры и уже на пол пути в магазин за электронным микроскопом, я вспомнил одну из лекций, на которой нам рассказывали как устроены различные девайсы, в том числе и компьютерная мышка.

Подготовка и немного теории

В подробности принципа работы современной оптической мыши я вдаваться не буду, очень подробно об этом написано (рекомендую прочитать для общего развития).

Погуглив информацию по этой теме и разобрав старую PS/2 мышку Logitech, я увидел знакомую по статьям из интернета картину.

Не очень сложная схема «мышей первого поколения», оптический сенсор по центру и чип интерфейса PS/2 чуть выше. Попавшийся мне оптический сенсор является аналогом «популярных» моделей ADNS2610/ADNS2620/PAN3101. Я думаю, они и их аналоги были массово произведены на одном и том же китайском заводе, получив на выходе разную маркировку. Документация на него нашлась очень легко, даже вместе с различными примерами кода.

Документация гласит, что этот сенсор до 1500 раз в секунду получает изображение поверхности размером 18x18 точек (разрешение 400cpi), запоминает его и с помощью алгоритмов сравнения изображений вычисляет смещение по координатам Х и Y, относительно предыдущей позиции.

Реализация

Для «общения с сенсором» я использовал популярную вычислительную платформу Arduino, а припаяться решил прямо к ножкам чипа.

Подключаем 5V и GND к соответствующим выходам Arduino, а ножки сенсора SDIO и SCLK к цифровым пинам 8 и 9.

Для получения смещения по координатам нужно прочитать значение регистра чипа по адресу 0x02 (X) и 0x03 (Y), а для дампа картинки нужно, сначала записать значение 0x2A по адресу 0x08, а потом 18x18 раз его прочитать оттуда же. Это и будет последнее «запомненное» значение матрицы яркости изображения с оптического сенсора.

Как я реализовал это на Arduino можно посмотреть тут: http://pastebin.com/YpRGbzAS (всего ~100 строк кода).

А для получения и отображения картинки была написана программа на Processing.

Результат

После небольшого «допиливания» программы для своего проекта, я смог получать картинку прямо с оптического сенсора и производить над ней все необходимые вычисления.

Можно заметить текстуру поверхности (бумага) и даже отдельные буквы на ней. Следует отметить, что такое четкое качество картинки получается из-за того, что разработчики этой модели мыши добавили в конструкцию специальную стеклянную подставку с небольшой линзой прямо под сенсором.

Если начать приподнимать мышку над поверхностью даже на пару миллиметров, четкость сразу пропадает.

Если вы вдруг захотите повторить это дома, для нахождения мышки с аналогичным сенсором рекомендую искать старые девайсы с интерфейсом PS/2.

Заключение

Хотя получаемое изображение и не очень большое, этого вполне хватило для решения моей задачи (сканнер штрих кода). Получилось очень даже экономично и быстро (мышка за ~100р + Arduino + пару дней на написание кода).

Оставлю ссылки на материалы, которые мне очень пригодились для решения этой задачи. Это реально было не сложно и делалось с большим удовольствием. Сейчас я ищу информацию о чипах более дорогих моделей современных мышек для получения качественных изображений с большим разрешением. Возможно, мне даже удастся собрать что-то вроде микроскопа (качество изображений с текущего сенсора для этого явно не подходит). Спасибо за внимание!

Здравствуйте, уважаемые читатели блога сайт. Компьютерных мышей или мышек, по разному их называют, существует огромное количество. По функциональному назначению их можно разделить на классы: одни - предназначены для игр, другие - для обычной работы, третьи - для рисования в графических редакторах. В этой статье я постараюсь рассказать о видах и устройстве компьютерных мышей.

Но для начала, предлагаю перенестись на несколько десятилетий назад, как раз в то время, когда и придумали это сложное устройство. Первая компьютерная мышь появилась еще в 1968 году, и придумал ее американский ученый по имени Дуглас Энгельбарт. Мышку разрабатывало американское агентство космических исследований (NASA), которое и дало патент на изобретение Дугласу, но в один момент потеряло к разработке всяких интерес. Почему - читайте далее.

Первая в мире мышка представляла собой тяжелую деревянную коробочку с проводом, которая помимо своего веса была еще и крайне неудобной в использовании. По понятным причинам ее решили назвать "mouse", а чуть позже искусственно придумали расшифровку этой как бы аббревиатуры. Ага, теперь mouse, это не что иное, как "Manually Operated User Signal Encoder", то есть устройство, с помощью которого пользователь может вручную кодировать сигнал.

Все без исключения компьютерные мыши имеют в своем составе ряд компонентов: корпус, печатная плата с контактами, микрики (кнопки), колесо(-а) прокрутки - все они в том или ином виде присутствуют в любой современной мышке. Но вас наверняка мучает вопрос - что же тогда отличает их друг от друга (помимо того, что есть игровые, не игровые, офисные и т.д.), для чего придумали столько разных видов, вот посмотрите сами:

1. Механические
2. Оптические
3. Лазерные
4. Трекбол-мыши
5. Индукционные
6. Гироскопические

Дело в том, что каждый из вышеперечисленных видов компьютерных мышей появился в разное время и использует разные законы физики. Соответственно, у каждого из них есть свои недостатки и достоинства, о которых непременно будет сказано далее по тексту. Надо отметить, что наиболее подробно будут рассмотрены только первые три вида, остальные - не так подробно, в виду того, что они менее популярны.

Механические мыши - традиционные шариковые модели, относительно большого размера, требующие постоянной чистки шарика для эффективной работы. Грязь и мелкие частицы могут оказаться между вращающимся шариком и корпусом, и необходимо будет проводить чистку. Без коврика она никак не будет работать. Лет 15 назад была единственной в мире. Буду писать про нее в прошедшем времени, ибо уже раритет.

Снизу у механической мышки находилось отверстие, которое прикрывало поворотное пластиковое кольцо. Под ним находился тяжелый шарик. Этот шарик изготавливали из металла и покрывали резиной. Под шариком находились два пластмассовых валика и ролик, который и прижимал шарик к валикам. При передвижении мышки шарик вращал валик. Вверх или вниз - вращался один валик, вправо или влево - другой. Поскольку в таких моделях сила тяжести играла решающее значение, в невесомости такое устройство не работало, поэтому NASA отказалось от нее.

Если движение было сложное, вращались оба валика. На конце каждого пластмассового валика устанавливалась крыльчатка, как на мельнице, только во много раз меньше. С одной стороны крыльчатки находился источник света (светодиод), с другой - фотоэлемент. При движении мышью крыльчатка крутилась, фотоэлемент считывал количество импульсов света, которые попали на него, а затем передавал эту информацию в компьютер.

Поскольку лопастей у крыльчатки было много, движение указателя на экране воспринималось как плавное. Оптико-механические мыши (они же - просто "механические") страдали большим неудобством, дело в том, что периодически их нужно было разбирать и чистить. Шарик в процессе работы натаскивал внутрь корпуса всякий мусор, нередко резиновая поверхность шарика настолько загрязнялась, что валики перемещения просто проскальзывали и мышь глючила.

По этой же причине такой мышке просто необходим был коврик для корректной работы, иначе бы шарик проскальзывал и быстрее загрязнялся.

Оптические и лазерные мыши

В оптических мышках разбирать и чистить ничего не нужно , так как в них нет вращающегося шарика, они работают по иному принципу. В оптической мышке используется светодиод-сенсор. Такая мышь работает как маленькая фотокамера, которая сканирует поверхность стола и "фотографирует" ее, таких фотографий камера успевает сделать около тысячи за секунду, а некоторые модели и больше.

Данные этих снимков обрабатывает специальный микропроцессор на самой мышке и отправляет сигнал на компьютер. Преимущества на лицо - такой мыши не нужен коврик, она легкая по весу и может сканировать почти любую поверхность. Почти? Да, все кроме стекла и зеркальной поверхности, а так же бархата (бархат очень сильно поглощает свет).

Лазерная мышь очень похожа на оптическую, но принцип работы ее отличается тем, что вместо светодиода используется лазер . Это более усовершенствованная модель оптической мыши, ей требуется гораздо меньше энергии для работы, точность считывания данных с рабочей поверхности у нее гораздо выше, чем у оптической мыши. Вот она то может работать даже на стеклянной и зеркальной поверхностях.

Фактически, лазерная мышь представляет собой разновидность оптической, поскольку в обоих случаях используется светодиод, просто во втором случае он излучает невидимый глазу спектр .

Итак, принцип работы оптической мыши отличается от работы шариковой. .

Процесс начинается с лазерного или оптического (в случае с оптической мышью) диода. Диод излучает невидимый свет, линза фокусирует его в точку, равную по толщине человеческому волосу, луч отражается от поверхности, затем сенсор ловит этот свет. Сенсор настолько точен, что может улавливать даже мелкие неровности поверхности.

Секрет в том, что именно неровности позволяют мышке замечать даже малейшие движения. Снимки, полученные камерой сравниваются, микропроцессор сравнивает каждый последующий снимок с предыдущим. Если мышка сдвинулась, между снимками будет отмечена разница.

Анализируя эти отличия мышь определяет направление и скорость любого передвижения. Если разница между снимками значительна, курсор перемещается быстро. Но даже в неподвижном состоянии мышь продолжает делать снимки.

Трекбол-мыши

Трекбол мышь - устройство, в котором используется выпуклый шарик - "Trackball". Устройство трекбола очень схоже с устройством механической мыши, только шар в ней находится сверху или сбоку. Шар можно вращать, а само устройство остается на месте. Шар заставляет вращаться пару валиков. В новых трекболах используются оптические датчики перемещения.

Устройство под названием "Трекбол" может понадобиться далеко не всем, в добавок его стоимость нельзя назвать низкой, кажется, минимум начинается от 1400 руб.

Индукционные мыши

В индукционных моделях используется специальный коврик, работающий по принципу графического планшета. Индукционные мыши имеют хорошую точность и их не нужно правильно ориентировать. Индукционная мышь может быть беспроводной или иметь индуктивное питание, в последнем случае ей не потребуется аккумулятор, как обычной беспроводной мышке.

Понятия не имею, кому могут понадобиться такие устройства, которые дорого стоят и которые сложно найти в свободной продаже. Да и зачем, может кто знает? Может быть есть какие-то преимущества по сравнению с обычными "грызунами"?