你原來是否也做過這樣的事情:把有線鼠標(biāo)翻過來,輕輕扭動(dòng)底部鏤空?qǐng)A環(huán)的蓋子,那個(gè)掉出來的沉甸甸、有著橡膠手感的灰色小球開始把玩。
那么,這個(gè)小球是如何讓鼠標(biāo)工作的呢?為什么現(xiàn)在的鼠標(biāo)沒有這個(gè)小球了?今天就讓我們一起來看看 “老朋友”——鼠標(biāo)的前世今生。
01 最早的鼠標(biāo)竟然用保齡球?
你沒有看錯(cuò),真的是保齡球!1952年,加拿大皇家海軍發(fā)明了首個(gè)依靠手部運(yùn)動(dòng)進(jìn)行光標(biāo)移動(dòng)的輸入設(shè)備:該設(shè)備將5針保齡球放置在能夠偵測(cè)球面轉(zhuǎn)向的硬件上,從而實(shí)現(xiàn)了手部運(yùn)動(dòng)與屏幕上光標(biāo)移動(dòng)之間的直接關(guān)聯(lián)。換句話說,就是當(dāng)手部運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)保齡球滾動(dòng)時(shí),偵測(cè)硬件能夠捕捉到球面轉(zhuǎn)向的信息,并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào),進(jìn)而驅(qū)動(dòng)屏幕上的光標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)的移動(dòng)。
這一設(shè)備在當(dāng)時(shí)并未直接被稱為“軌跡球”或“鼠標(biāo)”,但其核心原理和工作方式卻與后來的軌跡球鼠標(biāo)高度相似。只是這個(gè)項(xiàng)目在當(dāng)時(shí)屬于軍事機(jī)密,所以并沒有申請(qǐng)專利。
到了20世紀(jì)60年代,“鼠標(biāo)之父”——道格拉斯·恩格爾巴特(Douglas Engelbart)與其同事發(fā)明了一個(gè)神奇的小木盒裝置。木盒內(nèi)置兩個(gè)滾輪,并在頂部配備了一個(gè)按鈕。當(dāng)滾輪帶動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí),內(nèi)置變阻器的阻值就會(huì)發(fā)生變化。這些變化的阻值隨后被轉(zhuǎn)換成位移信號(hào),經(jīng)過電腦微處理器處理后,計(jì)算出其水平方向及垂直方向的位移,產(chǎn)生一對(duì)相對(duì)于屏幕的坐標(biāo),從而讓屏幕上用于指示位置的光標(biāo)隨之移動(dòng),改裝置很好取代了鍵盤上使光標(biāo)移動(dòng)的上、下、左、右鍵。
該裝置在1970年11月17日獲得了專利,名字為“顯示系統(tǒng)X-Y位置指示器”。由于該裝置后部連接著一根線,形似老鼠,因此被形象地命名為“Mouse”(老鼠,和鼠標(biāo)的英文一致),這就是滾輪鼠標(biāo)的原型。雖然它讓計(jì)算機(jī)操作更加簡(jiǎn)便,但有個(gè)很大的bug,那就是它只能上下左右移動(dòng),想要斜著移動(dòng)是不行的。
02 軌跡球鼠標(biāo)
1968年,德國Telefunken公司推出了一款具有革新意義的軌跡球鼠標(biāo),名為Rollkugel(德語為“滾球”)。這款鼠標(biāo)底部配備了一個(gè)軌跡球,正面設(shè)有一個(gè)按鈕,其獨(dú)特的設(shè)計(jì)使其最初在畫矢量圖領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
該產(chǎn)品的誕生標(biāo)志著鼠標(biāo)定位方式擺脫了傳統(tǒng)鼠標(biāo)的直向操作模式,為用戶提供了更加靈活和便捷的光標(biāo)控制方式。它不僅提高了圖形設(shè)計(jì)工作的效率,還以其精確性和靈活性在業(yè)界贏得了廣泛贊譽(yù),為后續(xù)鼠標(biāo)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
03 機(jī)械鼠標(biāo)
1973年,施樂帕克研究中心(PARC)研制出了一款名為Alto的電腦,并首次引入了桌面比擬(Desktop metaphor)和鼠標(biāo)驅(qū)動(dòng)的圖形用戶界面(GUI)技術(shù),通過移動(dòng)鼠標(biāo),用戶就可以控制屏幕上的光標(biāo),并通過點(diǎn)擊鼠標(biāo)按鈕來執(zhí)行各種操作,極大地簡(jiǎn)化了計(jì)算機(jī)的操作流程,提高了工作效率。鼠標(biāo)也正是在這款電腦上首次被使用。
接下來的幾十年里,包括蘋果公司在內(nèi)的許多電腦制造商紛紛效仿施樂的設(shè)計(jì),將鼠標(biāo)作為標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備引入到自己的產(chǎn)品中。
1979年,蘋果公司創(chuàng)始人喬布斯在被邀請(qǐng)觀看Alto以及執(zhí)行在該系統(tǒng)上的軟件時(shí),意識(shí)到鼠標(biāo)與GUI(Graphics User Interface,圖形用戶界面)系統(tǒng)的發(fā)展前景,并立刻應(yīng)用到自己的系統(tǒng)中。
1981年,第一款商業(yè)化鼠標(biāo)誕生,最早于Mac電腦上開始廣泛應(yīng)用。
1983年,Apple公司推出了其首款配備鼠標(biāo)的電腦——LISA,這一創(chuàng)新之舉極大地推廣了鼠標(biāo)的使用,使用戶深刻體會(huì)到了鼠標(biāo)的便利性。1984年,蘋果公司推出面向大眾消費(fèi)市場(chǎng)的麥金塔電腦——Macintosh 128k,并配備僅有單一按鍵的鼠標(biāo),讓鼠標(biāo)走進(jìn)了千家萬戶。
滾珠鼠標(biāo)的定位機(jī)制采用的是物理式滾球方式,滾軸需要與接觸面產(chǎn)生摩擦才能轉(zhuǎn)動(dòng),這就要求鼠標(biāo)必須在一個(gè)十分平整的平面上使用,才能確保其良好的性能。因此在實(shí)際使用過程中,常常會(huì)出現(xiàn)光標(biāo)移動(dòng)緩慢、定位不準(zhǔn)確等現(xiàn)象。此外,橡膠球作為關(guān)鍵部件,容易磨損,經(jīng)過一段時(shí)間的使用后,其定位精度往往會(huì)明顯下降,導(dǎo)致其使用壽命相對(duì)較短。更為糟糕的是,橡膠球還容易黏附灰塵,因此需要用戶經(jīng)常進(jìn)行清洗和維護(hù)。
04 光電鼠標(biāo)——鼠標(biāo)內(nèi)置小球消失的原因
隨著支持鼠標(biāo)的操作平臺(tái)的發(fā)展,1981年,由Dick Lyon和Steve Kirsch發(fā)明的光電鼠標(biāo)問世,配備紅外LED和四象限紅外傳感器,需要在一種被印有特殊紅外線吸收顏料的金屬表面網(wǎng)格上使用。
這類光電鼠標(biāo)具有比機(jī)械鼠標(biāo)更高的精確度。但它過高的成本和需用特制光電鼠標(biāo)墊配合使用的要求限制了其使用范圍。
1999年,微軟推出“Intel Mouse Explorer”鼠標(biāo),是世界上第一個(gè)光學(xué)成像式鼠標(biāo)引擎。這款鼠標(biāo)的高精度、無需專用鼠標(biāo)墊等優(yōu)點(diǎn)迅速引起業(yè)界矚目,并憑借其出色的性能和用戶體驗(yàn)在市場(chǎng)上獲得了廣泛的認(rèn)可。
此外,隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,2000年,羅技等知名廠商相繼推出了采用類似光學(xué)引擎的第二代光學(xué)鼠標(biāo)產(chǎn)品,不需要專用鼠標(biāo)墊的光電鼠標(biāo)從此普及。這些產(chǎn)品不僅在性能上達(dá)到了很高的水平,還在外觀設(shè)計(jì)、人體工學(xué)等方面進(jìn)行了優(yōu)化,以滿足不同用戶的需求。
不同于機(jī)械鼠標(biāo)通過鼠標(biāo)球的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)來獲得鼠標(biāo)移動(dòng)的位置,現(xiàn)代光電鼠標(biāo)通過一個(gè)光電傳感器,實(shí)際上是一個(gè)小型低分辨率攝像頭,來采集鼠標(biāo)在物體表面上的移動(dòng)方位。其實(shí)就是在移動(dòng)時(shí)對(duì)鼠標(biāo)下方進(jìn)行快速拍照,通過比對(duì)照片之間的差別判斷出鼠標(biāo)的位置移動(dòng)。
20世紀(jì)90年代末期,激光鼠標(biāo)出現(xiàn)。1998年,Sun Microsystems公司為他們的Sun SPARC工作站配備了激光鼠標(biāo)。但激光鼠標(biāo)并未能迅速成為市場(chǎng)主流。直到2004年,羅技與其合作伙伴Avago Technologies攜手推出了MX 1000激光鼠標(biāo),激光鼠標(biāo)技術(shù)得到了重大突破。
激光鼠標(biāo)用小型紅外激光作為傳感器的照明源,替代了傳統(tǒng)的LED,顯著提升了拍攝圖像的分辨率,進(jìn)而大幅提高了鼠標(biāo)的靈敏度(DPI)。如今,激光鼠標(biāo)幾乎可以在所有類型的物體表面上順暢使用。值得一提的是,2006年DEXIN公司推出了ML45有線激光鼠標(biāo),這款鼠標(biāo)首次實(shí)現(xiàn)了在玻璃表面上的無障礙操作,標(biāo)志著激光鼠標(biāo)技術(shù)的又一重大突破。
2008年,微軟公司發(fā)布了采用Blue Track技術(shù)的藍(lán)光鼠標(biāo),這款名為Microsoft SideWinder X8的鼠標(biāo)幾乎兼容所有界面。
2009年,蘋果公司推出了創(chuàng)新的Magic Mouse鼠標(biāo),它采用與iPhone、iPod Touch、MacBook相同的多點(diǎn)觸控技術(shù),取消了傳統(tǒng)的鼠標(biāo)按鍵和滾輪,僅通過一整片多點(diǎn)觸控板就能實(shí)現(xiàn)一般鼠標(biāo)的左、右鍵以及360度滾輪功能,并且支持兩指操作等更多手勢(shì)功能。
在鼠標(biāo)誕生之前,人們主要依賴鍵盤與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互,而鼠標(biāo)的誕生徹底顛覆了這一傳統(tǒng)模式,讓用戶操作計(jì)算機(jī)不再繁瑣且低效。
1968年至今,鼠標(biāo)的發(fā)展已經(jīng)走過了56個(gè)年頭。盡管智能平板觸摸交互的興起在很大程度上改變了人們的操作習(xí)慣,但鼠標(biāo)作為計(jì)算機(jī)發(fā)展史上的重要里程碑,其精準(zhǔn)、高效的操作方式在特定應(yīng)用場(chǎng)景下依然無法被完全取代。因此,我們有理由相信,在下一個(gè)革命性交互工具出現(xiàn)之前,鼠標(biāo)依然將長(zhǎng)期存在并發(fā)揮著重要作用。
參考資料:
1. 科普中國:《鼠標(biāo)里的小球,是什么時(shí)候消失的?》,作者:小瑋 科普作者;
2. 武漢科學(xué)技術(shù)館:《鼠標(biāo)是如何工作的》;
3. 信電學(xué)院分團(tuán)委科創(chuàng)部:《尋跡配設(shè) | 你真的了解鼠標(biāo)嗎——小鼠標(biāo)大智慧》
4. 惠州學(xué)院電子信息與電氣工程學(xué)院微信公眾號(hào)惠州學(xué)院閃亮電子:《每周科普|鼠標(biāo)的進(jìn)化》,作者:陳鋒添。