Все, модернизированная мышка готова, и можно получать удовольствие от игр.

Технология мышей

Конструкция Эгельбарта долго не прожила в связи с тем, что имела множество недостатков. Следующим шагом улучшения манипулятора был шаровой привод, который отличался от прямого привода лишь наличием шарика, позволявшего за счет своего веса и прорезиненной поверхности давать хорошую сцепку с двумя роликами, вращение которых фиксировалось двумя датчиками, преобразующими, в свою очередь, механические импульсы в электросигналы. Но в связи с тем, что это все-таки механика, а столы у нас не всегда идеально чистые, со временем шарик и ролики пачкались и начинали проскальзывать, что приводило к искажениям реакции манипулятора на передвижения по поверхности и, следовательно, их приходилось чистить. Дальнейшее развитие грызунов пошло по пути внедрения в конструкцию мышей оптических сенсоров.

Оптический путь

Первые мыши с оптическим сенсором появились в массовой продаже в 1999 году, и первым их производителем стала всем известная компания Microsoft. История оптических сенсоров насчитывает два поколения.

В первом поколении использовались оптопарные датчики с непрямой оптической связью. Работали они за счет светоизлучающих и воспринимающих отражение от рабочей поверхности светочувствительных диодов. Эти мышки должны были иметь специальный коврик с определенным изображением или же штриховкой, без которого (или с другим ковриком) мышь могла работать неправильно или же не работать вовсе. В России такие мышки не смогли получить большой популярности в связи с высокой ценой.

Функционирование второго поколения оптических сенсоров можно сравнить с работой небольшого сканера. Естественно, в темноте датчик ничего не «увидит», поэтому в оптическую мышку встроен светодиод, который через фокусирующие линзы подсвечивает поверхность. Отражаясь, света проходит через другую фокусирующую линзу к оптическому сенсору. Оптический сенсор можно разделить на две части: приемный сенсор, он же Image Acquisition System (IAS), и DSP-процессор обработки изображений. Приемный сенсор делает снимки той самой поверхности с высокой частотой, что позволяет достичь плавности движения курсора. Как только DSP-процессор получает несколько снимков, он начинает анализировать их. Снимки выглядят как небольшая матрица, состоящая из пикселей различного градиента серого. Сравнивая эти снимки, он находит изменения в них, и показатели передает на контроллер мыши – вторая по важности микросхема в грызуне. Контроллер, в свою очередь, собирает всю информацию о действиях манипулятора: передвижении, использовании кнопок, колеса прокрутки и т.п. После этого все данные передаются через интерфейс(USB, PS/2) драйверу устройства, который сообщает приложениям о необходимости передвижения курсора и реакции на использование элементов управления.

Характеристики сенсора

Наука не стоит на месте, и с каждым годом выходят все новые и новые сенсоры, но началось все с HDNS-2000 – первого оптического сенсора, который стал выпускаться в массы. Характеристики его не столь выдающиеся, но в то время они позволили оптическим мышам выйти в серию. Разрешение у этого сенсора составляло 400 dpi (точек на квадратный дюйм), а максимальная скорость перемещения мыши, на которой он мог нормально фиксировать информацию, 12 дюймов/с, что соответствовало частоте 1500 кадров в секунду. Ускорение при движении мышки не превышало 0.15g (примерно 1.5 м/с2).

Следующим шагом в производстве оптических сенсоров были сенсоры сенсоров ADNS-2610 и ADNS-2620. ADNS-2620 стал первым сенсором, который имел возможность изменять частоту съемки с 1500 на 2300 кадров в секунду. Размер каждого снимка был 18х18 пикселей. Ускорение также возросло до 0.25g. Этот чип питался от 3.3 В, что позволяло использовать его в беспроводных манипуляторах. Хотя сенсор ADNS-2610 был схож по характеристикам с ADNS-2620, он не мог снимать на частоте 2300 кадров/с, и работал он от напряжения в 5 В.

Вскоре вышел чип ADNS-2051. Новшеством стало увеличение разрешения датчика с 400 до 800 dpi, также он имел больше вариантов частот снятия кадров: 500, 1000, 1500, 2000 или 2300 снимков/с. Но вот размер этих самых кадров уменьшился до 16х16 пикселей. Максимальное ускорение составляло 0.15g, а максимальная скорость перемещения мыши 14 дюймов/с. Питался датчик от 5 В.

Чтобы идти в ногу со временем, оптику необходимо было внедрять в беспроводные манипуляторы, а для этого потребовался новый сенсор. Им стал ADNS-2030. Он требовал всего 3.3 В питания, разрешение датчика было 400 и 800 dpi, максимальное ускорение в 0.15g, а максимальная скорость перемещения 14 дюймов/с. Новшеством сенсора было то, что чип имел функцию энергосбережения. При получении 1500 снимков одинакового содержания сенсор переходил в режим сна.

В дальнейшем постепенно выходили и более новые сенсоры с лучшими характеристиками. Но большими изменениями они не блистали. Пока не появился сенсор ADNS-3060. Максимальная скорость перемещения мышки выросла до 40 дюймов, а ускорение увеличилось до 15g, частота снимков выросла до 6500 снимков/с, при этом он сам может выбирать, на какой частоте ему работать, в зависимости от характеристик поверхности. Таким образом, был устранен эффект «срыва» мыши, когда при резком движении рукой курсор либо оставался на месте, либо улетал в дальний угол экрана, при этом были сохранены функции энергосбережения. Разрешение датчика же не изменилось и осталось 400 и 800 dpi. Сенсор потребляет всего 3.3 В, Что дает возможность использование его в беспроводных устройствах. Размер кадров увеличился до 30х30 пикселей. Производит эти чипы одна единственная компания, Agilent Technologies, которая входит в состав всем известной корпорации HP.

Лазер

Последней значительной вехой в технологиях мышестроения стало использование в качестве подсветки настоящего лазера, но очень маленькой мощности, порядка 700 мкВт, так что не бойся, в столе ты дырку не проделаешь. Однако глаза испортить можешь, поэтому в мышку встроена «защита от дурака»: если ты захочешь посмотреть на лазер так же, как и на светодиод на простой оптической мышке, то у тебя ничего не получится, так как при отрыве мышки от поверхности стола или коврика он мгновенно отключается. Смысл замены светодиода был в том, что лазер – это когерентный направленный луч света, подсветка же диода была рассеянной. Лазерный луч может отражаться практически без искажений от любых поверхностей, позволяет делать более точные, четкие и качественные снимки поверхности, а также его можно использовать на однородной и полированной поверхности, что практически невозможно для простой оптической мышки. Первые лазерные манипуляторы отличались от оптических только заменой подсветки с диодной на лазерную. Впоследствии стали выпускать специальные сенсоры для лазерной подсветки, такие как ADNS-6000, ADNS-6010 и ADNS-6030 для беспроводных комплектов.

Сенсор ADNS-6000 стал первым сенсором для лазерных мышей.Его характеристики практически не отличались от сенсоров для оптических мышей. Размер снимка был 30х30 пикселей, разрешение датчика 400 или 800 dpi, частота снятия снимков свыше 6400 кадров/с, максимальная скорость перемещения мышки 20 дюймов/с, а максимальное ускорение не более 8g.

ADNS-6010 существенно отличался от своего собрата. Размер кадров также не превышал 30х30 пикселей, но разрешение датчика можно было менять между 400, 800, 1600, или 2000(!) dpi. Частота снятия снимков составляла более 7080 кадров/с, максимальная скорость перемещения мышки – 45 дюймов/с, а максимальное ускорение – 20g. При этом для питания требовалось всего 3.3 В.

ADNS-6030 был создан специально для беспроводных лазерных мышей. Его характеристики существенно уступают предыдущему сенсору: разрешение кадров упало до 22х22 пикселей. Возможность выбора разрешений датчика только между 400 и 800, Частота снятия снимков 6469 кадров/с, максимальная скорость перемещения мышки 20 дюймов/с, а максимальное ускорение не более 8g. Но зато для его питания требуется всего 2.7 В!

В настоящее время только лазерная мышка способна иметь точность сенсора в 2500(!) dpi, что немаловажно для пользователей, которым требуется высокая точность позиционирования курсора.

Кликер

Эта деталь мыши практически незаметна для юзера, но все ее прекрасно знают по четкому ощущению клика и негромкому щелчку. Со временем кликеры были модернизированы как в плане ресурсоемкости, так и в области издаваемого звука. Если у тебя завалялась старая мышка, попробуй нажать на кнопку и сравнить ощущения с нынешней мышкой – звук на старой мышке был более громкий, что иногда раздражало и мешало работе. Первым шагом к исправлению ситуации было уменьшение хода пластмассовых кнопок мыши к кликеру так, чтобы сделать его как можно меньше, но при этом чтобы клик по-прежнему чувствовался. Дабы мышь не напоминала погремушку, основные кнопки стали единым целым с корпусом. Вторым – изменение внутреннего устройства самого кликера. Минимальная ресурсоемкость этой детали составляет 1’000’000 нажатий, но жизнь показывает, что ресурсоемкость многократно превышает свой минимум. Нагрузка на кликер не должна превышать пару десятков грамм, поэтому пластик мыши только соприкасается с кликером, а вся лишняя нагрузка при нажатии уже приходится на корпус манипулятора. В настоящее время производители мышек в основном используют кликеры фирм Zippy Technologyи Omron.

Смена разрешений сенсора

Возможность смены разрешений точности сенсора присутствует уже практически во всех моделях мышей среднего и топового класса. Изменение dpi позволяет достичь наиболее удобной скорости «бега» грызуна по рабочему столу. У каждой мышки есть собственный круг точности в диапазоне от 200 до 2500 dpi. Пользователь выставляет то разрешение, на котором ему удобно работать, но в большинстве случаев это 600-800 dpi – более высокие значения обычно используют хардкорные геймеры, где точность является чуть ли не самым важным параметром. Мышки, имеющие на своем борту специальную кнопку для быстрой смены разрешений, особенно удобны – кнопка избавляет тебя от постоянного изменения параметров в ПО. Ниже приведена таблица оптимальных разрешений сенсора для разных разрешений экрана.

Dpi разрешение экрана

• 400 640х480
• 600 800х600
• 800 1024х768
• 1000 1152х864
• 1200 1280х960
• 1600 1280х1024
• 2000 1360х1024
• 2500 1600х1200

Мохнатый интерфейс

Первые грызуны подключались по коммуникационному интерфейсу RS-232, в простонародье просто COM-порт. Частота обращения порта к мышке была 40 Гц, а в дальнейшем – 60 Гц. Позднее стали использовать более компактный разъем PS/2, его максимальная частота составляла 200 Гц, и была возможность выбрать значение из ряда: 10, 20, 40, 60, 80, 100 или 200 Гц.

Последним шагом стал USB, позволяющий мышке работать на частоте в 1 кГц! Хотя увеличение частоты не означает повышение скорости работы мыши, а наоборот, ее замедляет, зато улучшает позиционирование манипулятора – ведь чем чаще драйвер получает информацию о состоянии мыши, тем быстрее он отреагирует на его изменение.

Беспроводная связь

Провода имеют большой недостаток – они любят путаться и цепляться, причем в самый неподходящий момент, а также не дают использовать мышку в качестве пульта ДУ. Но неудобство беспроводных мышей тоже налицо: при потере провода они теряют надежный источник питания. Каждый производитель ищет свои способы решения этой проблемы: некоторые используют встроенные аккумуляторы, прилагая к комплекту либо стакан для подзарядки, либо просто провод; другие же применяют съемные аккумуляторы, которые можно заряжать от зарядных устройств либо просто заменить батарейками того же типоразмера. Но в любом случае все разработчики используют сенсоры с уменьшенным энергопотреблением в 3 В. Как было сказано выше, это не лучшим образом отражается на характеристиках этих сенсоров, а следовательно, и возможностях манипулятора, которые уступают показателям своих хвостатых братьев.

Первой попыткой в области отрезания хвоста у мыши было использование инфракрасной связи. Такие мыши работали на основе инфракрасного излучения с длиной волны 850 нм и 900 нм. Для обеспечения связи необходимо два приемопередатчика: первый находится в самой мышке, а второй – в блоке, подключенном к порту. Расстояние от приемника до мыши может достигать 2-3 метров, но при этом должна быть прямая видимость между мышкой и приемником – любые предметы между ними вызывают помехи в сигнале. В настоящее инфракрасный интерфейс в мышестроении не используется.

В поисках эффективного решения каждый производитель старался найти свой способ передачи сигнала от манипулятора к компьютеру, но почти все пришли к единому мнению, что набирающий популярность Bluetooth является оптимальным. Для работы такой связи необходимо два bluetooth-адаптера: один, как ты понял, в мышке и один – в компьютере, работают они в радиусе 10-ти метров и, в отличие от ИК-связи, прямой видимости не требуют. Устройства используют радиоволны с частотой 2.45 ГГц, что является единым ISM диапазоном (Industrial, Scientific, Medical – промышленный, научный и медицинский).

Существуют еще одно интересное решение – индукционные мыши, хотя беспроводными их можно назвать лишь отчасти, так как хоть сама мышь и не имеет провода, зато он есть у специального коврика или планшета, без которого такой манипулятор работать не будет. Принцип функционирования индукционных мышей заключается в следующем: в мышке и в планшете имеется по катушке индуктивности, катушка, которая находится в мышке, выполняет функцию приемника, а катушка, находящаяся в планшете, является излучателем магнитного поля. Помимо катушки в мышке имеется диод и конденсатор. При излучении планшетом электромагнитной волны она передается на катушку мышки и заряжает конденсатор через диод. Затем магнитная волна возвращается к передатчику. Планшет же состоит из сети печатных проводников с шагом в 3.5-6 мм. Несмотря на столь большой интервал, механизм считывания позволяет получать информацию с намного меньшим шагом – до 100 линий в 1 миллиметре! Благодаря вернувшемуся от мышки сигналу, контроллер получает информацию о ее местоположении на планшете, вследствие чего курсор начинает двигаться.

Регулируемая сенса

Данное понятие «сенса», она же – sensitivity, в переводе на русский – «чувствительность», позволяет менять степень реакции приложений на движение мышки: при маленьком значении ты можешь сдвинуть манипулятор хоть на полстола, а курсор на экране проедет всего-навсего несколько сотен пикселей; ну а при высокой чувствительности малейшее движение рукой вызовет бешеные метания курсора по монитору. Сенсу можно менять как в самой ОС, так и в отдельных приложениях (обычно в играх: стратегиях или шутерах). Регулирование чувствительности мыши происходит за счет изменения частоты опрашивания драйвером порта мыши. Чем реже порт опрашивается, тем медленнее мышка скользит по рабочему столу.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: