見過鼠标裏面這個小球嗎?
機械鼠标内部的小球,圖片來源:Wikipedia
很多 80 後 、90 後的小夥伴可能對這個球還有印象。
隻需要把早期的電腦鼠标翻過來,底部的旋鈕稍微一擰,就會掉出來這樣一個小球。在上電腦課的時候,老師還得跟偷偷把鼠标裏的球給摳出來玩的同學鬥智鬥勇,網吧老闆也一定有過這樣的陰影。
其實,早在幾十年前的鼠标身上,就有這樣的球了。再往前追溯,人們甚至直接把保齡球塞進了鼠标的" 老前輩 " 裏。保齡球怎麽能裝進鼠标?今天爲什麽很難再見到這個小球了?下面我們就來聊一聊。
保齡球當鼠标?
如果你去搜索 " 最早的鼠标 ",大概率會搜到這個 1964 年研制,1967 年申請專利的鼠标,這個長得有點像文玩的東西看起來也不可能放進一個保齡球。
SRI 原型鼠标,圖片來源:Wikipedia
其實,早在這個鼠标誕生之前大約 20 年,鼠标的 " 老前輩 " 就已經誕生了,這個老前輩名叫 " 軌迹球 "。在 20 世紀 40 年代中期,英國海軍正在研制一種綜合顯示系統,這種顯示系統是雷達繪圖系統的一部分。
當時人們需要在雷達系統的顯示器上标識一些重要信息。在這個過程中,人們研發了一種被稱作 " 滾球 " 的東西。畢竟想在 360 度的地圖上進行移動和标記,圓球形狀的東西就特别合适。
但後來,這個系統在投入生産使用的時候,還是用了飛機操縱杆,畢竟操縱杆也可以 360 度旋轉标記,而且更現成,不用專門研發生産。
後來,在 20 世紀 50 年代初,加拿大海軍也要建立自己的戰場信息系統。他們在英國進行參觀學習之後,在 1952 年開始研發自己的系統 DATAR。在 DATAR 裏,加拿大人采用的輸入系統就是軌迹球。
比如,圖片中就是 DATAR 系統中的軌迹球,這個裝置中間是一個标準的 "5 瓶保齡球 " 球體。這種保齡球比正常的保齡球小一些,直徑在 12 厘米左右,放在操作台上正合适。
加拿大 "DATAR" 系統中使用的軌迹球,圖片來源:參考資料 1
鑒于這樣的項目屬于軍事機密,這個軌迹球系統并沒有申請專利。但它算得上是後來的滾珠鼠标以及今天的軌迹球鼠标的老前輩了。
最早申請專利的鼠标
到了 20 世紀 60 年代,道格拉斯 · 恩格爾巴特(Douglas Engelbart)和比爾 · 英格利希(Bill English)發明了與現代鼠标功能類似的 " 鼠标 "。
當時恩格爾巴特正在 SRI 公司工作,他需要探索如何改進硬件設備以增強計算機的能力。他希望通過一種外接設備,來跟鍵盤配合,更好地移動光标的位置進行輸入。
後來,英格利希加入 SRI,跟恩格爾巴特一同完成了原型的制作,并且在 1967 年申請了專利。這個原型的正式名稱叫 " 顯示系統 X-Y 位置指示器 ",但恩格爾巴特和英格利希給這個裝置起了個更簡單的名字,就叫 "mouse",鼠标的名字,就這麽誕生了。
" 顯示系統 X-Y 位置指示器 " 專利截圖,圖片來源:參考資料 2
而且在 1968 年,恩格爾巴特進行了一次公開演示,演示了包括鼠标、視頻會議、窗口在内的多種人機交互功能。這些在今天稀松平常的技術,在當時非常新鮮,甚至有一些科幻的意味了。雖然當時演示的很多産品并沒有立即就普及開來,但給人們留下了深刻的印象,
鼠标中的圓球
當恩格爾巴特的團隊研制出 " 顯示系統 XY 位置指示器 " 的同時,德國的一個團隊也在研制類似的設備,而且,德國團隊的這個設備正是受到了早期雷達站的軌迹球啓發。
德國的 RKS100-86,圖片來源:Wikipedia
在 1966 年,德國工程師雷納 · 馬勒布萊因(Rainer Mallebrein)在看到軌迹球之後突發奇想。他覺得,如果把軌迹倒過來,就可以做成一個更方便的輸入設備。基于這個想法,馬勒布萊因的團隊發明出了 RKS100-86,這個設備跟後來盛行的滾珠鼠标非常相似。
RKS100-86 底部圖,圖片來源:參考資料 3
不過當時,德國專利局并沒有授權這項專利。發明者馬勒布萊因在後來的一次采訪中表示,當時他們也嘗試申請專利了,但專利局并沒有接受這個申請,因爲專利局認爲 "RKS100-86 在機械方面的改進不夠大 "。
雖然沒有成功申請到專利,但 RKS100-86 算是最早的帶滾珠的鼠标了。在 20 世紀七八十年代,越來越多的滾珠鼠标出現。
1973 年,施樂公司(Xerox)的 Alto 計算機誕生,這款計算機是最早一批面向個人用戶的計算機,這款計算機就配備了滾珠鼠标。
Alto 使用的鼠标背面(有三個滾珠),圖片來源:Wikipedia
1984 年,蘋果公司發布了面向大衆消費市場的麥金塔電腦—— Macintosh 128k。當時這款電腦配備的也是滾珠鼠标。
早期麥金塔電腦的滾珠鼠标,圖片來源:ebay 截圖
随着 20 世紀八九十年代個人電腦的普及,滾動鼠标也進入了千家萬戶,幾乎成爲了當時的标配。
光學鼠标誕生
但今天,市面上大部分鼠标裏又沒有小球了,小球的消失跟光學鼠标的發展有關。
其實早在 1980 年,麻省理工學院的史蒂夫 · 基爾什(Steve Kirsch)研制出了一款光學鼠标。這款鼠标不再是通過檢測滾珠的運動狀況來控制光标,而是由鼠标内部的紅外線 LED 燈、紅外線傳感器外加一個特制的鼠标墊配合操縱。
紅外線鼠标和特質鼠标墊,圖片來源:Wikipedia
沒錯,這款鼠标隻能在特制的鼠标墊上使用,而且如果鼠标墊的方向放錯了,鼠标也是沒有辦法正常工作的,這跟當時的滾珠鼠标相比還是相當不方便的,況且,還有鼠标墊磨損導緻定位飄忽的問題。
而同樣是在 1980 年,施樂公司的理查德 · 裏昂(Richard Lyon)也發明了一款基于光學傳感器的鼠标。鼠标配備了一款 16 像素的可見光圖像傳感器。
簡單地說,這個鼠标的工作原理是在移動時對鼠标下方進行快速拍照,通過比對照片之間的差别判斷出鼠标的位置移動。
但 16 像素的分辨率實在是太低了,而要處理更高分辨率的圖像,就需要内置一個處理能力更強大的芯片,在 20 世紀 80 年代初,這個成本還比較高。
到了 20 世紀 90 年代末,微軟、惠普(後來拆分出 " 安捷倫 ")開始發布自己的光學鼠标。盡管當時光學鼠标的價格比機械鼠标要貴,但因爲光學鼠标可以在大部分物體表面上使用,而且不像機械鼠标那樣需要時不時把鼠标球拿出來清理,光學鼠标也開始占據自己的市場。
不過,普通的 LED 光學鼠标有個缺陷,那就是它們不能在特别光滑的物體表面或者玻璃桌面上使用。如果你使用過早期的光學鼠标可能會有這樣的經曆,早期的光學鼠标在特别光滑的桌面上使用就很容易 " 飄 "。
而另一種類型的光學鼠标就可以解決這個問題。
在 20 世紀 90 年代末,激光鼠标開始出現。激光鼠标使用激光而不是 LED 光源來照明,激光可以顯著提高拍攝的圖像分辨率,這可以提高鼠标的靈敏度(DPI)。而到了 21 世紀初,激光鼠标已經更加全能,幾乎能在所有類型的物體表面上發揮作用(也包括玻璃)。
現在我們在網上能買到的主要就是基于 LED 光或者激光的光學鼠标。如果你隻是購買一個日常辦公用的鼠标,這兩種鼠标的差别不是很大。唯一需要注意的是,如果你的桌面非常光滑,或者經常在玻璃桌面上辦公,還是建議使用激光鼠标。
當然了,現在市面上同樣可以找到基于滾珠的 " 軌迹球鼠标 "。但一般情況下,軌迹球鼠标往往會比光學鼠标要貴一些。如果你想體驗一下鼠标 " 老祖宗 " 的感覺,也可以試試這一類鼠标,一個合适的軌迹球,配合正确的使用姿勢,能夠減少一些手腕、肩部的負擔,畢竟隻用動指頭就行了。
軌迹球鼠标,圖片來源:Wikipedia
未來鼠标還可以用什麽控制?
那從鼠标誕生到現在,已經出現了機械鼠标(包括軌迹球)—— LED 鼠标——激光鼠标,未來有沒有可能出現其他的鼠标?
當然是有可能的。
比如慣性傳感器能夠通過檢測運動的加速度、旋轉、傾斜等等參數,在我們的手機裏都有這樣的傳感器,而這些參數同樣可以幫助鼠标判斷移動狀況。
另外,2021 年,麻省理工科技評論(MIT technology review)上的一篇文章就提及到了使用腦機接口來輔助殘障人士操縱鼠标鍵盤。這樣的技術成熟後,不僅可以幫助殘障人士更好地使用電子設備,同樣可能應用在普通人生活中,爲我們的生活提供便利。
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