網(wǎng)上營業(yè)廳
掌上營業(yè)廳
你原來是否也做過這樣的事情：把有線鼠標翻過來，輕輕扭動底部鏤空圓環(huán)的蓋子，那個掉出來的沉甸甸、有著橡膠手感的灰色小球開始把玩。
那么，這個小球是如何讓鼠標工作的呢？為什么現(xiàn)在的鼠標沒有這個小球了？今天就讓我們一起來看看 “老朋友”——鼠標的前世今生。
01 最早的鼠標竟然用保齡球？
你沒有看錯，真的是保齡球！1952年，加拿大皇家海軍發(fā)明了首個依靠手部運動進行光標移動的輸入設備：該設備將5針保齡球放置在能夠偵測球面轉(zhuǎn)向的硬件上，從而實現(xiàn)了手部運動與屏幕上光標移動之間的直接關聯(lián)。換句話說，就是當手部運動帶動保齡球滾動時，偵測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，進而驅(qū)動屏幕上的光標進行相應的移動。
這一設備在當時并未直接被稱為“軌跡球”或“鼠標”，但其核心原理和工作方式卻與后來的軌跡球鼠標高度相似。只是這個項目在當時屬于軍事機密，所以并沒有申請專利。
到了20世紀60年代，“鼠標之父”——道格拉斯·恩格爾巴特（Douglas Engelbart）與其同事發(fā)明了一個神奇的小木盒裝置。木盒內(nèi)置兩個滾輪，并在頂部配備了一個按鈕。當滾輪帶動軸旋轉(zhuǎn)時，內(nèi)置變阻器的阻值就會發(fā)生變化。這些變化的阻值隨后被轉(zhuǎn)換成位移信號，經(jīng)過電腦微處理器處理后，計算出其水平方向及垂直方向的位移，產(chǎn)生一對相對于屏幕的坐標，從而讓屏幕上用于指示位置的光標隨之移動，改裝置很好取代了鍵盤上使光標移動的上、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，和鼠標的英文一致），這就是滾輪鼠標的原型。雖然它讓計算機操作更加簡便，但有個很大的bug，那就是它只能上下左右移動，想要斜著移動是不行的。
02 軌跡球鼠標
1968年，德國Telefunken公司推出了一款具有革新意義的軌跡球鼠標，名為Rollkugel（德語為“滾球”）。這款鼠標底部配備了一個軌跡球，正面設有一個按鈕，其獨特的設計使其最初在畫矢量圖領域得到了廣泛應用。
該產(chǎn)品的誕生標志著鼠標定位方式擺脫了傳統(tǒng)鼠標的直向操作模式，為用戶提供了更加靈活和便捷的光標控制方式。它不僅提高了圖形設計工作的效率，還以其精確性和靈活性在業(yè)界贏得了廣泛贊譽，為后續(xù)鼠標的發(fā)展奠定了堅實基礎。
03 機械鼠標
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）和鼠標驅(qū)動的圖形用戶界面（GUI）技術，通過移動鼠標，用戶就可以控制屏幕上的光標，并通過點擊鼠標按鈕來執(zhí)行各種操作，極大地簡化了計算機的操作流程，提高了工作效率。鼠標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計，將鼠標作為標準輸入設備引入到自己的產(chǎn)品中。
1979年，蘋果公司創(chuàng)始人喬布斯在被邀請觀看Alto以及執(zhí)行在該系統(tǒng)上的軟件時，意識到鼠標與GUI（Graphics User Interface，圖形用戶界面）系統(tǒng)的發(fā)展前景，并立刻應用到自己的系統(tǒng)中。
1981年，第一款商業(yè)化鼠標誕生，最早于Mac電腦上開始廣泛應用。
1983年，Apple公司推出了其首款配備鼠標的電腦——LISA，這一創(chuàng)新之舉極大地推廣了鼠標的使用，使用戶深刻體會到了鼠標的便利性。1984年，蘋果公司推出面向大眾消費市場的麥金塔電腦——Macintosh 128k，并配備僅有單一按鍵的鼠標，讓鼠標走進了千家萬戶。
滾珠鼠標的定位機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，這就要求鼠標必須在一個十分平整的平面上使用，才能確保其良好的性能。因此在實際使用過程中，常常會出現(xiàn)光標移動緩慢、定位不準確等現(xiàn)象。此外，橡膠球作為關鍵部件，容易磨損，經(jīng)過一段時間的使用后，其定位精度往往會明顯下降，導致其使用壽命相對較短。更為糟糕的是，橡膠球還容易黏附灰塵，因此需要用戶經(jīng)常進行清洗和維護。
04 光電鼠標——鼠標內(nèi)置小球消失的原因
隨著支持鼠標的操作平臺的發(fā)展，1981年，由Dick Lyon和Steve Kirsch發(fā)明的光電鼠標問世，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。
這類光電鼠標具有比機械鼠標更高的精確度。但它過高的成本和需用特制光電鼠標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，是世界上第一個光學成像式鼠標引擎。這款鼠標的高精度、無需專用鼠標墊等優(yōu)點迅速引起業(yè)界矚目，并憑借其出色的性能和用戶體驗在市場上獲得了廣泛的認可。
此外，隨著技術的不斷進步，2000年，羅技等知名廠商相繼推出了采用類似光學引擎的第二代光學鼠標產(chǎn)品，不需要專用鼠標墊的光電鼠標從此普及。這些產(chǎn)品不僅在性能上達到了很高的水平，還在外觀設計、人體工學等方面進行了優(yōu)化，以滿足不同用戶的需求。
不同于機械鼠標通過鼠標球的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動來獲得鼠標移動的位置，現(xiàn)代光電鼠標通過一個光電傳感器，實際上是一個小型低分辨率攝像頭，來采集鼠標在物體表面上的移動方位。其實就是在移動時對鼠標下方進行快速拍照，通過比對照片之間的差別判斷出鼠標的位置移動。
20世紀90年代末期，激光鼠標出現(xiàn)。1998年，Sun Microsystems公司為他們的Sun SPARC工作站配備了激光鼠標。但激光鼠標并未能迅速成為市場主流。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，激光鼠標技術得到了重大突破。
激光鼠標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，進而大幅提高了鼠標的靈敏度（DPI）。如今，激光鼠標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，這款鼠標首次實現(xiàn)了在玻璃表面上的無障礙操作，標志著激光鼠標技術的又一重大突破。
2008年，微軟公司發(fā)布了采用Blue Track技術的藍光鼠標，這款名為Microsoft SideWinder X8的鼠標幾乎兼容所有界面。
2009年，蘋果公司推出了創(chuàng)新的Magic Mouse鼠標，它采用與iPhone、iPod Touch、MacBook相同的多點觸控技術，取消了傳統(tǒng)的鼠標按鍵和滾輪，僅通過一整片多點觸控板就能實現(xiàn)一般鼠標的左、右鍵以及360度滾輪功能，并且支持兩指操作等更多手勢功能。
在鼠標誕生之前，人們主要依賴鍵盤與計算機進行交互，而鼠標的誕生徹底顛覆了這一傳統(tǒng)模式，讓用戶操作計算機不再繁瑣且低效。
1968年至今，鼠標的發(fā)展已經(jīng)走過了56個年頭。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慣，但鼠標作為計算機發(fā)展史上的重要里程碑，其精準、高效的操作方式在特定應用場景下依然無法被完全取代。因此，我們有理由相信，在下一個革命性交互工具出現(xiàn)之前，鼠標依然將長期存在并發(fā)揮著重要作用。
參考資料：
1. 科普中國：《鼠標里的小球，是什么時候消失的？》，作者：小瑋 科普作者；
2. 武漢科學技術館：《鼠標是如何工作的》；
3. 信電學院分團委科創(chuàng)部：《尋跡配設 | 你真的了解鼠標嗎——小鼠標大智慧》
4. 惠州學院電子信息與電氣工程學院微信公眾號惠州學院閃亮電子：《每周科普｜鼠標的進化》，作者：陳鋒添。
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