Оптико-механические и другие устройства ввода

Мышь

Наряду с клавиатурой мышь является важнейшим средством ввода. С начала триум­фального шествия графических оболочек мышь стала необходимой для эффектив­ной работы на PC с соответствующим программным обеспечением. С помощью мыши нельзя вводить в PC серии команд. Однако именно это и явилось отправной точкой для развития удобного графического интерфейса пользователя.

Немного истории

В 1968 г. на осенней объединенной компьютер­ной конференции (Fall Joint Computer Conference) был представлен первый в мире манипулятор мышь ("мышь"). "Отцом" мыши явился амери­канский ученый Даг Энгельбарт, который руково­дил лабораторией Augmentation Research Centre (ARC) в исследовательском институте Stanford Research Institute (SRI) Стэнфордского универси­тета. Лаборатория занималась программным обеспечением для корпоративной деятельности.

Первый экземпляр манипулятора "мышь" был из­готовлен инженером Биллом Инглишем (Bill English), а программы для него написал Джефф Рулифсон (Jeff Rulifson). Частично работы по созданию мыши спонсировались Национальным космическим агентством (NASA). По его заказу были проведены сравнительные испытания раз­личных устройств, и хотя мышь продемонстри­ровала абсолютное превосходство, но — такова ирония судьбы — в силу своей ведомственной специфики NASA потеряло к этому манипулятору интерес: ведь он не мог работать в невесомости.

Назначение графических оболочек — это возможность инициации многих команд без длинного ввода их с клавиатуры. Выбор, щелчок (или двойной щелчок) на объ­екте в виде пиктограммы, символа или пункта меню делает клавиатуру (почти) не­нужной. Естественно, что ее нельзя полностью заменить в приложениях, требующих ввода данных с клавиатуры, например, в программах обработки текста. Применение только мыши также зачастую не является самым быстрым путем к достижению же­лаемого результата, т. к. с помощью стандартных комбинаций клавиш (горячие кла­виши) многие функции можно выполнить быстрее.

Крупнейшими производителями мышей являются компании Microsoft, Mitsumi, А4 Tech, Logitech и KEY Systems (торговая марка мышей Genius).

Существует множество моделей мышей. Мыши различаются по способу подключения.

Мыши, подключаемые к СОМ-порту (Serial Mouse — последовательные мыши).

Мыши, подключаемые к порту PS/2 (PS/2 мыши, или Bus Mouse).

Мыши, подключаемые к порту USB.

Мыши взаимодействуют с портом либо посредством кабеля (проводные или "хвос­татые" мыши), либо через дополнительное устройство, принимающее радиосигналы (или инфракрасные сигналы) от мыши (беспроводные или "бесхвостые" мыши).

По принципу действия мыши подразделяются на:

• оптико-механические;

• оптические.

Кроме того, по способу подключения к компьютеру мыши можно подразделить на:

• проводные;

• беспроводные (радиопередающие, инфракрасные).

Для нормальной работы с мышью необходима не только сама мышь как инстру­мент. Для оптимального функционирования мышь должна передвигаться по пло­ской поверхности. Обычно применяются специальные коврики, так называемые MousePad. Указатель мыши на экране движется синхронно с движением мыши по коврику. Если двигать мышь налево, указатель на мониторе перемещается налево, если двигать мышь по кругу, то указатель также движется по кругу.

Устройством ввода для мыши являются находящиеся на ней кнопки. Большинство мышей имеют по две кнопки, а специальные модели имеют три и более кнопок. Мыши только с одной кнопкой применяются для компьютеров типа Apple. К разго­вору о 3-кнопочных мышах мы вернемся далее.

Функциональное назначение кнопок мыши различно и зависит от выполняемого приложения. Общим правилом является то, что при указании на объект, например, пиктограмму, объект становится управляемым. В этом случае при щелчке левой кнопкой мыши объект помечается (выделяется). Если теперь, не отпуская левой кнопки, перемещать мышь, то объект будет перемещаться на экране. При двойном щелчке левой кнопкой мыши на этом объекте он активизируется.

Для большинства программных продуктов имеется возможность переопределять функ­ции левой и правой кнопки мыши, что облегчает работу левшей. В Windows 95/98,

например, эту установку можно изменить, с выбрав переключатель Для левшей (Lefthanded), на вкладке Кнопки мыши (Buttons) окна Свойства: Мышь (Properties: Mouse), которое можно вызвать Пуск (Start) | Настройка (Settings) | Панель управле­ния (Control Panel) | Мышь (Mouse).

Кроме кнопок, многие современные мыши оборудованы специальными устройствами для быстрой прокрутки (скроллинга) изображения на экране монитора. На корпусе мыши устанавливаются рычажок, кнопка-качелька и устройства для скроллинга колеса (рис. 20.2). Наиболее удобным и простым является скроллинг с помощью колес, прав­да такие мыши наиболее дорогие.

Основные характеристики мыши Разрешение

Качество мыши в значительной степени зависит от ее конструкции, поскольку она, как и все механические устройства, подвергается изнашиванию. Но наряду с этим качество мыши зависит от ее разрешения. Разрешение мыши измеряется в dpi (dot per inch — количество точек на дюйм). Хотя более правильно было бы измерять его в cpi (count per inch — число отсчетов на дюйм), т. к. электронная схема мыши пере­считывает в импульсы расстояние, которое прошла мышь. Если мышь имеет разре­шение 1500 dpi и вы передвигаете ее на 1 дюйм вправо, то привод мыши получает через микроконтроллер информацию о смещении на 1500 единиц вправо. Драйвер мыши рассчитывает эту информацию и усредняет ее в зависимости от графического разрешения монитора для позиционирования курсора на экране. При этом не имеет значения, двигалась мышь быстро или медленно.

Баллистический эффект

Зависимость точности позиционирования мыши от скорости ее перемещения опре­деляется так называемым баллистическим эффектом. Этот эффект можно варьиро­вать. При коротких перемещениях мыши уменьшается баллистический эффект ско­рости, что ведет к увеличению точности позиционирования указателя мыши, если вы, например, работаете в графической программе с мелкими деталями. Во время движений, при которых мышь проходит относительно большое расстояние, напри­мер, при перемещении между окнами редактирования и линейкой инструментов, курсор соответственно будет двигаться быстрее.

Нормальное разрешение мыши лежит в диапазоне от 200 до 900 dpi. Мышь с разре­шением более 1000 dpi позволяет очень точно вести и позиционировать курсор, при этом точность, естественно, зависит от выбранного разрешения экрана монитора.

Принцип работы оптико-механической мыши

Можно без больших проблем и риска открыть мышь. Время от времени это даже необ­ходимо делать, т. к. мышь нуждается в определенном уходе и, прежде всего, в чистке.

На нижней стороне мыши находится отверстие, которое открывается поворотом пластмассовой крышки. При снятии этой крышки вы увидите круглый шарик диа­метром 1,5—2 см. После удаления этой крышки шарик можно вытащить из гнезда и почистить.

Обычно шарик изготовлен из металла и покрыт резиновым слоем. Если удалить ша­рик, то можно увидеть два маленьких валика и ролик, которые контактировали с ша­риком. Подпружиненный ролик служит для прижима шарика к двум валикам, оси которых расположены в одной плоскости под углом 90° друг относительно друга, и предназначенным для регистрации механических передвижений мыши. Эти пластмас­совые валики на конце осей связаны с диском, имеющим растровые отверстия.

В уже устаревших и в настоящее время практически не применяющихся механических мышах эти диски представляли собой механические контакты, преобразующие пере­мещение мыши в электрические импульсы. Подобный принцип действия предраспо­ложен к ошибкам позиционирования и износу контактов, поэтому мыши, основанные на нем, были со временем вытеснены более надежными и точными оптико-меха­ническими мышами (рис. 20.4), принцип действия которых состоит в следующем.

При перемещении мыши по коврику "тяжелый" шарик приходит в движение и враща­ет соприкасающиеся с ним валики. Ось вращения одного из валиков вертикальна, а другого — горизонтальна. На этих осях установлены диски с растровыми отверстиями, которые вращаются между фотодатчиками. От количества растровых отверстий зависит разрешающая способность мыши. Обычно их около 40, что обеспечивает разрешение порядка 400 dpi. Фотодатчик состоит из источника света и фоточувствительного эле­мента (фотодиод, фоторезистор или фототранзистор). Этот фотосенсор безукориз­ненно определяет, где находится источник света: перед отверстием или за пластмас­совой перегородкой диска. Поскольку таких растровых дисков два, то порядок освещения фоточувствительных элементов определяет направление перемещения мыши, а количество формируемых импульсов — расстояние.

Импульсы при помощи микроконтроллера превращаются в совместимые с PC данные и передаются через интерфейс RS-232C на материнскую плату.