Мышь манипулятор что это
Предназначение компьютерной мыши: что это за устройство и ее функции
Всем привет! Тема сегодняшнего поста – для самых неопытных «чайников», которые только начинают знакомство с персональным компьютером. Вы получите базовые знания о том, что такое компьютерная мышь и для чего служит этот девайс.
Определение в информатике
Если излагать сухим научным языком, манипулятор мышь, это координатное устройство, управляющее курсором и указывающее компьютеру различные команды. Перемещение курсора осуществляется, благодаря перемещению устройства по рабочей плоскости – столешнице или специальному коврику.
Команды отдаются посредством активации кнопок, которых обычно несколько, а в некоторых моделях до десятка.
На вопрос, устройство ввода или вывода, ответ однозначный – устройство ввода информации. Как называется правильно это устройство – манипулятор типа «мышь».
Логично предположить, что существуют и другие типы манипуляторов. Да они есть, но не получили такого широкого распространения. Исключение – игровые манипуляторы: рули, джойстики и геймпады.
Для чего нужна мышка
Девайс получил большую популярность, благодаря повсеместному применению графического интерфейса по типу «окон». Ошибочно полагать, что это прерогатива операционной системы Windows – «форточки используются» и в MacOS, и на большинстве Unix-систем.
Большинство действий в самой ОС и установленных программах можно выполнять с помощью мышки: запускать приложения, закрывать их, сворачивать окна, перемещать объекты, прокручивать страницы и т.д.
Принцип действия мышки
Большинство современных мышек оборудованы оптическим или лазерным сенсором. Он с определенной частотой фотографирует рабочую поверхность, которая всегда имеет микроскопические шероховатости. Используются принципы модуляции или демодуляции: процессор постоянно опрашивает мышь.
А если сенсор фиксирует изменение положения, подается команда на перемещение курсора. Скорость его перемещения можно изменить в настройках операционной системы, для более удобного использования устройства. Детальнее об этом читайте в публикации «как устроена компьютерная мышь» (уже на блоге).
Функции кнопок
У современной компьютерной мыши для платформы PC обязательно наличие правой и левой кнопок. «Яблочники» традиционно пользуются однокнопочными манипуляторами, но там и архитектура ОС немного отличается. Также все современные мышки оборудованы колесиком, при нажатии на которое активируется еще одна кнопка.
Основные манипуляции с кнопками:
Часто встречаются оптические мышки с дополнительной кнопкой над колесиком. Она служит для изменения DPI, то есть чувствительности сенсора, что влияет на скорость движения курсора.
Для чего предназначена мышка в играх
Современный компьютер – не только универсальный рабочий инструмент, но и самая популярная сегодня игровая платформа. Неудивительно, что современные игры «заточены» под использование мышки.
Более того, принципы управления в играх разных жанров давно унифицированы и мало отличаются. Типичное назначение мышки в различных играх:
Стратегии (Warcraft, Starcraft, Civilization). Перемещение мышки – движение камеры над полем боя. Левая кнопка – выбрать отряд / отправить в определенную точку / дать команду.
Логические игры (Luxor, Zuma, 3-в ряд). Движение мышью – перемещение курсора. Клик левой кнопкой – активация выбранного объекта.
Конечно, это описание неполное: жанров существует несколько десятков, просто я выбрал наиболее популярные. В многопользовательских играх управление мало отличается: набравшись опыта в одной игре, будет проще осваивать другие проекты подобного жанра.
Отдельно хочу отметить, что мышки геймерского типа, как правило, оборудованы дополнительными кнопками – как минимум, еще двумя. Также создано множество моделей с программируемыми кнопками, количество которых может достигать десятка.
На них можно переназначить основные действия, чтобы не искать команды на клавиатуре, или же запрограммировать на выполнение скрипта – набора предварительно записанных команд. Это помогает автоматизировать многие рутинные действия, которые часто приходится выполнять в играх, особенно многопользовательских РПГ.
Интересные факты о мышке
Идея создания этого девайса появилась у американского изобретателя Дугласа Энгельбарта еще в 1951 году. Воплощение она обрела десятком лет позже. Представлен первый работоспособный прототип был на конференции в Сан-Франциско в 1968 году, а патент на устройство выдан спустя два года.
Уже тогда мышка была предназначена для перемещения курсора, однако ее вид сильно отличался от современных. Весил девайс почти килограмм, так как корпус его был деревянным. Для фиксации движений использовались массивные продольный и поперечный ролики.
Несмотря на такой немного нелепый вид, устройство произвело настоящий фурор в комплексе с другими представленными наработками: совместной работой надо одним документом, использованием гипертекстовой разметки и проведение видеоконференции.
И, хотя первые серийные образцы стоили дорого и были востребованы в узком кругу американских IT-шников, массовый выпуск компьютеров «Макинтош» компанией Apple способствовал популяризации девайса – сначала в Америке, а позже и по всему миру.
Сегодня сложно представить компьютер, использующий другой тип манипуляторов – выполняя функции, для которых она предназначена, мышка крайне проста в использовании. Освоить ее может и трехлетний ребенок, и глубокий старик, впервые увидевший компьютер.
Есть все основания предполагать, что в ближайшие пару десятилетий, вряд ли что изменится в архитектуре компьютеров. Если все работает идеально, зачем что-то менять, верно?
Также, на смежную тему для вас могут оказаться полезными статьи «Что такое мембранная клавиатура» и «Основные характеристики клавиатуры». Буду признателен всем, кто расшарит этот пост в социальных сетях. До завтра!
Что такое мышь и как она устроена
Добрый день, друзья!
Сегодня мы поговорим об одном очень удобном устройстве, к которому мы так привыкли и без которого уже не представляем работы на компьютере.
Что такое «мышь»?
«Мышь» — это кнопочный манипулятор, предназначенный вместе с клавиатурой для ввода информации в компьютер.
Действительно, он похож на мышь с хвостиком. Современный компьютер уже немыслим без этой штуковины.
«Мышью» пользоваться гораздо удобнее, чем, например, встроенным манипулятором ноутбука.
Поэтому частенько пользователи отключают это ноутбучный «коврик» и подключают «мышь».
Как же устроена эта удобная штука?
Первые конструкции манипуляторов
Первые манипуляторы включали в себя шарик, который касался двух валиков с дисками.
Внешний обод каждого диска имел перфорацию. Валы были расположены перпендикулярно друг к другу.
Один вал отвечал за координату Х (горизонтальное перемещение), другой – за координату Y (вертикальное перемещение).
При перемещении манипулятора по столу шарик вращался, передавая крутящий момент на валы.
Если перемещение манипулятора выполнялось в направлении «вправо-влево», то вращался преимущественно вал, отвечающий за координату Х. Курсор на экране монитора перемещался также вправо-влево. Если мышь перемещалась в направлении «к себе-от себя», вращался преимущественно вал, отвечающий за координату Y. Курсор на экране монитора перемещался вверх-вниз.
Если манипулятор перемешался в произвольном направлении, вращались оба вала, соответственно перемещался и курсор.
Оптические датчики в старых «мышах»
При движении манипулятора вращаются валы с жестко закрепленными на них дисками. Перфорированный край диска периодически пересекает поток излучения от излучателя к приемнику. В итоге на выходе приемника получается серия импульсов, которая поступает на микросхему-контроллер. Чем быстрее будет перемещаться мышь, тем быстрее будут вращаться валы. Будет большей частота импульсов, и быстрее будет перемещаться курсор по экрану монитора.
Кнопки и колесо прокрутки
Любой манипулятор имеет, как минимум, две кнопки.
Двойной «клик» (нажатие) на одну из них (обычно левую) запускает исполнение программы или файла, нажатие на другую – запускает контекстное меню для соответствующей ситуации.
Устройства, предназначенные для компьютерных игр, могут иметь 5-8 кнопок.
Нажав на одну из них, можно пальнуть в монстра из гранатомета, на другую – пустить ракету, на третью – разрядить в него добрый старый винчестер.
Современные мыши имеют в себе и scroll – колесико прокрутки, что очень удобно при просмотре объемного документа. Просматривать такой документ можно, только вращая колесико и не используя кнопки. Некоторые модели имеют два колеса прокрутки, при этом можно просматривать текст или графическое изображение перемещаясь как вверх-вниз, так и влево-вправо.
Под колесиком прокрутки обычно имеется еще одна кнопка. Если, просматривать документ, вращая колесико и одновременно нажать на него, драйвер манипулятора подключает такой режим, что документ сам начинает перемещаться вверх по экрану. Скорость перемещения зависит от того, с какой скорость пользователь вращал колесико до нажатия на него.
В таком режиме курсор изменяет свое начертание. Это еще более повышает удобство… Короче говоря, добыли, приготовили, разжевали, осталось только проглотить. Повторное нажатие на колесико осуществляет переход от «автопросмотра» в обычный режим.
Оптические «мыши»
В дальнейшем манипулятор был усовершенствован.
Появились так называемые оптические «мыши».
Такие устройства содержат излучающий светодиод (обычно красного цвета), прозрачную отражающую призму из пластика, светочувствительный сенсор и управляющий контроллер.
Светодиод испускает лучи, которые, отражаясь от поверхности, улавливаются сенсором.
При движении манипулятора поток принятого излучения меняется, что улавливается сенсором и передается контроллеру, который вырабатывает стандартные сигналы для конкретного интерфейса. Оптическая мышь более чувствительна к перемещению и не требует для себя коврика, как старый манипулятор с шариком.
В оптической «мыши» нет трущихся частей (за исключением потенциометра, вращение на который передается с колеса прокрутки), которые изнашиваются или загрязняются. Это также является преимуществом.
Возможные проблемы с манипуляторами
Манипулятор «мышь», как и любая техника, имеет ограниченный срок службы. Ни для кого не секрет, что основная часть компьютерной техники делается в Китае. Цель любого бизнеса – это прибыль, поэтому китайские товарищи экономят даже на кабелях для «мышей», максимально утончая их.
Поэтому первое слабое место у манипуляторов – именно кабель.
Чаще всего внутренний обрыв одной или нескольких жил бывает в месте входа кабеля в мышь.
В кабеле имеется 4 провода, два из них – питание, третий – тактовая частота, четвертый – информационный.
Если мышь не видится компьютером, первым делом надо «позвонить» кабель тестером.
Если обнаружен обрыв, следует отрезать часть кабеля с разъемом (за местом входа кабеля в корпус «мыши» ближе к разъему) и припаять оставшийся кусок к печатной плате манипулятора, соблюдая, естественно, расцветку.
В противном случае ее контроллер (крохотный ее «мозг») может выйти из строя. И хорошо еще, если дело ограничится только этим. Может выйти из строя и контроллер интерфейса PS/2 на материнской плате, что гораздо хуже.
Если кабель цел, а мышь не опознается контроллером, то, скорее всего, вышел из строя ее контроллер, и она подлежит замене. Обрыв кабеля у оптических мышей можно заподозрить и по отсутствию свечения светодиода (который расположен вблизи поверхности, которая ездит по столу). В других случаях свечения может не быть из-за неисправности светодиода или контроллера, но такое бывает редко.
Манипуляторы с интерфейсом COM или USB можно переключать «на ходу». Впрочем, в настоящее время устройства с интерфейсом COM практически не встречаются.
«Кликать» мышкой приходится многие тысячи раз, и кнопки после длительной работы могут отказывать. Чтобы заменить кнопку, надо разобрать манипулятор и припаять другую. Не обязательно использовать такую же, какая была. Главное здесь – соблюсти высоту, чтобы сохранить длину хода клавиши. Впрочем, манипуляторы давно уже весьма доступны, и большинство пользователей не заморачиваются с их ремонтом.
Скажем «спасибо» добрым старым «мышкам» с шариком в брюхе – они хорошо нам послужили…
Заканчивая статью, отметим, что существуют разновидности манипуляторов с лазерным излучателем вместо светодиода, которые обеспечивают более точное и быстрое позиционирование курсора. Эти скорость и точность особенно востребованы в играх.
Существуют и wireless (радио) «мыши», в которых обмен информацией с компьютером осуществляется не по проводу, а по радиоканалу. Поэтому они содержат собственный источник питания – пару пальчиковых гальванических элементов типоразмера АА или ААА. Напомним еще раз, что разъем манипулятора вставляется в один из портов материнской платы.
Как работает оптическая мышь
Содержание
Содержание
Компьютерная мышь — определенно самый распространенный манипулятор для управления ПК. И если раньше выбор был один — громоздкая пластиковая мышь с шариком, то теперь эти «грызуны» делают из разных материалов, они бывают разных форм и с разной начинкой. Об одном из сенсоров — оптическом — и пойдет речь.
Первая оптическая мышка была создана в 1981 году Стивеном Киршом. Практически параллельно оптическую мышку создал Ричард Лайон, работник Xerox. Однако коммерческого успеха они не добились: для работы девайса требовался специальный коврик. Лишь в 1999 году была выпущена мышь IntelliMouse под маркой Microsoft, которая не нуждалась
в особенных ковриках.
Некоторые ошибочно разделяют оптические и лазерные мыши. Но это в корне неверно: оптические мыши включают в себя два вида — и лазерные, и светодиодные. Принцип работы обоих — одинаков. Различие лишь в источнике подсветки, которым служит или светодиод,
или лазер.
Устройство оптической светодиодной мыши
Установленный под небольшим углом светодиод мыши через пластиковую линзу-призму подсвечивает поверхность, по которой двигают манипулятор. Через другую линзу, которая усиливает отраженный свет, система получения изображений Image Acquisition System (IAS) фотографирует поверхность, подсвеченную светодиодом, с частотой 1 кГц и выше.
Так как в светодиодных мышах свет отражается от неровностей, даже незаметных глазу,
такая мышь не будет работать на идеально гладких поверхностях — зеркале и стекле.
Затем сенсор-процессор обработки изображений (DSP), который обрабатывает информацию
со скоростью 18 миллионов операций в секунду, анализирует поступающие фотографии: происходит разбивка кадра на миниатюрные квадраты. Каждому из них присваивается усредненное значение яркости от 0 до 63, где 0 — черный, а 63 — белый цвет. Мозаика, состоящая из множества таких квадратов, является координатной сеткой и точкой отсчета
для сенсора DSP.
Сенсор передает информацию ПК не напрямую, а через еще одну микросхему, которая обрабатывает щелчки кнопок и прокрутку колесика. Микросхема сводит все данные воедино
и отправляет на компьютер. Драйвер мыши обрабатывает эту информацию, перемещает курсор по экрану и совершает остальные действия.
Процессор отслеживает все изменения поверхности и теней, покадрово сравнивая их, высчитывает результаты перемещения мыши вдоль осей Х и Y и передает их на ПК.
Такая технология получила название оптической корреляции.
Особенности устройства оптической лазерной мыши
В отличие от светодиодных, в таких мышках установлен инфракрасный лазерный диод. Лазер в силу своих физических свойств фокусируется на поверхности точнее: ему не нужны отчетливо видные неровности, отбрасывающие тени. Поэтому работа лазерных мышек возможна даже на зеркальных и стеклянных поверхностях. Остальные этапы процесса
те же, что и у светодиодных мышей.
Плюсом лазерных мышек является низкое энергопотребление по сравнению
со светодиодными. Минусом — лазерные мышки раньше, чем светодиодные теряют «ориентацию» при отрыве от поверхности.
Некоторые оптические мыши имеют сразу два сенсора для более точной работы.
Технические характеристики сенсора мыши
DPI и CPI простыми словами
Первый (и чаще всего единственный) параметр, с которым сталкивается покупатель мышки — максимальное разрешение сенсора или dpi. DPI расшифровывается как количество точек
на дюйм (dots per inch). Этим термином, который изначально относился к принтерной печати, измеряют качество изображения — плотность пикселей чернил на бумаге.
DPI оптической мыши — это расстояние (количество пикселей), на которое сдвинется курсор на экране, если мышь физически передвинется на один дюйм. То есть чем выше dpi, тем на меньшее расстояние нужно сдвинуть мышку, чтобы курсор прошел на экране больший путь. Этот показатель может быть 800, 1200, 2400 и выше.
Во многих игровых мышках dpi можно переключать, а его максимальное значение может достигать внушительных цифр, например, 25 600.
Cpi (counts per inch, количество считываний на дюйм) — минимальное расстояние, которое физически может зарегистрировать сенсор мыши. Этот термин относится именно к оптическим мышкам, и, по сравнению с dpi, он технически корректный.
Но производители в характеристиках указывают именно узнаваемую аббревиатуру dpi вместо правильной, но малоизвестной cpi. По сути, оба термина описывают один и тот же процесс только с разных ракурсов: с точки зрения пользователя, смотрящего на движение курсора
по экрану, и с точки зрения сенсора, считывающего движения мыши. Допустимо рассматривать эти параметры как аналогичные.
Время отклика и частота опроса
Временной отрезок, за который сигнал дойдет от движения мыши до отображения перемещения курсора на экране, называется временем отклика. Этот параметр напрямую зависит от частоты опроса, а также типа подключения мыши к ПК — проводное, беспроводное.
Следующий важный параметр сенсора — частота опроса. Она показывает, как часто сенсор оценивает информацию о текущем местоположении мыши по сравнению с исходным, т.е. частоту фотографирования поверхности. Чем выше опросная частота, тем более плавно движется курсор на экране. Например, при частоте опроса 500 Гц время отклика — 2 мс,
а при 1000 Гц — 1 мс.
В топовых игровых мышках этот показатель может достигать
15 кГц и выше.
Скорость
Скорость сенсора измеряется в дюймах в секунду (ips — inch per second). Показывает максимальную дистанцию, которую пройдет мышка за одну секунду, не теряя отслеживания.
У обычных мышек этот параметр составляет 120–150 ips или 3-4 м/с. Большего и не требуется: попробуйте переместить девайс с такой скоростью и у вас не хватит места на столе.
В геймерских манипуляторах умудряются довести значения до 450 ips и выше, что эквивалентно 10 м/с. Не каждый человек сможет физически развить такую скорость сенсора.
Ускорение (G)
Отвечает за то, как быстро изменяется скорость сенсора от нуля до максимального значения. При резких движениях мыши курсор может срываться улетать в сторону. Чем выше показатель ускорения девайса, тем сильнее защита от срыва курсора.
Ускорение (G) оптической мыши равнозначно ускорению свободного падения и составляет 9,81 м/с2.
Максимальные значения ускорения для большинства игроков составляют 20–30 G,
но производители доводят параметр до планки 50 G (около 500 м/с2) и выше. Это значение превышает человеческие возможности: геймер никогда не сможет развить
такое ускорение мышью.
Зачем нужны такие рекорды? Во-первых, чем выше значения скорости и ускорения, тем выше точность и плавность работы сенсора мыши. Это особенно важно для киберспортсменов. Во-вторых, внушительные цифры всегда идут на пользу маркетингу.
Cкорость и ускорение компьютерной мышки не менее важные параметры для геймеров, чем время отклика или разрешение сенсора. Но именно последние указываются в характеристиках девайсов, а про первые — продавцы часто «забывают».
Светодиод
В бюджетных оптических мышах используются красные светодиоды. Они дешевле
в производстве, а кремниевые фотосенсоры более чувствительны к красному цвету.
До недавнего времени отличить светодиодную мышку от лазерной можно было по характерному красному свечению. Однако в современных светодиодных мышках иногда используют светодиоды других цветов, а также бесцветные. Последние девайсы внешне неотличимы от лазерных мышек.
В зависимости от производителя устройство оптики может незначительно меняться: дополнительная линза или вертикальная фокусировка луча, но принцип работы у всех оптических мышек остается прежним.
Разница между оптическими и светодиодными мышками технически невелика. Оба вида компьютерных «грызунов» — одной ценовой категории — обладают схожим принципом работы, параметрами и производительностью.
Выбор между светодиодной и лазерной мышкой — дело вкуса. Не стоить верить утверждениям, что лазерные мыши быстрее и точнее. В данном вопросе лучше опираться на материал изготовления девайса, наличие дополнительных кнопок, визуальную красоту мышки и то, насколько удобно она лежит в руке. Подробнее о выборе мышки можно прочесть тут.