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你原來是否也做過這樣的事情：把有線鼠標(biāo)翻過來，輕輕扭動(dòng)底部鏤空?qǐng)A環(huán)的蓋子，那個(gè)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(gè)小球是如何讓鼠標(biāo)工作的呢？為什么現(xiàn)在的鼠標(biāo)沒有這個(gè)小球了？今天就讓我們一起來看看 “老朋友”——鼠標(biāo)的前世今生。
01 最早的鼠標(biāo)竟然用保齡球？
你沒有看錯(cuò)，真的是保齡球！1952年，加拿大皇家海軍發(fā)明了首個(gè)依靠手部運(yùn)動(dòng)進(jìn)行光標(biāo)移動(dòng)的輸入設(shè)備：該設(shè)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(shí)現(xiàn)了手部運(yùn)動(dòng)與屏幕上光標(biāo)移動(dòng)之間的直接關(guān)聯(lián)。換句話說，就是當(dāng)手部運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)保齡球滾動(dòng)時(shí)，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(hào)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)屏幕上的光標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)的移動(dòng)。
這一設(shè)備在當(dāng)時(shí)并未直接被稱為“軌跡球”或“鼠標(biāo)”，但其核心原理和工作方式卻與后來的軌跡球鼠標(biāo)高度相似。只是這個(gè)項(xiàng)目在當(dāng)時(shí)屬于軍事機(jī)密，所以并沒有申請(qǐng)專利。
到了20世紀(jì)60年代，“鼠標(biāo)之父”——道格拉斯·恩格爾巴特（Douglas Engelbart）與其同事發(fā)明了一個(gè)神奇的小木盒裝置。木盒內(nèi)置兩個(gè)滾輪，并在頂部配備了一個(gè)按鈕。當(dāng)滾輪帶動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，內(nèi)置變阻器的阻值就會(huì)發(fā)生變化。這些變化的阻值隨后被轉(zhuǎn)換成位移信號(hào)，經(jīng)過電腦微處理器處理后，計(jì)算出其水平方向及垂直方向的位移，產(chǎn)生一對(duì)相對(duì)于屏幕的坐標(biāo)，從而讓屏幕上用于指示位置的光標(biāo)隨之移動(dòng)，改裝置很好取代了鍵盤上使光標(biāo)移動(dòng)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(biāo)的英文一致），這就是滾輪鼠標(biāo)的原型。雖然它讓計(jì)算機(jī)操作更加簡便，但有個(gè)很大的bug，那就是它只能上下左右移動(dòng)，想要斜著移動(dòng)是不行的。
02 軌跡球鼠標(biāo)
1968年，德國Telefunken公司推出了一款具有革新意義的軌跡球鼠標(biāo)，名為Rollkugel（德語為“滾球”）。這款鼠標(biāo)底部配備了一個(gè)軌跡球，正面設(shè)有一個(gè)按鈕，其獨(dú)特的設(shè)計(jì)使其最初在畫矢量圖領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
該產(chǎn)品的誕生標(biāo)志著鼠標(biāo)定位方式擺脫了傳統(tǒng)鼠標(biāo)的直向操作模式，為用戶提供了更加靈活和便捷的光標(biāo)控制方式。它不僅提高了圖形設(shè)計(jì)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(yù)，為后續(xù)鼠標(biāo)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
03 機(jī)械鼠標(biāo)
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(biāo)驅(qū)動(dòng)的圖形用戶界面（GUI）技術(shù)，通過移動(dòng)鼠標(biāo)，用戶就可以控制屏幕上的光標(biāo)，并通過點(diǎn)擊鼠標(biāo)按鈕來執(zhí)行各種操作，極大地簡化了計(jì)算機(jī)的操作流程，提高了工作效率。鼠標(biāo)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(shè)計(jì)，將鼠標(biāo)作為標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)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(qǐng)觀看Alto以及執(zhí)行在該系統(tǒng)上的軟件時(shí)，意識(shí)到鼠標(biāo)與GUI（Graphics User Interface，圖形用戶界面）系統(tǒng)的發(fā)展前景，并立刻應(yīng)用到自己的系統(tǒng)中。
1981年，第一款商業(yè)化鼠標(biāo)誕生，最早于Mac電腦上開始廣泛應(yīng)用。
1983年，Apple公司推出了其首款配備鼠標(biāo)的電腦——LISA，這一創(chuàng)新之舉極大地推廣了鼠標(biāo)的使用，使用戶深刻體會(huì)到了鼠標(biāo)的便利性。1984年，蘋果公司推出面向大眾消費(fèi)市場的麥金塔電腦——Macintosh 128k，并配備僅有單一按鍵的鼠標(biāo)，讓鼠標(biāo)走進(jìn)了千家萬戶。
滾珠鼠標(biāo)的定位機(jī)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(dòng)，這就要求鼠標(biāo)必須在一個(gè)十分平整的平面上使用，才能確保其良好的性能。因此在實(shí)際使用過程中，常常會(huì)出現(xiàn)光標(biāo)移動(dòng)緩慢、定位不準(zhǔn)確等現(xiàn)象。此外，橡膠球作為關(guān)鍵部件，容易磨損，經(jīng)過一段時(shí)間的使用后，其定位精度往往會(huì)明顯下降，導(dǎo)致其使用壽命相對(duì)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(jìn)行清洗和維護(hù)。
04 光電鼠標(biāo)——鼠標(biāo)內(nèi)置小球消失的原因
隨著支持鼠標(biāo)的操作平臺(tái)的發(fā)展，1981年，由Dick Lyon和Steve Kirsch發(fā)明的光電鼠標(biāo)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(biāo)具有比機(jī)械鼠標(biāo)更高的精確度。但它過高的成本和需用特制光電鼠標(biāo)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(biāo)，是世界上第一個(gè)光學(xué)成像式鼠標(biāo)引擎。這款鼠標(biāo)的高精度、無需專用鼠標(biāo)墊等優(yōu)點(diǎn)迅速引起業(yè)界矚目，并憑借其出色的性能和用戶體驗(yàn)在市場上獲得了廣泛的認(rèn)可。
此外，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，2000年，羅技等知名廠商相繼推出了采用類似光學(xué)引擎的第二代光學(xué)鼠標(biāo)產(chǎn)品，不需要專用鼠標(biāo)墊的光電鼠標(biāo)從此普及。這些產(chǎn)品不僅在性能上達(dá)到了很高的水平，還在外觀設(shè)計(jì)、人體工學(xué)等方面進(jìn)行了優(yōu)化，以滿足不同用戶的需求。
不同于機(jī)械鼠標(biāo)通過鼠標(biāo)球的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)來獲得鼠標(biāo)移動(dòng)的位置，現(xiàn)代光電鼠標(biāo)通過一個(gè)光電傳感器，實(shí)際上是一個(gè)小型低分辨率攝像頭，來采集鼠標(biāo)在物體表面上的移動(dòng)方位。其實(shí)就是在移動(dòng)時(shí)對(duì)鼠標(biāo)下方進(jìn)行快速拍照，通過比對(duì)照片之間的差別判斷出鼠標(biāo)的位置移動(dòng)。
20世紀(jì)90年代末期，激光鼠標(biāo)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(biāo)。但激光鼠標(biāo)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(biāo)，激光鼠標(biāo)技術(shù)得到了重大突破。
激光鼠標(biāo)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(jìn)而大幅提高了鼠標(biāo)的靈敏度（DPI）。如今，激光鼠標(biāo)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(biāo)，這款鼠標(biāo)首次實(shí)現(xiàn)了在玻璃表面上的無障礙操作，標(biāo)志著激光鼠標(biāo)技術(shù)的又一重大突破。
2008年，微軟公司發(fā)布了采用Blue Track技術(shù)的藍(lán)光鼠標(biāo)，這款名為Microsoft SideWinder X8的鼠標(biāo)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(biāo)，它采用與iPhone、iPod Touch、MacBook相同的多點(diǎn)觸控技術(shù)，取消了傳統(tǒng)的鼠標(biāo)按鍵和滾輪，僅通過一整片多點(diǎn)觸控板就能實(shí)現(xiàn)一般鼠標(biāo)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(biāo)誕生之前，人們主要依賴鍵盤與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互，而鼠標(biāo)的誕生徹底顛覆了這一傳統(tǒng)模式，讓用戶操作計(jì)算機(jī)不再繁瑣且低效。
1968年至今，鼠標(biāo)的發(fā)展已經(jīng)走過了56個(gè)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(xí)慣，但鼠標(biāo)作為計(jì)算機(jī)發(fā)展史上的重要里程碑，其精準(zhǔn)、高效的操作方式在特定應(yīng)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(gè)革命性交互工具出現(xiàn)之前，鼠標(biāo)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(biāo)里的小球，是什么時(shí)候消失的？》，作者：小瑋 科普作者；
2. 武漢科學(xué)技術(shù)館：《鼠標(biāo)是如何工作的》；
3. 信電學(xué)院分團(tuán)委科創(chuàng)部：《尋跡配設(shè) | 你真的了解鼠標(biāo)嗎——小鼠標(biāo)大智慧》
4. 惠州學(xué)院電子信息與電氣工程學(xué)院微信公眾號(hào)惠州學(xué)院閃亮電子：《每周科普｜鼠標(biāo)的進(jìn)化》，作者：陳鋒添。
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