从木头盒子到桌面新宠——鼠标列传(一)

电脑学堂

横空出世

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第一个鼠标

20世纪60年代初恩格尔巴特动手制作出了历史上第一个鼠标,这个在小木头盒子里装上两个滚轮并附带一个按钮的东西就是原始鼠标。它的工作原理是由滚轮带动轴旋转,并使变阻器改变阻值,阻值的变化就产生了位移信号,经电脑处理后屏幕上指示位置的光标就可以移动了。但是作为一种技术演示品的原始鼠标在定位性能上的确叫人不敢恭维,因此并没有真正被量产。

初试身手

随着对鼠标的改进,采用纯数字技术的“机械鼠标”成为了鼠标家族中第一代实用型产品。“机械鼠标”在底部没有采用原始鼠标那样的相互垂直的片状圆轮,而是改用一个可四向滚动的小橡胶球。只要鼠标在平面上移动,小球就会带动转轴转动,进而使转轴末端的译码轮的通断情况发生变化,产生一组组不同的坐标偏移量,反映到屏幕上,就是光标可随着鼠标的移动而移动。技术上的革新使得“机械鼠标”比原始鼠标在反应灵敏度和定位精度上大有提升且成本低廉,成为第一种量产的鼠标产品。

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Alto电脑

1973年,施乐(Xerox)公司在经过改进的Alto电脑系统中加入了“机械鼠标”,但是遗憾的是这并不是鼠标登上实用舞台的标志。因为当时这些Alto电脑都只是针对研究所实验用的,并没有向大众推广。

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第一款装备了鼠标的民用电脑——Star 8010

直到1979年,苹果(Apple)公司创始人史蒂夫·乔布斯(Steve Jobs)应邀观看Alto以及执行在该系统上的软件时,鼠标才又有了出头的机会。乔布斯敏锐地意识到这些技术将是电脑未来的发展潮流。苹果公司立即将使用鼠标作为输入设备和操作系统使用的GUI(Graphics User Interface,图形用户界面)功能加入自己的系统中,并且高薪挖到了十几位施乐公司的工程师来进行新型的家用电脑的开发。虽然苹果公司从施乐公司挖到了人才,但是在鼠标民用化的道路上迈出第一步的并不是苹果。1981年施乐公司推出了使用鼠标,并应用GUI操作系统的Star 8010电脑,这是鼠标首次走出实验室成为面向大众的实用产品,可惜这款电脑由于价格过于昂贵导致销量很小,但是至少鼠标从这时开始进入了公众的视野。

从施乐挖到人才的苹果公司也在1983年正式推出LISA电脑,这是苹果公司自己的第一台使用鼠标的电脑。凭借比较有亲和力的价格,鼠标也进一步在普通用户中得到推广和使用。

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苹果与鼠标的第一次合作

但是LISA无论软件还是硬件都不是很成熟,因此并不是很成功的产品。1984年,LISA的升级产品——Macintosh问世了,这是苹果公司的一个里程碑,也是电脑发展史上的一个里程碑,它在为苹果公司带来丰厚收入的同时,也让鼠标搭着它的顺风车走进千家万户,成为了PC重要的输入设备之一。这时的鼠标已经初步具备了今天的鼠标的样子:鼠标球取代了不灵活的单滚球,更加灵活的双键、三键设计逐渐取代了单键设计,可供电的标准串口设计取代了早期的独立接口。从此鼠标结束了漫长的童年,迎来了自己的黄金时代。

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LISA的升级产品——Macintosh

机械鼠标的进化

由于纯机械式鼠标存在精度不高、易磨损等缺点,迪克·里昂(Dick Lyon)和史蒂夫·科斯(Steve Kirsch)在1981年发明了光电鼠标(注:这并不是今天我们说的光电鼠标)来解决上述问题。这种鼠标抛弃了机械传动而采用了光学定位,其主要部件为两个发光二极管、感光芯片、控制芯片和一个带有网格的反射板(相当于专用鼠标垫)。光电鼠标在反射板上移动时,X发光二极管和Y发光二极管会分别发射出光线照射在反射板上,被反射板反射回去的光线经过镜头组件传递后照射在感光芯片上,感光芯片将光信号转变为对应的数字信号后送交控制芯片处理,从而得到X-Y坐标偏移数据。但是由于光电鼠标对反射板依赖过大,当反射板过度磨损或丢失时鼠标就无法使用了;而且光电鼠标的移动方向必须和反射板上的网格垂直,否则无法定位。更要命的是这种光电鼠标的成本高达几百元,这是人们无法承受的价格。

罗技公司在1982年综合了光电鼠标和机械鼠标的优点成功设计出第一款光学机械式鼠标,简称为“光机鼠标”。光学机械鼠标和纯机械鼠标最大的区别在于,带有栅缝的光栅码盘取代了机械鼠标中译码轮的位置,并且增加了发光二极管和感光芯片。当鼠标移动时,滚球带动X、Y转轴的两只光栅码盘转动,X、Y的两个发光二极管发光照在光栅码盘上,由于光栅码盘存在栅缝,当二极管发射出的光照到栅缝的时候,从栅缝处通过的光直接照射在两颗感光芯片上。在有光线照射的情况下感光芯片便会产生信号“1”,反之则为信号“0”。这些信号经过控制芯片的运算生成对应的坐标偏移量后,就可以确定光标在屏幕上的位置。光机鼠标在精度和耐用方面都有很大的改进并且保持了低成本的优点,凭借这些优势光机鼠标很快打败了第一代光电鼠标成为市场的主流,建立了将近20年的“光机王朝”,我们今天在电脑城里能够买到的“机械鼠标”其实就是它。

但是光机鼠标底部的小球并不耐脏,在使用一段时间后还是会出现移动不灵敏、光标阻滞之类的问题,因此需要经常清理灰尘。另外,光机鼠标的耐用度依然不能令人满意。所以它不能摆脱被更先进的光学鼠标替代的命运。