Mouse Introduce

​ 一直以来，鼠标作为我们最频繁接触的电脑输入设备之一，似乎并没有受到人们过多的关注。应用的进步让人们对鼠标开始提出更多的要求，包括舒适的操作手感、灵活的移动和准确定位、可靠性高、不需经常清洁，鼠标的美学设计和制作工艺也逐渐为人所重视。现如今的鼠标已经呈多元化发展趋势，从机械鼠标、光电鼠标、激光鼠标到前不久最新推出的触控式鼠标等，都拥有各自的用户群体。可以说，在鼠标漫长发展的四十年里，我们也在经历着从简单操作到愉悦触摸的非凡感受。

1. 机械鼠标

当移动鼠标器时，它把移动距离及方向的信息转换成脉冲送到计算机，计算机再把脉冲转换成鼠标器光标的坐标数据，从而达到指示位置的目的。

​ 1968年12月9日，全世界第一个鼠标诞生于美国加州斯坦福大学，它的发明者是Douglas Englebart博士。Englebart博士设计鼠标的初衷就是为了使计算机的操作更加简便，来代替键盘那繁琐的指令。他制作的鼠标是一只小木头盒子，工作原理是由它底部的小球带动枢轴转动，并带动变阻器改变阻值来产生位移信号，信号经计算机处理，屏幕上的光标就可以移动。

光电机械鼠标工作原理 1：移动鼠标带动滚球。2：X方向和Y方转杆传递鼠标移动。3：旋转编码器的光电刻度盘。4：晶体管发射红外线可穿过刻度盘的小孔。5：光电传感器接收红外线并转换为平面移动速度。

正常工作时，鼠标的移动转换为水平和垂直栅轮不同方向和转速的转动。栅轮转动时，栅轮的轮齿周期性遮挡红外发光管发出的红外线照射到接收组件中的甲管和乙管,从而甲和乙输出端输出电脉冲至鼠标内控制芯片。由于红外接收组件中甲乙两管垂直排列，栅轮轮齿夹在红外发射与接收中间的部分的移动方向为上下方向，而甲乙接收管与红外发射管的夹角不为零，甲乙管输出的电脉冲有一个相差。鼠标内控制芯片通过此脉冲相位差判知水平或垂直栅轮的转动方向，通过此脉冲的频率判知栅轮的转动速度，并不断通过数据线向主机传送鼠标移动信息，主机通过处理使屏幕上的光标同鼠标同步移动。

机械鼠标的精度受到了桌面光洁度、采样精度等多方面因素的制约，因此并不适合在高速移动或者大型游戏中使用。机械鼠标由于鼠标内的滚球很容易脏，滚球脏后，导致鼠标丢帧，因此需要经常清理以及鼠标的DPI较低而且是固定的，很不便于用户使用。

2. 光电鼠标

光电鼠标的工作原理是：在光电鼠标内部有一个发光二极管，通过该发光二极管发出的光线，照亮光电鼠标底部表面。然后将光电鼠标底部表面反射回的一部分光线，经过一组光学透镜，传输到一个光感应器件（微成像器）内成像。这样，当光电鼠标移动时，其移动轨迹便会被记录为一组高速拍摄的连贯图像。这种图像是一种很小的鼠标操作表面的黑白照片。当鼠标移动时，传感器会连续拍照。传感器会快速地拍照——速度高达每秒1500张照片或更快，拍照速度要足够快，以便让连续的照片重叠起来。其余的工作由光学导航引擎负责。光学导航引擎通过一种专有的图像处理算法，识别捕获照片之间的共同特征并确定它们之间的距离。然后将这些信息转换为X和Y坐标，以指示鼠标的移动。

​ 利用光电鼠标内部的一块专用图像分析芯片（DSP，即数字微处理器）对移动轨迹上摄取的一系列图像进行分析处理，通过对这些图像上特征点位置的变化进行分析，来判断鼠标的移动方向和移动距离，从而完成光标的定位。

光电鼠标的兼容性不高，适应程度远远不如激光鼠标。光电鼠标必须依赖反射板，它的位置数据完全依据反射板中的网格信息来生成，倘若反射板有些弄脏或者磨损，光电鼠标便无法判断光标的位置所在。倘若反射板不慎被严重损坏或遗失，那么整个鼠标便就此报废。

3. 激光鼠标

激光鼠标其实也是光电鼠标，只不过是用激光代替了普通的LED光．好处是可以通过更多的表面，因为激光是 Coherent Light（相干光），几乎单一的波长，即使经过长距离的传播依然能保持其强度和波形；而LED 光则是Incoherent Light（非相干光）。

激光鼠标传感器获得影像的过程是根据，激光照射在物体表面所产生的干涉条纹而形成的光斑点反射到传感器上获得的，而传统的光学鼠标是通过照射粗糙的表面所产生的阴影来获得。因此激光能对表面的图像产生更大的反差，从而使得“CMOS成像传感器”得到的图像更容易辨别，提高鼠标的定位精准性。

3.1. 光学传感器

光学传感器是光电鼠标的核心部件，“CMOS感光器”和“数字信号处理器（DSP）”是其中最重要的两部分。CMOS感光器是一个由数百个光电器件组成的矩阵，恰似一部相机，用来拍摄鼠标物理位移的画面。光学传感器会将拍摄的光信号进行放大并投射到CMOS矩阵上形成帧，然后再将成帧的图像由光信号转换为电信号，传输至数字信号处理器进行处理。DSP对相邻帧之间差别进行除噪和分析后，将得出的位移信息通过接口电路传给计算机。

目前能够生产光学感应器的厂家只有安捷伦、微软和罗技三家公司。其中，安捷伦公司的光学感应器使用十分广泛，除了微软的全部和罗技的部分光电鼠标之外，其他的光电鼠标基本上都采用了安捷伦公司的光学感应器。

3.2. 光电鼠标的控制芯片

控制芯片负责协调光电鼠标中各元器件的工作，并与外部电路进行沟通（桥接）及各种信号的传送和收取。我们可以将其理解成是光电鼠标中的“管家婆”。dpi对鼠标定位的影响。dpi是它用来衡量鼠标每移动一英寸所能检测出的点数，dpi越小，用来定位的点数就越少，定位精度就低；dpi越大，用来定位点数就多，定位精度就高。

通常情况下，传统机械式鼠标的扫描精度都在200dpi以下，而光电鼠标则能达到400甚至800dpi，这就是为什么光电鼠标在定位精度上能够轻松超过机械式鼠标的主要原因。

4. 多点触控鼠标

多点触控 (又称多重触控、多点感应、多重感应，英译为Multitouch或Multi-Touch)是采用人机交互技术与硬件设备共同实现的技术，能在没有传统输入设备（如：鼠标、键盘等。）下进行计算机的人机交互操作。多点触摸技术，能构成一个触摸屏（屏幕，桌面，墙壁等）或触控板，都能够同时接受来自屏幕上多个点进行计算机的人机交互操作。

4.1. 电容式触摸屏

电容式触摸屏是一块四层的复合玻璃屏，玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层ITO（纳米铟锡金属氧化物，具有很好的导电性和透明性）。屏幕四个角上引出四个电极，当手指触摸在金属层上时，由于人体电场，用户和触摸屏表面形成以一个耦合电容，对于高频电流来说，电容是直接导体，于是手指从接触点吸走一个很小的电流。这个电流分从触摸屏的四角上的电极中流出，并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，控制器通过对这四个电流比例的精确计算，得出触摸点的位置。