鼠標聯(lián)合發(fā)明者英格利希在上個月 26 日去世，享年 91 歲。

鼠標可以說是真正意義上為計算機注入了人機交互的靈魂，從第一代鼠標的問世，發(fā)展到目前的光學鼠標，鼠標定位更加靈敏精準，功能更加靈活多變，而相應的技術也在更新迭代中發(fā)生了翻天覆地的變化。

圖為英格利西設計的鼠標的第一代原型

鼠標發(fā)展史

可以說，從第一只原始鼠標正式被設計出來開始，鼠標也開始了長達半個多世紀的進化史：

1968年

世界上的第一個鼠標誕生于美國斯坦福大學。它的發(fā)明者就是道格拉斯·恩格爾巴特以及英格利希。

1980年

出現(xiàn)了第一代的光電鼠標，這類光電鼠標具有比機械鼠標更高的精確度。但是它必須工作在特殊的印有細微格柵的光電鼠標墊上。這種鼠標過高的成本限制了其使用范圍。

1981年

第一只商業(yè)化鼠標誕生。（最早于 Mac 廣泛應用）

1983年

羅技發(fā)明了第一只光電機械式鼠標，也就是我們今天所說的機械鼠標。這種鼠標結(jié)構(gòu)成為了事實上的行業(yè)標準。

1999年

安捷倫公司（后改組為安華高）發(fā)布了 IntelliEye 光電引擎，繼而市場上出現(xiàn)了不需要專用鼠標墊的光電鼠標，光電鼠標的普及由此開始。

2003年

羅技與微軟分別推出以藍牙為通信協(xié)議的藍牙鼠標。

2005年

羅技與安華高合作推出第一款激光鼠標（無線，可充電, Logitech MX1000）。

2006年

第一只克服玻璃障礙的有線激光鼠標問世（DEXIN, ML45）。同年，藍牙激光鼠標問世（Acrox）。

2008年

微軟推出采用 Blue Track 技術的藍光鼠標，幾乎兼容所有接口（Microsoft SideWinder X8）。

2009年

羅技推出 DarkField 激光追蹤技術。此技術基本上仍是采用激光識別，結(jié)合運用在實驗室的“暗視野（Darkfield）”顯微鏡技術，讓鼠標也能看到透明材質(zhì)中的小瑕疵、灰塵、微粒等微小物質(zhì)，并借此提供識別定位信息。

蘋果公司推出新鼠標 Magic Mouse，采用承襲自 iPhone、iPod Touch、MacBook 的多點觸控技術，把所有鼠標按鍵、滾輪都拿掉，只以一整片多點觸摸板，就能提供等同一般鼠標的左、右鍵，以及 360 度滾輪功能，并能以兩指操作更多手勢功能。

鼠標技術迭代史

鼠標發(fā)展歷程很豐富，但是其中技術的迭代更具有代表性。

圖源| Reddit

原始鼠標

如果說英格利希設計的原始鼠標只是作為發(fā)明而沒有被真正大規(guī)模量產(chǎn)，那么被淘汰的原因還是在于技術上的“瑕疵”。原始鼠標工作原理是由它底部的小球帶動樞軸轉(zhuǎn)動，繼而帶動變阻器改變阻值來產(chǎn)生位移信號，并將信號傳至主機。

缺點

大量的機械組件，隨著時間的積累，鼠標會出現(xiàn)非常嚴重的磨損；

模擬技術，反應靈敏度和定位精度都不理想。

純機械式鼠標

純機械式鼠標用一個可四向滾動的膠質(zhì)小球。這個小球在滾動時會帶動一對轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(分別為 X 轉(zhuǎn)軸、Y 轉(zhuǎn)軸)，在轉(zhuǎn)軸的末端都有一個圓形的譯碼輪，譯碼輪上附有金屬導電片與電刷直接接觸。當轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，這些金屬導電片與電刷就會依次接觸，出現(xiàn)“接通”或“斷開”兩種形態(tài)，前者對應二進制數(shù)“1”、后者對應二進制數(shù)“0”。

接下來，這些二進制信號被送交鼠標內(nèi)部的專用芯片作解析處理并產(chǎn)生對應的坐標變化信號。只要鼠標在平面上移動，小球就會帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，進而使譯碼輪的通斷情況發(fā)生變化，產(chǎn)生一組組不同的坐標偏移量，反應到屏幕上，就是光標可隨著鼠標的移動而移動。

優(yōu)勢

可用性方面大有改善，反應靈敏度和精度也有所提升，制造成本低廉。

缺點

采用純機械結(jié)構(gòu)，定位精度難如人意，加上頻頻接觸的電刷和譯碼輪磨損得較為厲害，直接影響了機械鼠標的使用壽命。

光學機械式鼠標

光機鼠標是在純機械式鼠標基礎上進行改良，通過引入光學技術來提高鼠標的定位精度。與純機械式鼠標一樣，光機鼠標同樣擁有一個膠質(zhì)的小滾球，并連接著 X、Y 轉(zhuǎn)軸，所不同的是光機鼠標不再有圓形的譯碼輪，代之的是兩個帶有柵縫的光柵碼盤，并且增加了發(fā)光二極管和感光芯片。

當鼠標在桌面上移動時，滾球會帶動 X、Y 轉(zhuǎn)軸的兩只光柵碼盤轉(zhuǎn)動，而 X、Y 發(fā)光二極管發(fā)出的光便會照射在光柵碼盤上，由于光柵碼盤存在柵縫，在恰當時機二極管發(fā)射出的光便可透過柵縫直接照射在兩顆感光芯片組成的檢測頭上。如果接收到光信號，感光芯片便會產(chǎn)生“1”信號，若無接收到光信號，則將之定為信號“0”。接下來，這些信號被送入專門的控制芯片內(nèi)運算生成對應的坐標偏移量，確定光標在屏幕上的位置。

優(yōu)勢

在精度、可靠性、反應靈敏度方面都大大超過原有的純機械鼠標，并且保持成本低廉的優(yōu)點。

缺點

底部的小球并不耐臟，在使用一段時間后，兩個轉(zhuǎn)軸就會因粘滿污垢而影響光線通過，出現(xiàn)諸如移動不靈敏、光標阻滯之類的問題；

為了維持良好的使用性能，光機鼠標要求每隔一段時間必須將滾球和轉(zhuǎn)軸作一次徹底的清潔；

隨著使用時間的延長，光機鼠標無法保持原有的良好工作狀態(tài)，反應靈敏度和定位精度都會有所下降，耐用性不如人意。

光電鼠標

光電鼠標一種完全沒有機械結(jié)構(gòu)的數(shù)字化光電鼠標，沒有傳統(tǒng)的滾球、轉(zhuǎn)軸等設計，其主要部件為兩個發(fā)光二極管、感光芯片、控制芯片和一個帶有網(wǎng)格的反射板(相當于專用途的鼠標墊)。工作時光電鼠標必須在反射板上移動，X 發(fā)光二極管和 Y 發(fā)光二極管會分別發(fā)射出光線照射在反射板上，接著光線會被反射板反射回去，經(jīng)過鏡頭組件傳遞后照射在感光芯片上。感光芯片將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)閷?a target="_blank">數(shù)字信號后將之送到定位芯片中專門處理，進而產(chǎn)生 X-Y 坐標偏移數(shù)據(jù)。

優(yōu)勢

將鼠標的精度提高到一個全新的水平，使之可充分滿足專業(yè)應用的需求。

缺點

依賴反射板，它的位置數(shù)據(jù)完全依據(jù)反射板中的網(wǎng)格信息來生成，倘若反射板有些弄臟或者磨損，光電鼠標便無法判斷光標的位置所在；

使用不人性化，它的移動方向必須與反射板上的網(wǎng)格紋理相垂直，用戶不可能快速地將光標直接從屏幕的左上角移動到右下角；

造價頗為高昂，在那個年代數(shù)百元的價格顯得不近情理。

光學鼠標

光學鼠標的結(jié)構(gòu)與上述所有產(chǎn)品都有很大的差異，它的底部沒有滾輪，也不需要借助反射板來實現(xiàn)定位，其核心部件是發(fā)光二極管、微型攝像頭、光學引擎和控制芯片。工作時發(fā)光二極管發(fā)射光線照亮鼠標底部的表面，同時微型攝像頭以一定的時間間隔不斷進行圖像拍攝。

鼠標在移動過程中產(chǎn)生的不同圖像傳送給光學引擎進行數(shù)字化處理，最后再由光學引擎中的定位 DSP 芯片對所產(chǎn)生的圖像數(shù)字矩陣進行分析。由于相鄰的兩幅圖像總會存在相同的特征，通過對比這些特征點的位置變化信息，便可以判斷出鼠標的移動方向與距離，這個分析結(jié)果最終被轉(zhuǎn)換為坐標偏移量實現(xiàn)光標的定位。

優(yōu)勢

既保留了光電鼠標的高精度、無機械結(jié)構(gòu)等優(yōu)點，又具有高可靠性和耐用性；

使用過程中勿須清潔亦可保持良好的工作狀態(tài)；

目前沒有新技術鼠標來打破光學鼠標的優(yōu)勢。

在光學鼠標發(fā)展的這些年中，雖然本質(zhì)未曾改變，但是性能同樣發(fā)生了翻天覆地的變化。光學引擎的不斷更新迭代帶來更高的精度、更快的速度以及更高的性能。

同樣，鼠標相關的其它技術進步也不容小覷，縱橫滾輪技術成為普通鼠標標配，給我們帶來更便捷的操作體驗；藍牙技術的引入讓我們享受無拘無束的自由連接；各類外觀材質(zhì)和結(jié)構(gòu)讓鼠標在保證性能的同時具有藝術感以及舒適的握感。

寫在最后

鼠標作為現(xiàn)代生活、工作中常見的娛樂辦公工具你甚至可能都沒留心過，我們不妨設想一下，假如沒有鼠標，你的工作效率，這個世界的工作效率會降到多少？

從原始鼠標、機械鼠標、光電鼠標、光機鼠標再到如今的光學鼠標，鼠標技術跨越半個多世紀的進化，只為讓你體驗更好的人機交互。這里，我們是不是該感謝將鼠標帶進我們工作生活的英格利希。