Budowa i zasada działania myszki mechanicznej

Mysz mechaniczna, nazywana też myszą manipulacyjną lub sterującą, należy do grupy urządzeń zwanych lokalizatorami, służącymi do przekazywania komputerowi informacji o zmianie położenia lokalizatora. Do urządzeń takich należy także drążek manipulacyjny (joystick), stosowany często w grach komputerowych, oraz opisania dalej kula.

Programy komputerowe współpracujące z lokalizatorami powodują wyświetlenie na ekranie znaku, tzw. znaku śledzenia (zwanego myszczasem znacznikiem) i zmienianie jego położenia odpowiedniego do ruchów lokalizatora. Przy pracy w trybie tekstowym znak śledzenia zazwyczaj ma postać kursora. Przy pracy w trybie graficznym znak śledzenia ma różne postaci, zależnie od operacji wykonywanej przez program; do najbardziej typowych należy strzałka. Znak śledzenia służy do wskazywania na ekranie obiektów (napisów, obiektów graficznych), a przycisk lub przyciski do wydawania poleceń. Nie tylko same wskazanie obiektu, ale także wykonanie polecenia może wymagać przesuwania myszy.

Manipulowanie myszą polega na przesuwaniu jej po blacie stołu lub po specjalnej podkładce i na naciskaniu oraz przytrzymywaniu umieszczonych na niej przycisków. W komputerach Macintosh jest to jeden przycisk, w IBM PC zazwyczaj dwa lub trzy (w tym przypadku podstawowe znaczenie ma przycisk lewy). Do typowych czynności wykonywanych przy użyciu myszy należą:

Naciśnięcie i szybkie zwolnienie przycisku jest określane puknięcia, pstryknięcia, a nawet kliknięcia (click); możesz też spotkać inne określenia. Przesuwanie myszy z jednoczesnym przytrzymaniem przycisku bywa określane jako przeciąganie. Zazwyczaj najpierw naciska się przycisk, gdy mysz jest nieruchoma, następnie przesuwa się mysz, trzymając przycisk naciśnięty, i na koniec zwalnia się przycisk. Taka seria czynności służy m.in. do przemieszczania obiektu na ekranie z jednego położenia w drugie.

Komputer musi otrzymać informacje o przesuwaniu się myszy przez użytkownika oraz o naciskaniu przycisków. W tym celu mysz jest połączona z komputerem za pomocą kabla (konstruuje się także myszy przekazujące informacje drogą radiową). W komputerach IBM PC mysz dołącza się zazwyczaj do jednego z portów szeregowych, w komputerach Macintosh do gniazda przeznaczonego dla myszy (gniazdo to bywa umieszczane na klawiaturze). Myszy są konstruowane jako mechaniczne i optyczne. Mysz mechaniczna ma kulkę dotykającą podłoża i obracającą się przy ruchu myszy. Kulka ta obraca umieszczone w myszy wałki. Jeden walek z tarczą kodową wykrywa ruch w pionie, drugi w poziomie. Wielkość przesunięcia kursora określa ilość impulsów przesyłanych w fotodiodach. Dwie fotodiody pozwalają określić kierunek przesunięcia. Wewnątrz myszy znajduje się układ scalony, który na podstawie impulsów z czterech fotodiod wysyła odpowiednią informację do komputera. Układ przesyła również stan klawiszy myszki. Mysz mechaniczna dobrze pracuje na podłożu o dużym współczynniku tarcia; stosuje się często specjalne podkładki elastyczne (mouse pad).

Mysz optyczna wymaga specjalnej podkładki z drobną siatką linii. Emitowane przez mysz promienie podczerwone odbijają się w podkładce i są odbierane przez czujniki myszy. Moc sygnału zależy od tego, czy promień odbija się na linii czy między liniami. Sygnał zamienia się podczas przesuwania myszy w poprzek linii; w ten sposób ruch myszy jest wykrywany.

Mysz mechaniczna jest urządzeniem szczególnie podatnym na zabrudzenie. Należy dbać o czystość powierzchni, po której mysz się przesuwa, a zwłaszcza unikać brudu, tłuszczu i włókien. Ponadto mysz należy czyścić. Kulkę myszy wyjmuje się po odkręceniu lub wyciągnięciu pierścienia plastikowego umieszczonego u spodu myszy. Można wtedy wydmuchać z wnętrza myszy kurz, wyczyścić tamponem (wacikiem) nasączonym spirytusem rolki stykające się z kulką oraz wytrzeć samą kulkę czystą szmatką.

Kula manipulacyjna (trackball)

W niektórych komputerach zamiast myszy stosowana jest kula manipulacyjna. Urządzenie to zawiera kulę umieszczoną na nieruchomej podstawce, czasem nawet na klawiaturze. W pobliżu kuli są umieszczone przyciski. Użytkownik nie przesuwa całego urządzenia, jak w przypadku myszy, lecz obraca kulę ruchami dłoni. Informacja o ruchu kuli jest przekazywana podobnie jak w przypadku myszy. Urządzenie takie nosi angielską nazwę trackball; w komputerach Macintosh używa się określenia kot.

Budowa i zasada działania myszki optycznej

Mysz optyczna jest wyposażona w diodę elektroluminescencyjną emitującą falę z zakresu widma widzialnego lub bliskiej podczerwieni. Nowsze konstrukcje coraz częściej posiadają laser diodowy w miejsce zwykłego LEDa. Zasada działania obu konstrukcji pozostaje jednak taka sama.

źródło światła oświetla poprzez układ soczewek powierzchnię, od której następuje odbicie i rozproszenie światła. Odbite światło zbierane jest przez układ soczewek i rejestrowane przez matrycę CMOS. Układ rejestracji obrazu wykonuje kilkaset do kilku tysięcy "zdjęć" w ciągu sekundy (np.: Razer Krait - 6400 klatek na sekundę), które przesyłane są następnie do układu DSP. Procesor sygnałowy analizuje obrazy pod względem występowania pewnych wzorców i śledzi ich zmiany. śledząc zmiany we wzorcach i ich przesunięcie w sekwencji obrazów, DSP oblicza odległość, kierunek oraz prędkość przesunięcia. Informacje te przesyłane są następnie do mikrokontrolera myszy, który przetwarza te dane na współrzędne x i y, a następnie przesyła przez odpowiedni interfejs (PS/2, USB, RF) do komputera. Poniższy rysunek prezentuje ogólną ideę działania.

Zasada działania myszy optycznej

Wielokrotnie ma miejsce błędne założenie, iż jeżeli mysz jest wyposażona w laser to musi być lepsza od konstrukcji opartej o diodę LED. Niejednokrotnie jednak, przeprowadzane testy wskazują, że dzisiejsze myszy laserowe nie są w stanie dorównać i nadążyć za odpowiednio dostrojonymi i wykonanymi myszkami "diodowymi". Co prawda, posiadają czasami nieco większą rozdzielczość, ale nie jest to wystarczająco mocne "za", aby usprawiedliwić niską prędkość i płynność. Wynika to z faktu, że konfiguracje z diodą LED są dostępne dłużej na rynku, co pozwoliło już na lepsze ich dopracowanie.

Nowoczesne myszy optyczne 3 i 4 generacji posiadają wysoce dopracowane układy optyczne działające w oparciu o diody elektroluminescencyjne lub diody laserowe. Precyzyjna optyka oraz nowoczesne matryce CMOS zapewniają bardzo wysokie rozdzielczości (nawet do kilku tysięcy, np.: Razer Mamba pracuje z maksymalną rozdzielczością 5600 DPI (ang. Dots Per Inch - punktów na cal) - oznacza to, iż przesunięcie myszy o odległość jednego cala przekłada się na 5600 pikseli na ekranie. Dodając do tego ogromną ilość wykonywanych i analizowanych każdej sekundy obrazów otrzymujemy bardzo wysoką dokładność, czułość i płynność ruchu. Ograniczeniem coraz częściej jest domyślna częstotliwość odpytywania urządzeń USB (ang. pooling rate), która wynosi 125Hz. Daje to opóźnienie rzędu około 8ms. Oznacza to po prostu, że położenie kursora może zostać zaktualizowane tylko co 8ms. Jeżeli korzystamy z nowoczesnej myszy przeznaczonej dla graczy, to wykorzystujemy tylko niewielką część jej możliwości. Na szczęście istnieją możliwości zmiany częstotliwości nawet do 1000Hz, co daje opóźnienie rzędu 1ms. Niektóre sterowniki automatycznie zmieniają ten parametr i optymalizują pracę myszy (np. Razer, Logitech, Microsoft), bez konieczności ingerencji przez użytkownika w system operacyjny.