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【科普】鼠标是如何感应移动的?本文带你一探究竟

浏览:699 发表时间:2019-12-20 17:58:40 来源:科普中国

随着科技的发展和进步,电脑早已走进了千家万户,而鼠标作为电脑的外接输入设备总是不可或缺,鼠标总是能精准地感应到人手的移动方向和距离,从而到达人指定的位置,给人们操作带来了极大的方便。那么鼠标是如何感应移动的呢?

从鼠标诞生至今,最早出现的就是滚轮鼠标,也叫机械鼠标,这种鼠标最明显的特征就是在鼠标底部有一个橡胶滚球,另外在鼠标内部还有辊柱和光栅信号传感器。它的工作原理十分简单,当拖动鼠标的时候,带动滚球转动,滚球又带动辊柱转动,然后辊柱端部的光栅信号传感器发出脉冲信号反映出鼠标的位移变化。但滚轮鼠标使用时,定位精度不高,同时易将桌面的赃物带入鼠标,会把鼠标内部变成藏污纳垢的地方,久而久之会影响鼠标的使用性能。

随着技术的发展,定位精度更高的技术出现后,滚轮鼠标慢慢被淘汰,随之而来的是光电鼠标。与滚轮鼠标不同,光电鼠标底部没有橡胶滚球,在光电鼠标内部有一个发光二极管,通过该二极管发出的光线照亮鼠标的底部(这也是为什么鼠标底部总会发光的原因),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内成像,鼠标内部对连续的图像进行分析和处理就可以得到鼠标的移动距离和方向,再通过程序的处理和转换来控制屏幕上光标箭头的移动。光电鼠标相较于机械鼠标的优点是精度高,分辨率高,移动起来十分灵活,而且克服了机械鼠标磨损和内部不卫生的问题。但光电鼠标对接触面的要求较高,在玻璃等强反射的平面上将不能正常使用。

  

  示意图(作者供图)

在光电鼠标技术越来越成熟的发展后期,激光鼠标随之诞生。与光电鼠标相比,激光鼠标最直观的区别在于,激光鼠标使用的是不可见光束,所以判断一个鼠标是否为激光鼠标的简单方法就是看鼠标底部能否看见光。大部分光电鼠标采用的是红色LED灯作为光源,而激光鼠标的工作方式是将激光照射在物体表面由干涉条纹产生的光斑点反射到传感器上,进而获得鼠标移动的方向和距离,因此其激光成像具有更容易识别,即使是在光滑的玻璃上也可以正常使用。激光鼠标的缺点在于它们可能过于精确,以至于会收集到过多无用的信息,从而光标会出现抖动,其结果就是出现无法快速的定位,随着技术的发展革新,这个问题目前已经得到很好的改善。

鼠标作为电脑主要的输入设备,经过了一代代的革新和发展已经日趋完善,相信在未来,鼠标又会以全新的面貌展现在人们面前。

  

(本文由北京邮电大学计算机科学与技术研究专业副教授张忠宝进行科学性把关。)


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