Jak funguje počítačová myš (a letmý pohled do historie)

1

Myš – pracujete s ní každý den, přesto většina uživatelů neví, jak vlastně funguje. Proto se dnes zaměřím právě na technologie, které umožňují přenést pohyb myší na pohyb kurzoru po obrazovce

Myš byla primárně určena k ovládání pohybu kurzoru v grafickém rozhraní operačního systému. Dnes je již neodmyslitelnou součástí periférií téměř každého počítače a plní mnoho dalších úloh ať už při hraní her, tvorbě profesionální grafiky nebo dalších činnostech.

Okénko do historie

Historie myši se datuje od roku 1963, kdy přichází Douglas Engelbar s prvním konceptem. Engelbart tehdy pracoval na „ukazovacím zařízení“ pro svůj systém, který byl předchůdcem grafického uživatelského rozhraní (GUI). Původně se konceptu přezdívalo brouk, ale časem se pro něj vžilo dnes běžné označení myš.

Původní myš se skládala z dřevěného těla, dvou kovových kotoučků pro udávání změn pozice v obou osách a jednoho červeného tlačítka. Datový kabel vedl směrem k uživateli, ale po prvních zkouškách byl návrh upraven do současné podoby.

Myš poprvé v akci

Léta plynula a myš se pohybovala na okraji zájmu – v době, kdy neexistovaly operační systémy tak, jak je známe dnes, byly možnosti jejího využití minimální. Až do chvíle, kdy se návrhu ujala firma Xerox, která vyvinula třítlačítkovou myš pro svoje systém Xerox Alto a Xerox Start.

Novinka se uživatelům zalíbila, ale nevyhnula se bolístkám nových technologií – uživatelé si stěžovali na její cenu (okolo čtyř set dolarů), ale také na křehkost a nespolehlivost. Následoval přerod z původního konceptu se dvěma kotouči na modernější návrh s kuličkou, která přenášela pohyb na vnitřní prvky.
Později si myš licencovala společnost Apple a použila ji u svého počítače Apple Lisa.

Ten měl operační systém s grafickým rozhraním a dodával se s jednotlačítkovou myší. Dostupný byl od počátku osmdesátých let. Apple kladl důraz hlavně cenu, jež byla stanovena na deset procent z ceny myši dodávané k systému Alto.

O něco později rozpoznal potenciál tohoto malého doplňku také Microsoft, v roce 1983 pak uvedl svůj vlastní model – tím de facto začala éra hardwarové divize společnosti. Od poloviny osmdesátých let se myš stává běžnou součástí počítačových periférií a dodnes ji žádný výrobek nedokázal nahradit.

Pohled do útrob kuličkové myši

Pohled do útrob kuličkové myši

 

Kuličková myš

Kuličkové myši využívají k přenosu pohybu kuličku, která pohyb přenáší na dvě k sobě kolmé osy. Na každé ose je děrované kolečko. K samotné detekci pohybu slouží světelné diody na jedné straně kolečka svítící skrz zdířky na fototranzistory na druhé straně. Ty převádějí světlo na elektrický proud, který vede výsledné informace do řídící jednotky myši.

Systém děrovaných koleček nedokázal poskytnout potřebné informace o směru otáčení koleček, proto byly využity dva senzory. Ty byly sestaveny tak, aby bylo možné zjistit, jakým směrem se kolečko otáčí. Díky odlišné posloupnosti zaznamenávání světla přes zdířky kolečka dokázala řídící jednotka myši určit směr a rychlost pohybu.

Levný způsob byl vymyšlen, ale praktická aplikace vyžadovala vysokou preciznost dílenského zpracování. Vše vyřešilo zhotovení jamky, ve které kulička dobře seděla, a pružného kolečka, jež tlačilo na kuličku proti dvěma osám s děrovanými kolečky. Později byla kovová kulička potažena gumovým potahem a takto uzpůsobený vnitřek kuličkové myši se používá dodnes.

Kvůli fakticky mechanickému ovládání pohybu kurzoru u kuličkových myší jsou tyto modely pomalu vytlačovány především z důvodu nepřesnosti při pohybu. Nahrazují je modernější technologie využívající světlo.

Historie optické myši

První z technologií využívá optický čip a jako zdroj světla nejčastěji LED diodu. Druhým typem jsou laserové myši, i zde se ale v podstatě jedná o podobný princip detekce pohybu jako u optických myší.
První optické myši využívaly zdroj infračerveného světla a speciální podložky, které měly kovový povrch, na němž byla infra-pohlcujícím inkoustem natištěna mřížka. Pohyb myši byl následně detekován infrasenzorem podle odrazu světla. Druhá optická technologie k detekci využívala senzor snímající viditelné spektrum světla. I tato myš potřebovala k provozu speciální černý povrch s jemnými bílými tečkami.

Optická myš

Dnešní optické myši s kvalitními optickými snímači dovolují provoz na téměř všech površích. Tato technologie má však své limity. Nevhodným povrchem pro tyto myši je například sklo, zrcadlo nebo obecně jakýkoli nestrukturovaný povrch.

Samotný princip zjišťování směru a rychlosti pohybu je jednoduchý. Ze zdroje světla, nejčastěji červené LED diody, vychází světelný paprsek, který prochází skrz speciální optické prvky, jež ho rozptýlí tak, aby rovnoměrně osvětloval povrch. Od povrchu se poté odrazí zpět přes čočku, která ho zaměří a zaostří na snímací senzor.

Z desítek až stovek obrázků za sekundu vyhodnocuje řídící jednotka myši posun jednotlivých obrázků vůči sobě a následně tyto údaje převádí do pohybu po osách X a Y. Výsledkem je pohyb kurzoru na monitoru příslušným směrem.

Laserová myš

Laserové myši mají oproti optickým vyšší rozlišení a kontrast snímaných obrázků. Avšak i tuto technologii potkaly problémy. První laserové myši trpěly špatnou odezvou poté, co byly zvednuty z povrchu, přemístěny a opět položeny.

Pozdější revize problém vyřešila a dnes laserové myši běžně překonávají optické díky vysoké přesnosti a odezvě senzoru. Vysoce kontrastní obraz dovoluje laserové myši používat i na náročných površích jako jsou lesklé plochy nebo hladké jednobarevné povrchy.

Samotný princip snímání je velmi podobný optickým myším. Hlavním rozdílem je použití infračervené laserové diody, která emituje ostrý světelný paprsek, jež je následně snímán senzorem schopným zachytit světlo o stejné vlnové délce jakou produkuje dioda. Ostatní prvky jsou víceméně totožné s optickými myšmi.

Kvalitní myš určená především hráčům her

Kvalitní myš určená především hráčům her

 

Další technologie

Mladou technologií jsou senzory BlueTrack vyvinuté společností Microsoft. Ty využívají modré LED diody, s lepšími světelnými vlastnostmi než červená.

Čím dál oblíbenější alternativou k myším jsou trackbally. Jde o kuličku na pevném podstavci, kterou se prsty otáčí v jamce. Okolo ní jsou rozmístěna tlačítka, popřípadě kolečko se stejnou funkcí jako u myši. Trackbally se užívají v případech, kde jsou vysoké nároky na přesné polohování kurzoru.

Myš s trackballem kombinuje výhody obou technologií

Myš s trackballem kombinuje výhody obou technologií

 

Slovníček:

dpi (z angl. dots per inch) je jednotka určující počet bodů na čtvereční palec

GUI (z angl. graphical user interface) je označení pro grafické uživatelské rozhraní – takové rozhraní používá například operační systém Windows. Opakem je textové rozhraní, dříve charakteristické pro systém MS-DOS (tzv. příkazová řádka)

Tlačítka

Základní modely jsou vybaveny dvěma tlačítky (pravé a levé) a kolečkem umístěným mezi nimi. Cena nejlevnějších modelů začíná těsně pod hranicí stokoruny.

Dražší a vybavenější modely mají mnohdy více než deset tlačítek. Ty mohou být předdefinované výrobcem, nebo si sám uživatel pomocí speciálního softwaru navolí, co se má stát při stisku konkrétního tlačítka. Některé modely mají ještě přídavné kolečko pro palec k plynulému posunování do stran nebo středové kolečko, které se může naklánět a slouží ke stejné činnosti.

Špičková myš s velkými možnostmi nastavení

Špičková myš s velkými možnostmi nastavení

 

Konektivita

První myši se připojovaly pomocí sériového portu, nebo konektorem ADP u počítačů Apple. Kolem roku 2000 se prosadil známý kulatý konektor PS/2 (fialový a zelený pro myš a klávesnici), který byl později z větší části vytlačen USB konektorem.

Dnes pomyslnou štafetu přebírají bezdrátové myši, které komunikují nejčastěji pomocí radiových vln s přijímačem v USB konektoru, jež předává data do počítače. K napájení bezdrátových myší slouží většinou tužkové AA baterie nebo integrovaný akumulátor. Přestože byla odezva u bezdrátových modelů problém, moderní technologie bezdrátového přenosu již disponují odezvou srovnatelnou s drátovými myšmi. Přesto nejsou bezdrátové modely doporučovány hráčům, kteří potřebují okamžitou odezvu.

Vlastnosti optických technologií

U myší se dnes používají optické senzory s rozlišením mezi 200 – 5700 dpi. Toto číslo udává počet bodů na čtvereční palec, které je senzor schopen zaznamenat. Neméně důležitá je obnovovací frekvence senzoru, respektive kolik snímků za sekundu je schopen zachytit.

Další důležitou hodnotou je akcelerace, která udává charakteristické zrychlení pohybu myši, při kterém je ještě snímač schopen zaznamenávat pohyb korektně. Dnes se pohybuje mezi 10 – 75 G. Vysoké hodnoty ocení především náruživí hráči akčních her. Běžný uživatel v praxi nepozná rozdíl mezi myší s akcelerací 10 G a 20 G.

Jak funguje počítačová myš (a letmý pohled do historie)

Ohodnoťte tento článek!
5 (100%) 1 hlas/ů

1 komentář

  1. Díky za pěkný článek.
    Používám v práci optickou myš Genius Netscroll Optical PS/2 a pořád se jí nechce přestat pracovat :). To znamená, že jí je už cca 15 let.
    Doma jsem už vystřídal 3 myši – další optickou Genius Ergo, laserovou Verbatim Rapier V1 od roku 2008 do loňska, která se bohužel mechanicky opotřebovala a nyní mám laserovou A4tech Bloody V7 s kovovými pojezdy, kterou už asi ani zničit nepůjde :).
    Všechno jsou to relativně levné myši, které vždy stály do cca 700,- Kč a je vidět, že zdaleka překračují reálnou životnost, ať je to intenzivní hraní her nebo běžné používání při programování 8 hodin denně.