将世界把握在掌中！四十年鼠标发展史

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　　自从个人PC出现以来，鼠标就作为必不可少的输入设备进入了家庭。人们亲切地将这个老外口中的“MOUSE”翻译为“鼠标”，意思是它能够想老鼠那样灵活，可以代替我们的手指去做很多工作。而事实上，自第一代机械鼠标以来，鼠标自身也经历了光机、光电、无线等多个发展阶段，人们也欣喜地发展，鼠标正朝着定位极精确化、外形个性化等方面发展，以前作为配角的鼠标，正在逐渐成为桌面设备的主力……

　　人们普遍认为，1964年，一位名叫Douglas Englebart（道格·恩格尔巴特）研究人员发明了鼠标。Douglas Englebart（道格·恩格尔巴特）当时是斯坦福研究所工作的一名研究员，他一直致力于改造计算机使用方法，使计算机的操作更加简便。

　　60年代初，道格·恩格尔巴特在参加一个会议时随手掏出了随身携带的笔记本，画出了一种在底步使用两个互相垂直的轮子来跟踪动作的装置草图，这便是鼠标的雏形。到了1964年，Douglas Englebart再次对鼠标的构思进行完善，动手制作了第一个鼠标。他制作的鼠标是一只小木盒子，里面有两个滚轮，但只有一个按钮。它的工作原理是由滚轮带动轴旋转，并带动变阻器改变阻值，阻值的变化就是移位的信号，经计算机处理后屏幕上指示位置的光标就可以移动了。

 第一代鼠标和其发明人道格·恩格尔巴特

　　由于鼠标象老鼠一样拖着一条长长的尾巴，因此，Douglas Englebart（道格·恩格尔巴特）和他的同事在实验室里都把它戏称为“Mouse”。由于这个称呼形象生动，因此一直到现在，在英文中仍然使用了“Mouse”这个称呼。

　　当时，由于计算机的使用还仅限于大型的研究所，因此鼠标也只能是在实验室内使用，其外形也一直保持着原始的风貌，无法形成大规模的生产。直到1973年，Xerox公司将鼠标应用到改进的Alto计算机系统中，这可以说是鼠标第一次走出了实验室，进入到商业应用的领域。

　　到了1979年，当时还不起眼的Apple公司的职员被邀请参观Alto计算机，也包括运行在该系统上的软件。苹果当时的负责人被这种新的计算机技术所震撼，他认为这就是计算机未来的发展潮流，这些技术中就包括用鼠标作为输入设备。

　　Apple公司不愧是具有战略眼光的公司，他将这些灵感和功能加入自己的系统中，于1983年开发出了Lisa计算机，这可以说是Apple公司的第一台使用鼠标的系统。1年以后，Apple就研制Lisa的低成本后续产品——Macintosh，也就是今天大名鼎鼎的麦金塔。

 1984年的Apple Macintosh

　　1984年问世的Apple Macintosh是世界上第一个成功的商用GUI系统，而GUI系统的推广直接导致了鼠标被广大消费者所接受。人们欣喜地发现，使用鼠标点击几个菜单，就可以代替那些烦琐的输入命令，大大简化了计算机操作的复杂程度，因此鼠标的普及程度快得惊人。此后，市场上销售的计算机系统都带有鼠标，它已经成为了计算机的标准配置。到了今天，人们更是把购买一款漂亮时尚、性能卓越的鼠标作为重要的考虑目标，这也使得众多的厂商加入到这个领域的竞争，给消费者提供了足够丰富的选择。

·老式机械鼠标

　　自从apple公司的麦金塔系列PC推出以来，鼠标就作为必不可少的标准配置在市面上流行开来。最初的鼠标都是机械鼠标，使用9针串行口与计算机进行通信。

 最早的机械鼠标

　　机械鼠标工作的原理很简单，它采用一个小滑球和桌面接触，当滑球移动的时候，滑球推动压力滚轴滚动，滚轴的另一边连着编码器，在每个编码器上呈圆形排列的触点。当滑球滚动时，经过传导，使触点会依次碰到接触条，从而产生计算机容易辨认的，“接通”和“断开”，也就是“0”和“1”信号。通常鼠标内部有一个芯片会根据这些数据转换成“X”和“Y”轴的位移，从而使光标移动。

 机械鼠标的原理

　　显而易见，这种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。不过，由于这种第一代机械鼠标出现的时候，大部分PC的系统软件和操作软件都只是刚刚开始使用GUI，因此这个矛盾并不突出。

·光机鼠标

　　随着个人PC的高速发展，纯粹的第一代机械鼠标已经逐渐不适应人们日益增长的使用要求了，这时出现了所谓的光学机械鼠标。也就是一般人们所说的光机鼠标，它具有光学鼠标的一些优点，同时在价格上又接近机械鼠标，因此受到了广大消费者的喜爱。一直到今天，光学机械鼠标仍然是市场上的主流产品之一。

　　光机鼠标的历史其实非常悠久，早在1982年，罗技公司就发明了世界靠前款光机鼠标。从这个时候起，在鼠标的结构设计才算是基本成熟，在以后长达20年之久的时光中，光机鼠标可谓是出尽了风头。

 光机鼠标内部结构

　　光机鼠标是在纯机械式鼠标基础上进行改良，通过引入光学技术来提高鼠标的定位精度。与纯机械式鼠标一样，光机鼠标同样拥有一个胶质的小滚球，并连接着X、Y转轴，所不同的是光机鼠标不再有圆形的译码轮，代之的是两个带有栅缝的光栅码盘，并且增加了发光二极管和感光芯片。当鼠标在桌面上移动时，滚球会带动X、Y转轴的两只光栅码盘转动，而X、Y发光二极管发出的光便会照射在光栅码盘上，由于光栅码盘存在栅缝，在恰当时机二极管发射出的光便可透过栅缝直接照射在两颗感光芯片组成的检测头上。如果接收到光信号，感光芯片便会产生“1”信号，若无接收到光信号，则将之定为信号“0”。接下来，这些信号被送入专门的控制芯片内运算生成对应的坐标偏移量，确定光标在屏幕上的位置。

　　光机鼠标经过18年的发展，生产技术更加成熟，精度已经达到了这种结构的极限。但是它也有一个致命的缺点：在鼠标使用一段时间后，一般都会出现光标移动缓慢、光标定位不准、鼠标移动时有疙疙瘩瘩的感觉，这是因为在接编码器的转轴上附有很多污垢，一般需要我们把滑球和转轴彻底的清洗。

　　相对与PC的其他配件来说，鼠标的技术含量并不算高，因此很多厂商都采用了贴牌或者代工的方式出品自己的鼠标。不过，大部分的鼠标品牌都有如昙花一现，往往在市场上并没有真正站稳脚跟。而一些老牌的，具有强劲研发实力的厂商，才会在这个市场上成为屹立不倒的标杆。对于普通消费者来说，那些曾经熟悉的名字又是多么的亲切：微软、罗技、美上美、ACER、双飞燕……

 罗技劲貂

　　这是曾经风靡一时的罗技劲貂，这也算是罗技机械鼠标中低端的产品，是罗技公司专门针对中国陆用户度身定做的入门级机械式鼠标。劲貂是两键光机鼠标中的经典之作，不少OEM的鼠标都模仿他的外形。尽管劲貂只有两个按键，但手感不错，可以整个用手掌握住。

　　鼠标的背脊可以贴住掌心，拿住鼠标毫不费力，长时间的使用这个鼠标也不会觉得费力，采用左右对称设计，惯用左手的用户也可以使用。这个鼠标的缺点在于没有滚论可以使用，上网或游戏时可能感到不便。

 微软IntelliMous

　　这是微软出品的，曾经轰动一时的IntelliMous。在5年前，FPS游戏刚刚风靡的时候，就有人凭借这款鼠标在游戏中所向无敌。即使在今天，这款光机鼠标仍然是性能最出色的产品之一。目前这款鼠标还有少量存货，价格也相当便宜，如果不嫌清洗麻烦的话，它绝对是一个高性价比的好选择。

　　随着人们对鼠标要求的进一步提高，原有的机械鼠标与光机鼠标越来越不能适应要求，于是出现了新一代的光电鼠标。不过，光电鼠标的出现并不顺利，它也经历了第一代光学鼠标与第二代光电鼠标的演变，才发展成今天我们在市场上所看到的主流光电鼠标。

一、第一代光学鼠标

　　早与光机鼠标发展的同一时代，出现一种完全没有机械结构的数字化光电鼠标。设计这种光电鼠标的初衷是将鼠标的精度提高到一个全新的水平，使之可充分满足专业应用的需求。这种光电鼠标没有传统的滚球、转轴等设计，其主要部件为两个发光二极管、感光芯片、控制芯片和一个带有网格的反射板（相当于专用途的鼠标垫）。

　　工作时，光电鼠标必须在反射板上移动，X发光二极管和Y发光二极管会分别发射出光线照射在反射板上，接着光线会被反射板反射回去，经过镜头组件传递后照射在感光芯片上。感光芯片将光信号转变为对应的数字信号后将之送到定位芯片中专门处理，进而产生X-Y坐标偏移数据。

 第一代光学鼠标原理

　　这种光电鼠标在精度指标上的确有所进步，但它在后来的应用中暴露出大量的缺陷。首先，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；其次，光电鼠标使用非常不人性化，它的移动方向必须与反射板上的网格纹理相垂直，用户不可能快速地将光标直接从屏幕的左上角移动到右下角；第三，光电鼠标的造价颇为高昂，数百元的价格在今天来看并没有什么了不起，但在那个年代人们只愿意为鼠标付出20元左右资金，光电鼠标的高价位显得不近情理。由于存在大量的弊端，这种光电鼠标并未得到流行，充其量也只是在少数专业作图场合中得到一定程度的应用，但随着光机鼠标的全面流行，这种光电鼠标很快就被市场所淘汰。

二、第二代光电鼠标

　　虽然第一代光电鼠标在市场中惨遭失败，但全数字的工作方式、无机械结构以及高精度的优点让业界仍然为之瞩目，如果能够克服其先天缺陷必可将其优点发扬光大，制造出集高精度、高可靠性和耐用性的产品在技术上完全可行。

　　最先在这个领域取得成果的是微软公司和安捷伦科技。1999年，微软推出一款“IntelliMouse Explorer”的第二代光电鼠标，这款鼠标所采用的是微软与安捷伦合作开发的IntelliEye光学引擎，从这个时候起，人们才对鼠标的内部控制芯片有了进一步认识，也使得安捷伦芯片成为了良好鼠标控制核心的代名词。IntelliMouse Explorer 采用的IntelliEye引擎是微软和当时还在HP内的安捷伦公司合作设计的，规格为1500Hz、400CPI。也就是在此时，扫描率、分辨率等鼠标衡量标准才被人们所重视。

 经典IntelliMouse Explorer鼠标

　　第二代光学鼠标的结构与上述所有产品都有很大的差异，它的底部没有滚轮，也不需要借助反射板来实现定位，其核心部件是发光二极管、微型摄像头、光学引擎和控制芯片。工作时发光二极管发射光线照亮鼠标底部的表面，同时微型摄像头以一定的时间间隔不断进行图像拍摄。鼠标在移动过程中产生的不同图像传送给光学引擎进行数字化处理，最后再由光学引擎中的定位DSP芯片对所产生的图像数字矩阵进行分析。由于相邻的两幅图像总会存在相同的特征，通过对比这些特征点的位置变化信息，便可以判断出鼠标的移动方向与距离，这个分析结果最终被转换为坐标偏移量实现光标的定位。

    鼠标内部发光二极管，主要用于照明，以便使微型摄像头拍摄到鼠标底部画面，进而传送到光学处理芯片。

　　第二代光学鼠标的各项指标达到了设计初衷。它既保留了光电鼠标的高精度、无机械结构等优点，又具有高可靠性和耐用性，并且使用过程中勿须清洁亦可保持良好的工作状态，在诞生之后迅速引起业界瞩目，也引起了一些有实力公司的关注。

　　2000年，鼠标界另一巨头罗技公司也与安捷伦合作推出相关产品，它使用安捷伦H2000光学成像引擎，性能上和Intellimouse Explorer鼠标一样。这一代产品是光学成像引擎的第一代产品。现在看来，这一代的光电鼠标拥有一些现在已经众所周知的缺点，比如仅为1500次/秒的刷新率和400CPI的分辨率。对采样表面的适应性差，尤其对镜面以及花纹表面。但在当时，比起老式的光机鼠标，已经算是了不起的进步了。

　　而微软在与安捷伦进行合作以后，毅然走上了独立的研发工作，并在2001年末推出微软自己的第二代IntelliEye光学引擎。不过，第二代与第一代产品相差并不大，主要性能指标为刷新率2000Hz，分辨率400CPI。由于微软并没有对这代产品作太多的宣传，而只是用在了Intellimouse Explorer 2.0、IO 1.0等几个新产品上，而当时他的重点在欧美市场，因此国内了解的人不多。

　　至此，光学鼠标就形成以微软和罗技为代表的两大阵营，安捷伦科技虽然也掌握光学引擎的核心技术，但它并未涉及鼠标产品的制造，而是向第三方鼠标制造商提供光学引擎产品，目前市面上非微软、罗技品牌的鼠标几乎都是使用它的技术。

 大名鼎鼎的微软IE4.0，所有游戏发烧友的最爱

　　毫无疑问，集各项完美指标于一身的光学鼠标诞生起就注定它将具有光明的前途，尽管在最初几年光学鼠标价格昂贵，消费市场鲜有人问津，但在2001年之后情况逐渐有了转变，各鼠标厂商纷纷推出光学鼠标产品，消费者也认识到其优点所在。

　　此后，在厂商的大力推动下，消费者的观念也逐渐发生转变，花费较多的资金购买一款光学鼠标的用户不断增加。同时，光学鼠标的技术也不断向前发展，分辨率提高到800dpi精度、刷新频率高达每秒6000次，在激烈的竞技游戏中也可灵活自如，而困扰光学鼠标的色盲症也得到良好的解决。加上顺利的量产工作让其成本不断下滑，百元左右便可买到一款相当不错的光学鼠标（廉价型产品可能只要30到40元），光学鼠标在近两年进入爆发式的成长期，绝大多数装机用户都将它作为首选产品。而与此形成鲜明对照的是，光机鼠标市场份额不断缩小，虽然在低阶领域还有一定的需求，但被光学鼠标所取代，最终退出市场的趋向表现得非常明显。

小知识：什么是光学引擎

　　光学引擎（Optical Engine）是光学鼠标的核心部件，它的作用就好比是人的眼睛，不断地摄取所见到的图像并进行分析。光学引擎由CMOS图像感应器和光学定位DSP（数字信号处理器）所组成，前者负责图像的收集并将其同步为二进制的数字图像矩阵，而DSP则负责相邻图像矩阵的分析比较，并据此计算出鼠标的位置偏移。光学鼠标主要有分辨率和刷新频率两项指标，二者均是由CMOS感应器所决定。

 MX510的CMOS矩阵，很显然它的规格为30×30像素

　　虽然光学引擎看起来结构不复杂，但世界上只有微软和安捷伦两家厂商才具有设计和制造能力。微软的光学引擎只是用在自家的光学鼠标产品身上，不对外出售，以此保证自己的技术优势。而安捷伦走的是供应商路线，向鼠标制造商提供感应器产品。

 罗技MX510

    罗技公司虽然在光学鼠标领域举足轻重，但它并没有自行研制光学引擎，而是使用安捷伦的产品，只不过因拥有规模上的优势可以垄断安捷伦感应器的高阶产品线而已，罗技现有的MX510系列高阶鼠标便是使用安捷伦科技出品的“新型MX光学引擎（罗技公司的命名）”。

　　目前微软的主流光学引擎是其2002年推出的第三代光电引擎——IntelliEye 2.0，由于IntelliEye 2.0将速度提升到了6000Hz，一举解决了光电鼠标丢帧的问题，微软将其用在了著名的Intellimouse Explorer 3.0（也就是我们熟悉的IE3.0）和IO 1.1上，而与此同时，其他较为低端的产品相继推出2000Hz规格的产品。

　　2003年，微软的Intellimouse Explorer第四代产品IE 4.0问世，这代产品上使用了新的9000Hz规格的引擎，但这并不是它的主要变化，这一代引擎最大的进步是大大减小了光电引擎的功率，从而使得无线鼠标的耗电远远小于以前的历代产品。但是，这也付出了鼠标的表面适应性相对前代引擎下降的后果。

　　对于安捷伦来说，其产品种类显得繁多，包括A2051、A2030等十余种，其中最常见的还是A2051和A2030两种。这代产品除了将速度提升到和微软第二代产品一样的2000－2500Hz以外，还将分辨率提升到了800CPI。但是分辨率的提升导致频率提升的效果被抵消，所以这代产品的实际高速移动性能不如微软的同等级引擎。不过由于安捷伦的产品没有使用授权限制，所以大量被第三方厂商采用。

　　2002年底，安捷伦和罗技合作，推出了与IntelliEye 2.0同等级的MX光学引擎，而在前不久，在最新的罗技MX510鼠标上，又推出了新的升级版MX光学引擎。这一代安捷伦引擎的移动性能实际上已在同代的IntelliEye引擎之上，只是在功耗方面还较之为差，所以在微软鼠标可以使用单AA电池工作的情况下，MX鼠标还必须使用充电电池。

　　无线鼠标尽管普及率不高，但其发展却由来已久。早在1984年，罗技的第一款无线鼠标就研制成功。不过那时候的无线鼠标还依靠红外线作为信号的载体，虽然说这款产品由于性能方面的诸多问题而告失败，但是罗技在无线方面的创新也给后来的产品带来了很多思路的指引。

　　从原理上看，无线鼠标主要分为红外线失和无线电式。两种鼠标都需要使用干电池供电，对于红外线型的无线鼠标键盘具有较严格的方向性，尤其是水平位置的关系更为敏感，因此目前采用这种方式的产品已经不多，大多数都是采用了更为先进的无线电发射方式。

　　无线电式鼠标的学名叫DRF（Digital radio frequency，数字无线电频率），这项技术能够对短距离通讯提供充足的带宽，非常适合鼠标和键盘这样的外围设备使用。它的原理也非常简单，鼠标部分工作与传统鼠标相同，再用无线发射器把鼠标在X或Y轴上的移动，按键按下或抬起的信息转换成无线信号并发送出去，无线接收器收到信号后经过解码传递给主机，驱动程序告诉操作系统鼠标的动作，该把鼠标指针移向哪个方向或是执行何种指令。

　　采用无线电技术的好处是，只要在限定距离以内，就可以在任何位置使用，几乎不受障碍物的影响。一般传输的距离达10～20米，已经足够用户使用。

　　无线电的最大特点是可以进行360度全方位无线射频遥控，而且耗电量较低，具有触发工作待机休眠。无线设备的接受端已经内置接收器，发射器装在主机的设备口上，均不会影响产品外观。

 

　　无线电接收器本身所具有的接口是USB或PS2的，可以从计算机的PS/2接口取电，不需要另加电池。它具有双或多波段，如果有多个无线设备，均可以通过这一个接收器进行管理，键盘工作频率一般占用通道1（如：27.185M和27.035M），鼠标工作频率占用通道2（如：27.085M和27.135M），工作时鼠标和键盘或多个鼠标之间干扰性较低，而且不会影响无线电话等数字无线设备。

　　目前有能力生产无线鼠标的厂商并不太多，大部分集中在微软、罗技、明基等知名厂商中。而其中微软与罗技成为高端市场的霸主，也是消费者心目中优异产品。<