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鼠标

鼠标

鼠标（英文名：Mouse）是指一种将位移信号转换为电信号，通过的计算器处理，从而达到屏幕定位的输入设备。其标准称呼是鼠标器。1968年12月9日，道格拉斯·恩格尔巴特（Dr. Douglas C. Engelbart）向世界公开展示了他的新发明，一个方方正正的木头盒子，拖着一条长导线，盒子上面有一个按钮，盒子底部装着金属滚轮。因该装置外形酷似老鼠，因而命名为鼠标。

随着计算机的快速发展，鼠标也发生了翻天覆地的变化，现代鼠标不仅可以告别线材的束缚，而且可以无线充电，这样的改变使人们在使用鼠标时更加自如。鼠标的重量也更加轻量化，在保证鼠标重心均衡的同时，减少了人们使用时的疲劳。

发展沿革

机械鼠标

20世纪60年代初，美国发明家道格拉斯·恩格尔巴特（Dr. Douglas C. Engelbart）在参加一个会议时，在笔记本上画出了鼠标的组装图。该图纸是以测面仪表为基础，将机械装置换成了数字结构的形式，画出了一种在底部使用两个互相垂直的轮子来跟踪运动的组装图。1964年，道格拉斯·恩格尔巴特经济好转，将这款鼠标制造出来。

1968年，世界上第一个鼠标问世。道格拉斯·恩格尔巴特在美国加州旧金山向世界展示了第一个鼠标，那是一个木质的小盒子，盒子下面有两个互相垂直的轮子。这款鼠标与现代的鼠标结构大不相同，甚至还需要外置电源给它供电才能正常工作。因拖着长长的连线且外形酷似老鼠，这个新产品得到了鼠标这个名字。

1981年，第一只商业化鼠标诞生，20世纪70年代，美国施乐公司将鼠标进一步升级，并在1981年“施乐之星”电脑操作系统诞生之际推出第一只商业化鼠标。

光机鼠标

1982年，世界第一款光机鼠标诞生。1982年，罗技公司发明了世界上第一款光机鼠标，光机结构是鼠标发展史上最重要的发明之一，也是鼠标史上一个重要的里程碑。也就是这个时候现代鼠标的结构设计基本成熟。

轨迹球技术

1983年，苹果公司推出第一款消费级鼠标。苹果公司在1983年推出的lisa电脑上第一次使用鼠标界面操作工具，苹果在鼠标中使用了轨迹球技术，该鼠标只有一个按钮，但底部却设置了一个又大又沉的钢铁轨迹球。这个时候的鼠标还是老式的机械式鼠标，但是对于最初的产品已经有了新的改良，鼠标球取代了不灵活的单滚球，单键设计被更加灵活的双键所取代，现代鼠标的基本结构已经成型。

无线鼠标

1991年，首款应用级无线鼠标问世。罗技推出了首款应用级的无线鼠标MouseMan。尽管罗技对无线鼠标的研发可以追溯到1984年，但是受限于红外传输直线对连的方式，无线鼠标使用时的活动范围极其有限，直到罗技采用了全新的27Mhz无线传输方案，才让无线鼠标可以正式投入使用。

微软发明鼠标滚轮

1996年，微软发明鼠标滚轮。由微软发明的鼠标滚轮是鼠标发明史上另一个重大的发明，到今天滚轮已经成为鼠标的标配之一。

新型光电鼠标

1999年，微软与安捷伦科技公司合作，推出Intellimouse Explorer新型光电鼠标。光电鼠标的精度是老式鼠标望尘莫及的。由于不再是通过机械摩擦而产生移动数据，因此，摆脱了操作面的约束，可以在几乎所有的操作面上使用，没有机械磨损，寿命也有很大提高。自此，光电鼠标全面超过机械鼠标，成为普及率最高的产品。

首款激光鼠标

2004年，罗技推出了世界首款使用激光引擎设计制作的鼠标：“罗技MX1000”，从此激光引擎开始走上历史舞台。

触控鼠标

2009年，首款多点触控鼠标诞生。2009年美国苹果公司将原本应用于IPhone的多点触控技术移植到鼠标上，推出了MagicMouse鼠标。让手指在鼠标表面点击或划动即可完成多种日常操作，不同的点击位置和手指划动方式分别代表不同的含义。MagicMouse鼠标成为了多点触控鼠标的开山之作，代表了鼠标触控时代的正式到来。

沙发鼠鼠标

2011年，瑞士知名品牌罗技率先推出了无孔“沙发鼠”罗技M515。罗技“沙发鼠”M515鼠标最大的特点在于其采用了密封传感器(实现鼠标底部完全防尘)，让布料的绒毛不会聚集在传感器的开口处，用户无论在何种表面上使用鼠标，都能自如地操控光标。放开了对介质的限制，用户就可以自由的在沙发、毛毯、垫子、布罩、地毯以及桌上使用鼠标，不会有任何的使用障碍。

可调节鼠标

2012年，赛暴客Cyborg R.A.T.7激光游戏鼠标上市，改鼠标获得了吉尼斯世界纪录“全球最多可调节的鼠标”称号。

内部构成

光电鼠标

光电鼠标的内部构造通常由以下部分组成：光学感应器，光学透镜、发光二极管、接口微处理器（MCU）、轻触式按键、滚轮、连线、外壳等。下面介绍几个主要部件。

光学感应器

光学感应器是光学鼠标的核心部件，光学感应器包括发光装置，CMOS感光块（互补性氧化金属半导体）和一块DPS处理芯片（DSP芯片），CMOS感光块负责采集，接受由鼠标底部光学透镜传递过来的光线，并将生成的一帧帧图像交由DPS处理芯片进行运算和比较，并实现鼠标所在位置的定位工作和向电脑发出相应的操作指令。

发光二级管

发光二级管的作用就是产生光电鼠标工作时所需要的光源，发光二级管发出的红色光线，一部分通过鼠标底部的光学透镜来照亮鼠标底部，另一部分则直接传到了光学感应器的桌面。

光学透镜组件

光学透镜组件设计在光电鼠标的底部，光学透镜组件由一个棱光镜和一个圆形透镜组成。其中棱光镜负责将发光二级管发出的光线传送至鼠标的底部，并予以照亮。圆形透镜相当于一台摄影机的镜头，这个镜头负责将已经被照亮的鼠标底部图像传说至光学感应器底部的小孔中，观察光电鼠标的背面外壳，可以看到圆形透镜很像一个摄像头。

控制芯片

控制芯片负责协调光电鼠标中各元器件的工作，并与外部电路进行沟通及各种信号的传递和收取。

按键及滚轮

一般电脑鼠标有两个轻触式按键。除了两个轻触式按键，中间还有个滚轮来进行翻页的操作，有些高级的鼠标则会有两个滚轮，分别处理X轴和Y轴的操作。但是大多数的鼠标都是普通的鼠标，只有一个滚轮来进行翻页。

机械鼠标

机械鼠标主要由滚球、柱和光栅信号传感器组成，是通过移动鼠标，带动胶球，胶球滚动又磨擦鼠标内分管水平和垂直两个方向的栅轮滚轴，驱动栅轮转动。栅轮轮沿为格栅状。紧靠栅轮格栅两侧，一侧是一红外发光管，另一侧是红外接收组件。红外接收组件为一三端器件，其中包含甲乙两个红外接收管。在水平和垂直栅轮夹角正对方向有一压紧轮，它使胶球无论向何方向滚动都始终压紧在两个栅轮轴上。

轨迹球鼠标

此种鼠标工作原理和内部结构与机械式鼠标类似，可以理解为机械鼠标倒过来，其球座固定不动，直接用手拨动轨迹球来向电脑发号施令。

运行的原理

鼠标根据种类的不同，其工作原理也有所不同。

机械鼠标

机械式鼠标又称半光学式鼠标，是利用机械传动的原理和对管（光敏晶体管）及光轮编码来工作的。当在桌面上移动鼠标时，鼠标球因与桌面摩擦而转动，进而带动光轮转动。移动的光轮通过轮辐的遮断作用，对红外发射管发射的红外信号进行调制，产生光脉冲。光脉冲作用在光敏晶体管上，生产出随光脉冲变化而改变的电信号。交变的电信号送入MCU进行编码及计算，最后由MCU将计数结果送入计算机。

光电鼠标

光电鼠标会从发光装置中发出一束很强的光线，类似于照相时的闪光灯，光线照亮鼠标下面的一块桌面，这一小块桌面的图像被CMOS感光器件拍摄下来，传递给处理芯片。随着鼠标不停的移动，大量的照片被处理芯片分析，芯片通过比较不同照片上同一个点的位移大小和方向，来确定鼠标运动的轨迹，并向计算机屏幕上的鼠标指针发出相应的运动指令。

激光鼠标

激光鼠标其实也是光电鼠标，只不过是用激光代替了普通的LED光。好处是可以通过更多的表面，因为激光是 coherent Light（相干光），几乎单一的波长，即使经过长距离的传播依然能保持其强度和波形。而LED 光则是Incoherent Light（非相干光）。激光鼠标传感器获得影像的过程是根据，激光照射在物体表面所产生的干涉条纹而形成的光斑点反射到传感器上获得的，而传统的光学鼠标是通过照射粗糙的表面所产生的阴影来获得。因此激光能对表面的图像产生更大的反差，从而使得“CMOS成像传感器”得到的图像更容易辨别，提高鼠标的定位精准性。

无线鼠标

无线鼠标采用DRF（Digital radio 频率，数字无线电频率）技术，改技术能够对短距离通讯提供充足的带宽，非常适合鼠标这样的外围设备使用，其原理非常简单，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。采用高频无线电（射频）技术，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。

分类

按接口方式分类

鼠标按接口方式分为有线连接和无线连接两类。有线鼠标包括串口鼠标、PS/2鼠标、USB鼠标等类型。早期的鼠标所采用的接口为串口（COM口），现已淘汰。而PS/2接口是传统的接口标准，至今仍有厂家采用。USB接口是新一代的接口标准，支持PnP、热插拔。无线鼠标则分为27M无线鼠标、2.4G无线鼠标和蓝牙鼠标等。27M无线鼠标的发射距离在2m左右，而且信号不稳定，相对比较低档。2.4G无线鼠标的接收信号距离在7～15m，信号比较稳定，市场上主流的无线鼠标即为这种。蓝牙鼠标的发射频率和接收信号距离与2.4G无线鼠标一样，它还支持蓝牙。

按工作原理分类

按应用场景分类

游戏鼠标

按游戏类型分：游戏鼠标主可分为FPS（第一人称视角射击类游戏）鼠标、RTS（即时战略游戏）鼠标、MMO（大型多人在线游戏）鼠标。

FPS游戏鼠标，以重心较低平稳移动著称，可提供了更好的抓地力，移动更为平稳。

RTS鼠标与FPS截然不同，重心较高造型轻盈，以快启快停著称，RTS一般不需要宏定义。

MMO鼠标具有丰富的功能键设计，价格偏贵。

办公鼠标

办公鼠标指在办公场景下使用的鼠标，所以并不需要像游戏鼠标那样要配置，产品本身只需要看重使用体验。

设计专用鼠标

设计专用鼠标适用于CAD、3D平面设计专业的办公群体。这类鼠标一般为轨迹球鼠标，其优点就在于使用时不会像常见鼠标那样需要一定的滑动空间，并可以减少使用者手腕的疲劳。相对于一般鼠标，轨迹球鼠标定位精确，不易晃动，非常适合图形设计，3D设计等领域的工作。

性能指标

由于机械鼠标已退出主流市场，这里主要介绍光电鼠标的参数。

CPI（每英寸含字符数）与DPI（每英寸点数）

CPI的全称是Counts per inch，是指光电鼠标在每英寸长度上的采样精度。举例来讲如果一款鼠标的技术指标为800CPI，那么就是指在一英寸的移动距离上，鼠标可以反馈800个坐标，即1/800英寸（约0.0318毫米）。

DPI最早用于核量扫描仪和打印机的指标，是指每平方英寸上所印刷的网点数（Dot Per Inch）。在鼠标的参数中，DPI表示的是鼠标所能感应的最小移动量。DPI越高鼠标的精准度也就越高。

现在大部分生产厂家都已经将DPI作为反映鼠标精准度的技术参数指标。对于不同用户而言，DPI并非越高越好。太高的DPI会使鼠标更加难以定位。所以现在出现了可调节DPI的鼠标，满足了不同用户的需求。

IPS（每秒移动的英寸数）

IPS全称是Inches Per Second，指每秒移动的英寸数。这是一个速度单位，通常是指鼠标传感器最大可以识别的速度值。

回报率

回报率是鼠标MCU（微型控制单元）将信号处理好后，再反馈给主机的数值，他的单位是Hz。例如，回报率为125Hz，则可以简单的认为MCU每8ms向电脑发送一次数据；500Hz则是每2ms发送一次。回报率是游戏玩家非常重视的鼠标性能参数，理论来说，更高的回报率更能发挥鼠标的性能，对于游戏玩家更具实际意义，我们在鼠标广告中常见的USB回报率指的就是这个。

刷新率

刷新率是鼠标的光学引擎反馈给鼠标MCU（微型控制单元）的参数值，他的单位是FPS（帧/秒）。从定义上来看，它指的是鼠标CMOS成像芯片每秒成像次数，通俗来讲就是说鼠标光学引擎在一秒之内，对鼠标底部连接拍照的次数。比如说，传统的光电鼠标的采样率可以达到3000帧/秒，也就是说它在一秒钟内能采样和处理3000张阴影图像。高刷新率的鼠标可以保障鼠标在高速运动情况下不丢帧。