Клавиатуры, мыши и трекболы

Сергей Асмаков

Клавиатуры

Мыши

Трекболы

 

Клавиатуры

Как известно, клавиатура является одним из наиболее консервативных компонентов ПК, легко переживающим несколько апгрейдов: при отсутствии заводского брака и форс-мажорных обстоятельств (например, проливания на клавиши чая или кофе) срок ее службы составляет как минимум несколько лет. В начале 90-х годов почти все компьютерные клавиатуры были внешне настолько похожи, что различить их можно было лишь по логотипу производителя. Единственное существенное различие было скрыто внутри и определялось типом установленных в устройстве клавиш.

На данный момент в массовых компьютерных клавиатурах используются клавиши трех типов: механические, полумеханические и мембранные1 .

Механические клавиши оснащаются металлическими контактными площадками (иногда позолоченными) и металлической пружиной, возвращающей клавишу в исходное положение. Кроме того, иногда конструкцию дополняет упругая металлическая полоска, прогибающаяся при нажатии клавиши и издающая характерный щелчок («клик»).

Полумеханические клавиши также оснащены металлическими контактными площадками, однако вместо металлической пружины в них используется упругий элемент, изготовленный из резины или из иного подобного материала.

В мембранных клавишах используются контактные площадки из токопроводящего полимерного материала, а роль упругого элемента выполняет прочная полимерная пленка, сформованная в виде небольшого купола. Мембранные клавиши являются наиболее технологичным и недорогим решением, поэтому неудивительно, что в настоящее время подавляющее большинство массовых моделей компьютерных клавиатур изготавливается по этой технологии. Конечно, мембранные клавиатуры уступают по долговечности и надежности механическим и полумеханическим конструкциям, однако на современном этапе своего развития мембранная технология способна удовлетворить запросы большинства пользователей: в среднем мембранные клавиши выдерживают не менее 10 млн. нажатий. К тому же многие современные модели мембранных клавиатур (в отличие от механических конструкций) устойчивы к воздействию влаги.

Механические и полумеханические модели клавиатур выпускаются до сих пор, однако из-за довольно высокой стоимости (от 50-60 долл. и выше) они не пользуются большим спросом и их скорее можно отнести к разряду элитных изделий, применяемых в тех случаях, когда предъявляются особые требования к надежности и долговечности, или же для того, чтобы подчеркнуть состоятельность владельца.

Начиная примерно с середины 90-х годов производители начали активные работы в области эргономики и расширения функциональных возможностей компьютерных клавиатур. Одним из первых шагов в этом направлении стал поиск оптимальной формы клавиатуры. Главным стимулом к изменению привычной плоскопрямоугольной схемы расположения клавиш, унаследованной еще от пишущих машинок, стало стремление к достижению максимально естественного положения рук пользователя. По замыслу разработчиков это должно снизить утомляемость мышц рук при продолжительной работе за компьютером, а также свести к минимуму вероятность возникновения профессиональных заболеваний, таких как растяжение кисти.  

После появления знаменитой модели изогнутой клавиатуры Microsoft Natural Keyboard Elite практически все известные производители выпустили подобные конструкции, дорабатывая их каждый на свой манер. К примеру, в продаже появились модели клавиатур с регулируемым расстоянием между секциями «правой» и «левой» руки и даже полностью разъемные клавиатуры, эффектно «переламывающиеся» посередине.

Несмотря на обилие выпущенных моделей «особо эргономичных» клавиатур, подобные конструкции так и не смогли стать популярными у массовых пользователей. Как показывает практика, несмотря на значительный рост парка ПК и массовую компьютеризацию рабочих мест во многих отраслях, многие отечественные пользователи не владеют техникой слепой печати даже на родном языке, а при наборе народным «двухпальцевым» методом эргономичные клавиатуры, ориентированные на стандартную постановку рук, оказываются менее удобными по сравнению с традиционными конструкциями.

Но даже при использовании слепого десятипальцевого метода далеко не всегда удается быстро привыкнуть к «трехмерной» конструкции, ведь практически все пользователи ПК осваивали технику печати на клавиатурах традиционной «прямой» конструкции, а то и вообще на печатных машинках. Впрочем, и для пользователей, владеющих техникой слепой печати и способных быстро привыкнуть к новой конструкции, эргономичная клавиатура оказывается удобной лишь при выполнении ограниченного круга задач, связанных главным образом с набором и редактированием сравнительно больших объемов текста. При этом работа с приложениями, ориентированными на приоритетное использование мыши (например, с графическими редакторами), может оказаться менее комфортной. Да и для такого многочисленного и распространенного класса приложений, как компьютерные игры, клавиатуры традиционной конструкции оказываются более удобными.  

Так или иначе, но волна интереса к клавиатурам эргономичной формы пошла на убыль и количество подобных моделей у ведущих производителей постепенно сокращается. Новое течение в «клавиатурной» моде, которое активно развивается на протяжении последних двух-трех лет, — оснащение клавиатур дополнительными кнопками и прочими органами управления. Связано это не только и даже не столько с гениальными находками производителей клавиатур, сколько с появлением стандарта АТХ и нового поколения операционных систем (начиная с Windows 95), позволяющих программно управлять включением/выключением питания компьютера, а также переключением стандартных энергосберегающих режимов. Сначала на клавиатурах начали появляться отдельные кнопки управления питанием, а вскоре количество дополнительных органов управления стало возрастать в арифметической прогрессии.

В общем-то особой необходимости в этом не было, поскольку средствами драйвера или операционной системы можно реализовать поддержку стандартных либо настраиваемых пользователем клавиатурных комбинаций, ассоциированных с теми или иными командами и приложениями. Но в то же время неопытным пользователям разобраться с дополнительными кнопками гораздо проще, чем запоминать многочисленные комбинации клавиш. Кроме того, такие клавиатуры, усыпанные дополнительными кнопочками разнообразных форм с красивыми пиктограммами, в глазах многих пользователей выглядят более привлекательно на фоне традиционных конструкций. Разумеется, производители не могли не воспользоваться такой возможностью для привлечения потенциальных покупателей к своей продукции.

С точки зрения назначения дополнительных органов управления современных моделей клавиатур можно выделить следующие функциональные группы:

• управление питанием и энергосберегающими режимами компьютера;

• вызов наиболее часто используемых функций операционной системы (поиск, окно проводника и т.д.);

• управление программными медиапроигрывателями;

• вызов часто используемых приложений;

• управление основными функциями Интернет-браузеров и почтовых клиентов.

Фактически появление многих современных моделей «мультимедиаклавиатур» и «Интернет-клавиатур» стало данью моде — производители ловко использовали (и продолжают использовать) изменения рыночной конъюнктуры для привлечения внимания потенциальных покупателей.  

Помимо дополнительных кнопок в ряде современных моделей клавиатур стали появляться органы управления, заимствованные у портативных компьютеров и игровых манипуляторов: сенсорные панели (touchpad), трекболы, колесики прокрутки, вращающиеся указатели, многопозиционные указатели типа «плоский джойстик» и т.п.

Конечно, выбор той или иной модели клавиатуры — вопрос индивидуальных предпочтений, анатомических особенностей и вкусов конкретного пользователя. Но получают ли пользователи усыпанных дополнительными кнопками и прочими непривычными элементами клавиатур дополнительное удобство? Дать однозначный ответ на этот вопрос не так-то просто. С одной стороны, использовать клавиатуру для вызова тех или иных команд и приложений практически всегда удобнее, чем стандартные экранные меню, а наличие специально выделенных кнопок избавляет от необходимости заучивать клавиатурные сокращения. С другой стороны, многое зависит от количества дополнительных органов управления и от их расположения. Очевидно, что перенасыщение клавиатуры дополнительными кнопками вряд ли добавит комфорта: у пользователя просто в глазах зарябит от бесчисленных пиктограмм. Не менее важным фактором является удобство расположения дополнительных клавиш и их распределение по функциональным разделам, значительно облегчающее визуальный поиск нужной клавиши.

Стоит также отметить, что при длительном использовании дополнительных функций клавиатуры некоторые пользователи настолько к ним привыкают, что работа на компьютере, оснащенном клавиатурой иной конструкции, может вызвать у них реально ощутимый дискомфорт.  

Наряду с этим в ряде современных моделей клавиатур внедрены действительно полезные функции. Так, встроенный в клавиатуру USB-концентратор может значительно облегчить жизнь пользователя, ведь подавляющее большинство современных периферийных устройств оснащено интерфейсом USB. Возможность оперативного подключения USB-устройства без необходимости добираться до интерфейсных разъемов на задней панели системного блока может оказаться весьма полезной: например, при загрузке изображений с цифровой фотокамеры или при закачке порции свежих хитов в память портативного цифрового плеера. Кроме того, обладатель такой клавиатуры может подключить мышь непосредственно в порт клавиатуры — это позволит не только освободить один USB-порт системного блока, но и «укротить» непослушный кабель манипулятора. Кстати, для обладателей мышей с интерфейсом PS/2 выпускаются модели USB-клавиатур, оснащенные портом PS/2.

Еще одна инновация, получающая распространение в современных моделях: встраивание слотов для установки сменных карт памяти. Для тех, кто ежедневно сталкивается с этими носителями, встроенный в клавиатуру карт-ридер окажется как нельзя кстати.

Если рассматривать компьютеры для офиса, то в данном случае весьма полезными могут оказаться идентификационные устройства, встраиваемые в некоторые модели клавиатур, например биометрические сенсоры для ввода отпечатка пальца, а также слоты для считывания магнитных карт и бесконтактных смарт-карт. Подобные устройства могут использоваться для авторизации пользователей в локальной сети, что гораздо удобнее и надежнее традиционного пароля.

В начало В начало

Мыши

Современный компьютер уже невозможно представить без мыши. Если классифицировать современные модели этих манипуляторов по их внутреннему устройству, то можно выделить два основных типа конструкции датчика регистрации перемещений: оптомеханический и оптический.

В оптомеханической конструкции при перемещении манипулятора по поверхности стола приводится во вращение расположенный внутри обрезиненный шарик, который фактически катится по находящейся под «брюшком» мыши поверхности. Вращение шарика механическим путем передается на две взаимноперпендикулярно расположенные оси, на каждой из которых имеется диск с тонкими «спицами». С разных сторон диска размещены элементы оптопары — светодиод и фотодиод (либо фототранзистор). При вращении диска его спицы периодически перекрывают световой луч, вследствие чего на выходе оптопары генерируются электрические импульсы, количество которых прямо пропорционально пробегу манипулятора по соответствующей оси.

Технология, используемая в современных оптических мышах, была разработана специалистами компании Agilent Technologies сравнительно недавно — в 1999 году. В подобных конструкциях используется миниатюрная видеокамера с CMOS-сенсором, которая за одну секунду делает порядка 1500 снимков находящейся под «брюшком» мыши поверхности и передает полученные изображения в специализированный процессор (DSP). Для освещения поверхности напротив сенсора установлен источник света (обычно красный светодиод). Анализируя изменения в последовательности поступающих с камеры изображений, DSP определяет направление перемещения манипулятора и вычисляет пройденное расстояние.

Современные оптические мыши имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционными оптомеханическими манипуляторами, в частности меньшую зависимость стабильности работы от используемой поверхности и более высокую точность (800 отсчетов на дюйм против 400-420 у оптомеханических конструкций). Кроме того, благодаря отсутствию движущихся частей оптические мыши гораздо более надежны и не требуют регулярной чистки.

Оптическая технология еще достаточно молода, и ведущие производители манипуляторов продолжают работать над ее усовершенствованием. Одной из проблем здесь является большее время реакции на действия пользователя, нежели у традиционных оптомеханических конструкций. Кстати, именно по этой причине многие приверженцы динамичных игр до сих пор предпочитают использовать именно оптомеханические модели мышей, несмотря на ряд присущих им недостатков. Еще одно ограничение связано с точностью работы при большой скорости перемещения манипулятора: при превышении определенного порога скорости движение курсора становится скачкообразным («рваным»).

Первые оптические мыши с разработанным Agilent Technologies оптическим датчиком обеспечивали возможность работы с номинальной точностью при скорости перемещения не более 0,35 м/с. Однако проведенные исследования показали, что многие пользователи перемещают манипулятор со скоростью до 0,8 м/с. Для того чтобы повысить «скоростной предел», в современных моделях мышей Microsoft частота съемки поверхности увеличена до 6 тыс. кадров в секунду — это позволило обеспечить работу манипуляторов с номинальной точностью при перемещении со скоростью до 0,93 м/с.

Иным путем пошли разработчики компании Logitech: они увеличили площадь поверхности, сканируемой оптическим сенсором, а также повысили быстродействие микропроцессора, обрабатывающего полученные изображения. В новой линейке мышей Logitech МХ скорость обработки изображений, получаемых оптическим сенсором, достигла значения 4,7 мегапикселов в секунду, что обеспечивает заявленную точность работы манипулятора при ускорении до 10 g и линейном перемещении со скоростью до 1 м/с (стоит отметить, что это заведомо превосходит потребности и физические возможности подавляющего большинства пользователей).

Кстати, пару лет тому назад Logitech выпустила модель Logitech MouseMan Dual Optical, оснащенную двумя оптическими сенсорами, расположенными перпендикулярно друг другу. Согласно информации производителя, такое решение позволило сделать работу манипулятора менее зависимой от типа поверхности, чем в случае использования одного оптического сенсора. Однако, судя по всему, пользователи не оценили подобную конструкцию, и последующие модели по-прежнему оснащались одним сенсором.

Заметный прогресс оптической технологии (в большинстве случаев обладающей явным преимуществом перед оптомеханическими конструкциями) в сочетании с постепенным снижением цен на младшие модели оптических мышей способствует тому, что рыночная доля последних в настоящее время заметно увеличивается. Наметилась устойчивая тенденция к практически полному вытеснению оптомеханических манипуляторов (за исключением, быть может, сегмента комплектующих low-end).

Наряду с совершенствованием датчика регистрации перемещений, производители мышей не перестают экспериментировать и с внешним видом этих манипуляторов. И хотя для снабженных графическим интерфейсом ОС и подавляющего большинства программных продуктов классическим вариантом мыши стала двухкнопочная конструкция с колесиком прокрутки (которое, как правило, выполняет одновременно функцию дополнительной кнопки), производители регулярно выпускают новые модели, оснащенные дополнительными кнопками и необычными функциями.

Наиболее распространенный вариант — установка одной или двух дополнительных кнопок с левой стороны манипулятора (под большой палец). В некоторых мышах, выпускаемых компанией A4Tech, устанавливаются два колесика прокрутки, которые расположены с небольшим смещением относительно друг друга. Такое решение позволяет оперативно управлять прокруткой содержимого окна сразу в двух направлениях — как по вертикали, так и по горизонтали.

В последних моделях оптических мышей Logitech МХ внедрено новшество под названием «круиз-контроль». Реализована данная функция при помощи двух небольших кнопок, размещенных с разных сторон колесика прокрутки. Эти кнопки позволяют сделать более комфортным пролистывание длинных документов: вместо многократного вращения колесика пользователю достаточно удерживать одну из этих кнопок нажатой. А добравшись до нужного раздела, можно воспользоваться привычным колесиком для более точного позиционирования.

Весьма оригинальное решение внедрили также в ряде выпускаемых под торговой маркой Genius моделей (в частности, WebScroll+Eye и WebScroll+) разработчики тайваньской компании Kye. Колесико прокрутки этих манипуляторов выполнено из полупрозрачного материала, а непосредственно под ним установлен красный светодиод, загорающийся при получении сообщений электронной почты — таким образом мышь извещает пользователя о новых письмах, поступивших в его почтовый ящик.

Три года тому назад немалый интерес со стороны пользователей вызвало появление серии мышей Logitech iFeel (и ряда моделей других производителей), оснащенных механизмом обратной тактильной связи. Предполагалось, что это должно было обеспечить пользователю дополнительную помощь: мышь семейства iFeel способна вибрацией корпуса информировать о пересечении границ окон или кнопок. Идея действительно новаторская, но, как выяснилось, не очень практичная: менее чем через два года после начала выпуска манипуляторы серии iFeel были сняты с производства.

Завершая рассмотрение необычных «мышиных» функций, нельзя не упомянуть о мыши, выпущенной в 2001 году компанией Sony. Модель MSAC-US5 фактически является гибридом оптической мыши и… внешнего карт-ридера для Memory Stick.

В начало В начало

Трекболы

Вполне возможно, что многие читатели не имеют опыта использования трекболов и видели их лишь в витринах компьютерных салонов или на фотографиях. Если говорить образно, то трекбол — это мышь, перевернутая кверху «брюшком». Соответственно, управление осуществляется не перемещением самого манипулятора (как в случае традиционной мыши), а вращением шарика в нужном направлении при помощи пальцев или тыльной стороной ладони.

В диаметре шарик трекбола значительно больше аналогичного элемента мыши, но, как правило, легче. Благодаря этому трекболы обеспечивают возможность более точного управления по сравнению с мышами. Кроме того, для размещения трекбола требуется значительно меньше места, чем для мыши, ведь в процессе работы его не нужно перемещать по столу. Кстати говоря, за счет этого снижается нагрузка на мышцы руки и значительно уменьшается риск появления связанных с этим профессиональных заболеваний. Еще одно достоинство трекбола — возможность полноценного управления даже в том случае, если манипулятор находится не на столе, а непосредственно в руках пользователя (что может пригодиться для управления электронной презентацией).

Как и мыши, современные модели трекболов, в зависимости от принципа действия датчика регистрации перемещения шарика, делятся на два основных типа: на оптомеханические и оптические. Датчик регистрации перемещения оптомеханических трекболов не имеет принципиальных отличий от аналогичного узла оптомеханических мышей, за исключением местоположения шарика. Одним из существенных недостатков оптомеханических трекболов является необходимость в регулярной очистке шарика и осей датчиков перемещения, причем гораздо более частой, чем в случае оптомеханической мыши. Расположенный сверху шарик очень хорошо собирает пыль, да и руки пользователя, непосредственно соприкасающиеся с его поверхностью, также не отличаются стерильностью. Кстати, именно по этой причине оптомеханические трекболы не смогли закрепиться в портативных компьютерах, уступив свои позиции более надежным (хотя и менее удобным) сенсорным панелям.

Первыми решить проблему, связанную с утратой трекболом работоспособности при загрязнении шарика, сумели специалисты компании Logitech. Суть разработанной ими технологии Marble заключается в использовании шарика с рисунком из мелких черных точек (Marble по-английски означает «мрамор») и установленного в корпусе трекбола неподвижного оптического сенсора, который с большой частотой делает снимки находящегося перед ним участка шарика, освещаемого светодиодом. Вычисление величины и направления смещения производится путем обработки последовательности изображений, так же как в современных оптических мышах. Во всех выпускаемых сегодня моделях трекболов Logitech используется технология Marble.

Помимо Logitech собственную технологию оптического сенсора для трекболов — IntelliEye — разработала компания Microsoft. В настоящее время наряду с оптическими трекболами Logitech и Microsoft на рынке присутствуют также более дешевые оптомеханические модели: их, в частности, выпускают тайваньские компании А4Tech и Kye (под торговой маркой Genius).

В отличие от мышей разные модели трекболов могут существенно различаться по конструктивному исполнению. В трекболах классической конструкции шарик располагается по центру манипулятора — в таком положении его можно прокручивать указательным, средним и безымянным пальцами либо тыльной стороной ладони. Однако сегодня можно встретить самые неожиданные и порой весьма спорные конструкции: шарик может быть смещен в сторону или даже расположен сбоку (под большим либо под безымянным и указательным пальцами).

Помимо унаследованных от мышей двух основных кнопок современные модели трекболов зачастую оснащаются дополнительными органами управления — колесиком прокрутки и дополнительными клавишами.

Некоторые производители выпускают гибридные манипуляторы, сочетающие в себе функции мыши и трекбола. В качестве одного из подобных примеров можно привести Maxxtro 4D Omni-scroll MUSOMNIOPT. Фактически это обычная мышь с расположенным между двумя основными кнопками небольшим трекболом. При помощи шарика можно управлять либо прокруткой содержимого окна (в горизонтальном и вертикальном направлениях), либо положением курсора. Переключение режимов производится посредством дополнительной кнопки, расположенной на корпусе манипулятора.

 

С конструктивными особенностями современных моделей беспроводных клавиатур и манипуляторов вы можете ознакомиться в статье «Периферия без проводов», опубликованной в прошлом номере нашего журнала. Электронная версия этой статьи представлена на нашем CD-ROM.

КомпьютерПресс 6'2003