產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)_鼠標(biāo)

1、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)_鼠標(biāo)鼠標(biāo)是人們最常用的外設(shè)之一，鼠標(biāo)的發(fā)展其實(shí)和CPU的歷程是差不多的，但是，人們對(duì)鼠標(biāo)的關(guān)注遠(yuǎn)不及CPU，對(duì)鼠標(biāo)的了解還是很一般的鼠標(biāo)自從誕生到今天，已經(jīng)有35個(gè)年頭了，這35年來(lái)，鼠標(biāo)無(wú)論在性能還是工作原理上都有了許多變化，唯一不變的就是永遠(yuǎn)伴隨著他的名字“MOUSE”。 引子:我們將從以下幾個(gè)方面來(lái)介紹鼠標(biāo)我們將從以下幾個(gè)方面來(lái)介紹鼠標(biāo):鼠標(biāo)的發(fā)展歷史鼠標(biāo)的分類現(xiàn)存鼠標(biāo)的弊端未來(lái)鼠標(biāo)的發(fā)展趨勢(shì)鼠標(biāo)的發(fā)明鼠標(biāo)的發(fā)明鼠標(biāo)是1964年由Douglas Engelbart(如圖01)發(fā)明的，當(dāng)時(shí)Douglas Engelbart在斯坦福研究所(SRI)工作，該研究所是斯坦福大學(xué)贊

2、助的一個(gè)機(jī)構(gòu)，Douglas Engelbart很早就在考慮如何使電腦的操作更加簡(jiǎn)便，用什么手段來(lái)取代由鍵盤輸入的繁瑣指令。60年代初，他在參加一個(gè)會(huì)議時(shí)隨手掏出了隨身攜帶的筆記本(可不是筆記本電腦哦)，畫出了一種在底部使用兩個(gè)互相垂直的輪子來(lái)跟蹤動(dòng)作的裝置草圖，這就是鼠標(biāo)的雛型。到了1964年，Douglas Engelbart再次對(duì)這種裝置的構(gòu)思進(jìn)行完善，動(dòng)手制作出了第一個(gè)成品。因此Douglas Engelbart也被稱為“鼠標(biāo)之父”。下圖就是1968年12月9日 Douglas Engelbart(1998年獲得圖靈獎(jiǎng))在IEEE會(huì)議上展示的世界上第一個(gè)鼠標(biāo)，一個(gè)木質(zhì)的小盒子，盒子下面

3、有兩個(gè)互相垂直的輪子，每個(gè)輪子帶動(dòng)一個(gè)機(jī)械變阻器獲得X、Y軸上的位移，在盒子的上面則有一個(gè)按鈕開關(guān)提供連通信號(hào)。這款鼠標(biāo)的鼻祖與今天的鼠標(biāo)結(jié)構(gòu)大不相同，甚至還需要外置電源給他供電才能正常工作。 當(dāng)時(shí)還沒有“鼠標(biāo)”的名稱,由于該裝置像老鼠一樣拖著一條長(zhǎng)長(zhǎng)的連線(象老鼠的尾巴)，因此，Douglas Engelbart和他的同事在實(shí)驗(yàn)室里把它戲稱為“Mouse”，他當(dāng)時(shí)也曾想到將來(lái)鼠標(biāo)有可能會(huì)被廣泛應(yīng)用，所以在申請(qǐng)專利時(shí)起名叫“顯示系統(tǒng)X-Y位置指示器”，只是人們覺得“Mouse”這個(gè)名字更加讓人感到親切，于是就有了“鼠標(biāo)”的稱呼。鼠標(biāo)的普及歷程鼠標(biāo)的普及歷程鼠標(biāo)被發(fā)明之后，首先于1973年被Xe

4、rox公司應(yīng)用到經(jīng)過改進(jìn)的Alto電腦系統(tǒng)中(如下圖所示)，但是遺憾的是，當(dāng)時(shí)這些系統(tǒng)都是實(shí)驗(yàn)用的，完全被用于研究工作，并沒有向大眾推廣，所以鼠標(biāo)一直都默默無(wú)聞。1981年，Xerox公司推出了使用鼠標(biāo)，并應(yīng)用GUI操作系統(tǒng)的Star 8010電腦(如右圖所示)，這是大眾首次了解鼠標(biāo)，可惜由于這種電腦價(jià)格過于昂貴，銷量很小。盡管如此，鼠標(biāo)已經(jīng)引起了不少人的注意，并開始為人們所掌握。13341.jpg1982年 羅技公司發(fā)明的世界第一款光機(jī)鼠標(biāo)，光機(jī)結(jié)構(gòu)是鼠標(biāo)發(fā)展史上最大的發(fā)明。也就是這個(gè)時(shí)候現(xiàn)在鼠標(biāo)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本成熟，光機(jī)鼠標(biāo)統(tǒng)治了鼠標(biāo)市場(chǎng)達(dá)18年之久。 1983年蘋果公司受到仙童公司著名ST

5、AR計(jì)算機(jī)的啟發(fā)，在當(dāng)年推出的Iisa電腦上第一次使用了鼠標(biāo)作為GUI界面操作工具。這款電腦雖然不成功，但它為轉(zhuǎn)年推出的Macintosh以及MAC OS操作系統(tǒng)提供了經(jīng)驗(yàn)，鼠標(biāo)的黃金年代來(lái)臨了。這個(gè)時(shí)候的鼠標(biāo)還是老式的機(jī)械式鼠標(biāo)，但是對(duì)于最初的產(chǎn)品已經(jīng)有了新的改良,鼠標(biāo)球取代了不靈活的單滾球，單鍵設(shè)計(jì)被更加靈活的雙鍵/三鍵所取代，可供電的標(biāo)準(zhǔn)RS232串行口設(shè)計(jì)取代了早期的獨(dú)立接口，現(xiàn)代鼠標(biāo)的基本結(jié)構(gòu)已經(jīng)成型 13342.jpg1984年羅技的第一款無(wú)線鼠標(biāo)研制成功，那時(shí)候還依靠紅外線作為信號(hào)的載體。雖然說這款產(chǎn)品由于性能方面的諸多問題而告失敗，但是羅技在無(wú)線方面的創(chuàng)新也給后來(lái)的產(chǎn)品帶來(lái)了很

6、多思路的指引。 19961996年由微軟發(fā)明的鼠標(biāo)滾輪是鼠標(biāo)發(fā)展史上十分重大的發(fā)明，今天滾輪已經(jīng)成為年由微軟發(fā)明的鼠標(biāo)滾輪是鼠標(biāo)發(fā)展史上十分重大的發(fā)明，今天滾輪已經(jīng)成為鼠標(biāo)的標(biāo)配之一鼠標(biāo)的標(biāo)配之一?，F(xiàn)在流行的滾輪設(shè)計(jì)一般包括兩種，一是機(jī)械式滾輪，也就是用滾輪來(lái)帶動(dòng)一個(gè)機(jī)械電位器以獲得信息，微軟的很多鼠標(biāo)都是采用這種結(jié)構(gòu)。它的優(yōu)點(diǎn)就是滾動(dòng)比較精準(zhǔn)，但是機(jī)械結(jié)構(gòu)存在磨損問題。另一種滾輪就是光電式滾輪，羅技等大多數(shù)廠商都是采用這種設(shè)計(jì)。它的滾輪內(nèi)部就是一個(gè)柵輪。在柵輪的兩側(cè)分別有一個(gè)發(fā)光二級(jí)管和熱敏二級(jí)管，工作原理上和光機(jī)鼠標(biāo)獲得滾動(dòng)信息的方式是一樣的。這種滾輪的壽命比較長(zhǎng)而且手感很干脆，但是在滾動(dòng)

7、信息的精確性上卻不如上面的機(jī)械式滾輪。 1999年微軟與安捷倫公司合作，推出了Intellimouse Explorer鼠標(biāo)，揭開了光學(xué)成像鼠標(biāo)的時(shí)代的序幕。其中Intellieye定位引擎是世界上第一個(gè)光學(xué)成像式鼠標(biāo)引擎，它的高適應(yīng)能力和不需清潔的特點(diǎn)成為當(dāng)時(shí)最為轟動(dòng)的鼠標(biāo)產(chǎn)品，被多個(gè)科學(xué)評(píng)選評(píng)為1999年最杰出的科技產(chǎn)品之一。（不過由于那個(gè)時(shí)候微軟的硬件產(chǎn)品沒有正式進(jìn)入中國(guó)，所以當(dāng)時(shí)Intellimouse Explorer鼠標(biāo)所引起的轟動(dòng)反響并沒有波及到中國(guó)大陸）2000年，羅技公司也推出了同類的光電鼠標(biāo)產(chǎn)品，使用安捷倫H2000光學(xué)成像引擎，性能上和Intellimouse Explo

8、rer鼠標(biāo)一樣。這一代產(chǎn)品是光學(xué)成像引擎的第一代產(chǎn)品，這一代的光電鼠標(biāo)擁有一些現(xiàn)在已經(jīng)眾所周知的缺點(diǎn)，比如僅為1500次/秒的刷新率和400CPI的分辨率。對(duì)采樣表面的適應(yīng)性差，尤其對(duì)鏡面以及花紋表面 2001年安捷倫推出了自己第二代光學(xué)成像引擎（A2030、A2051），首先推出產(chǎn)品的是安睫倫，它在CMOS和DSP引擎都沒有重大變化的背景下，通過對(duì)光學(xué)引擎的重新設(shè)計(jì)將引擎的分辨率提升到800DPI，同時(shí)將刷新率提升到20002500次/秒。但是由于這一次的技術(shù)改良并沒有增大CMOS的尺寸，所以相較第一代光學(xué)引擎性能提升并不明顯。正是因?yàn)檫@樣安捷倫公司并沒有對(duì)第二代產(chǎn)品大肆宣傳，只是無(wú)聲無(wú)息的

9、取代了第一代產(chǎn)品。2001年底微軟結(jié)束了與安捷倫的合作以后，獨(dú)立推出了第二代Intellieye引擎，與前一代相比它的改變極為重大微軟重新設(shè)計(jì)了CMOS和DSP算法，將刷新率提升到前所未有的6000次/秒，同時(shí)將CMOS尺寸提升到22X22，同時(shí)一舉解決了光電鼠標(biāo)的丟幀和表面適應(yīng)性問題，同時(shí)全部控制電路整合到同一塊芯片上，大大提高了系統(tǒng)的整合度。不過第二代Intellieye引擎光學(xué)部分并沒有重新設(shè)計(jì)，所以其分辨率仍為400DPI。 2002年初羅技推出了光電鼠標(biāo)歷史上獨(dú)一無(wú)二的雙光頭極光飛貂來(lái)與IE3.0競(jìng)爭(zhēng)，它使用了和其它安捷倫引擎所不同的IAS芯片和兩個(gè)第二代的安捷倫DSP處理器，通過將

10、兩個(gè)SPI芯片交替運(yùn)行來(lái)獲得更高的處理速度，盡管CMOS的面積沒有變化，但由于兩個(gè)光頭在不同的位置上采樣，所以表面的適應(yīng)性要比同期羅技單光頭的鼠標(biāo)來(lái)得好些。 2002年下半年，羅技推出了和安捷倫合作一年的成果新一代MX光學(xué)引擎，新的光學(xué)引擎在保留800DPI的前提下，將像素處理能力提升到令人詐舌的470萬(wàn)像素/秒，同時(shí)將CMOS尺寸加大到30X30。這使得它在性能上超過了一切原有的光學(xué)引擎，同時(shí)在光學(xué)性能上已經(jīng)不亞于傳統(tǒng)的光機(jī)鼠標(biāo)，成為歷史上第一款近乎完美的光學(xué)引擎。2003年9月，微軟推出了全新系列的鼠標(biāo)產(chǎn)品。它們?nèi)坎捎谩癟ilt Wheel”滾輪，這種滾輪最大的特點(diǎn)是通過左右傾斜可以實(shí)現(xiàn)

11、對(duì)水平方向移動(dòng)的控制。 鼠標(biāo)分類鼠標(biāo)分類鼠標(biāo)的分類方法很多，通常按照鍵數(shù)、接口形式、內(nèi)部構(gòu)造進(jìn)行分類。按鍵數(shù)分類按鍵數(shù)分類鼠標(biāo)可以分為傳統(tǒng)雙鍵鼠、三鍵鼠和新型的多鍵鼠標(biāo)。根據(jù)最早微軟的要求定義的鼠標(biāo)只需要左右兩個(gè)鍵兩個(gè)鍵，雙鍵鼠標(biāo)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛,一般無(wú)需另外安裝驅(qū)動(dòng)程序就可以在WIN9X下正常運(yùn)作。三鍵鼠標(biāo)三鍵鼠標(biāo)是IBM在兩鍵鼠的基礎(chǔ)上進(jìn)一步定義而成的，又被稱為PC Mouse，與兩鍵鼠相比,三鍵鼠上多了個(gè)中鍵，使用中鍵在某些特殊程序中往往能起到事倍功半的作用.早期的三鍵鼠標(biāo)一般都有一個(gè)微型撥動(dòng)開關(guān)，用于切換兩鍵與三鍵兩種不同工作方式。多鍵鼠標(biāo)多鍵鼠標(biāo)是在微軟發(fā)布Microsoft智能鼠

12、標(biāo)（IntelliMouse）之后,鼠標(biāo)發(fā)展的新領(lǐng)域“多功能應(yīng)用”而產(chǎn)生的新一代多功能鼠標(biāo)。隨著應(yīng)用的增加，之后其他廠商生產(chǎn)的新型鼠標(biāo)除了有滾輪，還增加了拇指鍵等快捷按鍵，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了操作程序。多鍵多功能鼠標(biāo)今后也將是鼠標(biāo)未來(lái)發(fā)展的目標(biāo)與方向。按接口分類按接口分類鼠標(biāo)可以分為COM、PS/2、USB三類，傳統(tǒng)的鼠標(biāo)是COM口連接的,它占用了一個(gè)串行通訊口。由于豐富的外設(shè)不斷涌出和主板頻繁的的升級(jí),人們逐漸開始使用PS/2鼠標(biāo)，把本來(lái)為數(shù)不多的串行通訊口讓給其他外設(shè)使用，因此COM鼠標(biāo)在市場(chǎng)上已成強(qiáng)弩之末。PS/2鼠標(biāo)是目前市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品，作為替代COM鼠標(biāo)的接班人，目前市場(chǎng)份額已經(jīng)相當(dāng)?shù)拇螅?/p>

13、而且種類繁多，造型多樣。俗話說兔子尾巴長(zhǎng)不了，PS/2這些老鼠看樣子也難以幸免。隨著USB接口的興起，預(yù)計(jì)今后USB接口鼠標(biāo)將會(huì)成為市場(chǎng)新的賣點(diǎn)，不甘落后的廠家近日紛紛推出了各自的USB接口鼠標(biāo)，雖造型手感并不怎么樣，但也給相對(duì)沉穩(wěn)的鼠標(biāo)市場(chǎng)注入了一劑興奮劑。就目前測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)看,USB鼠標(biāo)對(duì)普通鼠的性能提高相當(dāng)甚微，所以USB鼠標(biāo)只不過是廠家為了增加產(chǎn)品的新賣點(diǎn)而采用的一種手段.按內(nèi)部構(gòu)造分類內(nèi)部構(gòu)造分類 可以分為機(jī)械式光機(jī)式光電式機(jī)械式鼠標(biāo)的結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單，由鼠標(biāo)底部的膠質(zhì)小球帶動(dòng)X方向滾軸和Y方向滾軸，在滾軸的末端有譯碼輪，譯碼輪附有金屬導(dǎo)電片與電刷直接接觸。鼠標(biāo)的移動(dòng)帶動(dòng)小球的滾動(dòng),再通過

14、摩擦作用使兩個(gè)滾軸帶動(dòng)譯碼輪旋轉(zhuǎn)，接觸譯碼輪的電刷隨即產(chǎn)生與二維空間位移相關(guān)的脈沖信號(hào)。由于電刷直接接觸譯碼輪和鼠標(biāo)小球與桌面直接摩擦,所以精度有限，電刷和譯碼輪的磨損也較為厲害，直接影響機(jī)械鼠標(biāo)的壽命。因此，機(jī)械式鼠標(biāo)已基本淘汰而被同樣價(jià)廉的光機(jī)鼠取而代之 .所謂光機(jī)鼠標(biāo)光機(jī)鼠標(biāo), ,顧名思義就是一種光電和機(jī)械相結(jié)合的鼠標(biāo)，是目前市場(chǎng)上最常見的一種鼠標(biāo)。光機(jī)鼠在機(jī)械鼠標(biāo)的基礎(chǔ)上，將磨損最厲害的接觸式電刷和譯碼輪改進(jìn)成為非接觸式的LED對(duì)射光路元件（主要是由一個(gè)發(fā)光二極管和一個(gè)光柵輪）,在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以間隔的通過光束來(lái)產(chǎn)生脈沖信號(hào)。由于采用的是非接觸部件使磨損率下降，從而大大地提高了鼠標(biāo)的壽命，也

15、能在一定范圍內(nèi)提高鼠標(biāo)的精度。光機(jī)鼠的外形與機(jī)械鼠標(biāo)沒有區(qū)別，不打開鼠標(biāo)的外殼很難分辨。出于這個(gè)原因，雖然市面上絕大部分的鼠標(biāo)都采用了光機(jī)結(jié)構(gòu)，但習(xí)慣上人們還稱其為機(jī)械式鼠標(biāo)光電鼠標(biāo)通過發(fā)光二極管（LED）和光敏管協(xié)作來(lái)測(cè)量鼠標(biāo)的位移，一般需要一塊專用的光電板將LED發(fā)出的光束部分反射到光敏接收管，形成高低電平交錯(cuò)的脈沖信號(hào)。這種結(jié)構(gòu)可以做出分辨率較高的鼠標(biāo)，且由于接觸部件較少，鼠標(biāo)的可靠性大大增強(qiáng)，適用于對(duì)精度要求較高的場(chǎng)合。不過光電鼠標(biāo)的價(jià)格較高，尤其是專業(yè)的高精度鼠標(biāo)價(jià)格更是昂貴，而且光電鼠標(biāo)必須還配有一塊光學(xué)鼠標(biāo)墊，由于鼠標(biāo)墊大都有不耐臟、不便攜帶等致命缺點(diǎn)，往往會(huì)給使用者帶來(lái)相當(dāng)大的

16、麻煩?，F(xiàn)存鼠標(biāo)的弊端現(xiàn)存鼠標(biāo)的弊端1、無(wú)效移動(dòng)：鼠標(biāo)作為標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備，其本身的使用簡(jiǎn)單優(yōu)點(diǎn)必須依賴圖形用戶界面才得以實(shí)現(xiàn)，而為了保證軟件界面的一致性，不同軟件的各種可視化操作元素的位置和排列關(guān)系通常是固定不變的。這就造成了一個(gè)矛盾：鼠標(biāo)的當(dāng)前位置與被操作的可視化元素(例如滾動(dòng)條、快捷按鈕)總會(huì)存在距離，為了點(diǎn)擊該元素，用戶必須首先將鼠標(biāo)移動(dòng)到該元素上方的狹小區(qū)域內(nèi)，從鼠標(biāo)當(dāng)前位置到可視化元素的移動(dòng)距離，稱為鼠標(biāo)的無(wú)效移動(dòng)距離。 2.過度關(guān)注：由于在圖形用戶界面中，當(dāng)前操作對(duì)象的確定是依靠移動(dòng)鼠標(biāo)以驅(qū)動(dòng)鼠標(biāo)指針、鼠標(biāo)指針再指向該目標(biāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此用戶在操作中必須時(shí)刻注視鼠標(biāo)指針的位移和速度，并在

17、大腦中快速計(jì)算與預(yù)期目標(biāo)的相互位置關(guān)系，及時(shí)修正鼠標(biāo)的運(yùn)動(dòng)方向和速度，這就造成了一種過于強(qiáng)調(diào)技巧性的用戶心理緊張，從而加重用戶的操作負(fù)荷。 3、雙擊操作難度大 如果問一個(gè)初學(xué)者學(xué)習(xí)鼠標(biāo)操作中最難的動(dòng)作是什么，十有八九會(huì)答曰：“雙擊”，這個(gè)要求在鼠標(biāo)靜止條件下、確定的時(shí)間間隔內(nèi)連擊兩次鼠標(biāo)左鍵的動(dòng)作，幾乎使80%的用戶感到難以掌握。要么是鼠標(biāo)被移動(dòng)了，要么是兩次單擊間隔時(shí)間過長(zhǎng)，而持續(xù)緊張的練習(xí)又造成了動(dòng)作變形。即使在用戶掌握了雙擊操作后，這種操作的弊端也是顯而易見的：增加了點(diǎn)擊鼠標(biāo)的工作強(qiáng)度進(jìn)而加速了手腕的疲勞，降低了鼠標(biāo)按鍵的壽命。 4、單手操作 鼠標(biāo)的一個(gè)缺點(diǎn)就是單手操作，另一只手不能很好地發(fā)揮作用，造成浪費(fèi)。5、很少考慮用戶保護(hù)的健康 長(zhǎng)時(shí)間地機(jī)械重復(fù)某些動(dòng)作容易對(duì)用戶造成損傷，特別是當(dāng)用戶由于生疏而通過變形的動(dòng)作去頻繁操作時(shí)這種隱患尤為明顯。 6.靈敏度低 ,使用有局限性,只能在平坦的地方使用.7.鼠標(biāo)輻射影響健康.我們預(yù)