تعامل انگشتان با رابط‌های کاربری

اما ماوس‌ها به‌دلیل حضور فراگیرشان یکی از محبوب‌ترین و متداول‌ترین لوازم تعامل با کامپیوتر به‌شمار می‌روند. لپ‌تاپ‌ها برای این کار مجهز به صفحات بالشتکی تاچ‌پد و تاچ‌استیک هستند.

برخی کاربران رایانه‌های شخصی ترجیح می‌دهند لوازمی مانند ترک‌بال را به‌کار برند، درحالی‌که هنرمندان، طراحان، معماران و عکاسان به استفاده از لوحه‌هایی با رابط کاربری گرافیکی بیشتر تمایل دارند؛ رابط‌هایی که فناوری صفحه لمسی از لپ‌تاپ‌ها گرفته تا تلفن‌های همراه هوشمند، همگی در راستای تولید محصولات و خلق کارهای بهتر به آنها کمک شایانی کرده‌اند.

اولین نمونه‌های ابتدایی ماوس‌ها سال 1963 تولید شد، با این وجود خود واژه ماوس تا سال 1965، برای توصیف ابزار اشاره به‌کار برده نمی‌شد. ماوس در دهه 1960 شبیه آنچه ما امروزه از آن شناخت داریم، نبود و تولید انبوه هم نداشت، اما پس از آن، سال 1972، غلطک داخل ماوس ابداع شد که برای 3 دهه به‌صورت فناوری مسلط بر صنعت ماوس رایانه درآمد.

در طراحی‌های پیشین هر ماوس‌ از 2 چرخ که در زاویه صحیحی نسبت به یکدیگر قرار داشتند، تشکیل می‌شد. ماوس در تماس با سطحی که روی آن قرار گرفته بود و در محور افقی (x) از سمتی به سمت دیگر و در محور عمودی (y) به جلو و عقب حرکت داده می‌شد و در نتیجه چرخ نیز حرکت می‌کرد و می‌چرخید.

از 1980 تا اوایل همین دهه، در ماوس‌های توپی، یک توپ سنگین با سطحی لاستیکی قرار داشت که داخل یک محفظه کوچک قرار گرفته بود. با چرخش ماوس این توپ پایین می‌افتاد و با سطح زیرین آن (میز یا ماوس پد) تماس پیدا می‌کرد. قسمت بالایی این توپ توسط 2 غلطک که از پیش به محورهای x و y تخصیص یافته‌ بودند، در وضعیتی ثابت نگه داشته می‌شد.

در بسیاری از ماوس‌ها یک غلطک قابل ارتجاع سوم که مانند یک مثلث قائم‌الزاویه جهت داده شده بود، توپ را در مقابل 2 غلطک دیگر نگه می‌داشت. وقتی ماوس حرکت داده می‌شد، توپ می‌چرخید و 2 غلطک اصلی را به گردش درمی‌آورد. به انتهای هر یک از غلطک‌ها یک چرخ سوراخ‌دار متصل شده بود که در موقعیتی میان یک دیود (LED) فروسرخ و یک حسگر نوری قرار داشته و لبه شعاع نور در برخورد توپ در گردش، حالت روشن یا خاموش به خود می‌گرفت.

با ضبط الگوی وقفه در نور رسیده به حسگرها، ماوس می‌توانست محاسبه کند که با چه سرعتی در طول هر محور حرکت کرده است. همچنین می‌توانست اطلاعات لازم را به رایانه میزبان ارسال کند. نرم‌افزار داخل رایانه نیز داده‌های حاصل را برای به‌روزرسانی موقعیت نشانگر ماوس روی صفحه نمایش به‌کار می‌برد و در همین حال میکرو‌سوئیچ‌های زیر دکمه‌های ماوس به رایانه اطلاع می‌دادند که آیا روی آنها کلیک شده است یا نه؟

گرچه ماوس توپی خیلی محکم است اما کامل نیست. وجود انقطاع در عملکرد آن، باعث کندی و تاخیر در پاسخگویی می‌شود. کرک و پرزهایی هم که به داخلش جذب می‌شود، منجر به اعمال فشار روی غلطک‌ها و نواحی اطراف آن شده و گاهی باعث ایجاد پرش و از قلم افتادن فرمان‌ها می‌گردد؛ مگر این که کاملا تمیز شود.

ماس‌های نوری (اپتیکال) که اواخر سال‌ 1992 به‌جای ماوس‌های توپی جایگزین شدند، بدون وجود هیچ قطعه متحرکی توانایی ردگیری حرکت‌ها را داشتند. ماوس‌های اپتیکال اولیه پیش از این‌که به‌صورت خیلی جدی به خدمت گرفته شوند، از یک نور LED و یک حسگر تصویر پایه برای نمونه‌برداری از ظواهر سطح زیرین خود و مقایسه با تصاویر قبلی برای درک و کشف حرکت استفاده می‌کردند، اما عدم‌تکامل نسبی فناوری و هزینه بالای حسگرها در آن زمان، کاربر را مجبور به استفاده از آنها روی ماوس‌پدهایی که الگوی خاصی از بافت داشتند، می‌کرد.

ورود حسگرهای تصویری بهتر و ارزان‌تر به بازار باعث شد ماوس‌ها بتوانند روی دامنه وسیع‌تری از سطوح کار کنند. حسگر به‌کار رفته در یک ماوس پیشرفته باید بتواند هر ثانیه 1512 تصویر را (که هر یک شامل شبکه توری 18در18 پیکسل‌ هستند) پردازش کند.

با این‌که روشنایی LED هنوز متداول‌ترین منبع نور در ماوس‌ها است، در برخی از ماوس‌های بازی سطح بالا، از لیزر استفاده می‌کنند که نور تولیدی آن منسجم بوده و از طول موجی تقریبا یکنواخت برخوردار است. هنگامی که نور منسجم بر سطحی می‌تابد، هرگونه جابجایی را ماوس می‌تواند تشخیص دهد.

نتیجه آن‌که یک ماوس با چنان دقتی ارتقا یافته که توانایی کار روی سطوح صیقلی را (که به‌راحتی می‌توانند باعث گول زدن و خطای ماوس‌های LEDشوند) دارد.

همان‌طور که گفتیم ماوس‌های ردگیر توپی بسیار شبیه ماوس‌های معمولی بوده و راه‌های تحول و توسعه مشابهی را پیموده‌اند. این ماوس‌ها از غلطک‌ و چرخ‌ برای ردگیری حرکات یک توپ دربند که در قسمت بالا و در معرض تماس با دست کاربر بود، استفاده می‌کردند؛ درحالی‌که تعداد کمی از ماوس‌های توپی ردیاب مدرن امروزی‌ از ردگیری نوری یک نمونه تقلیدی توپ استفاده می‌کنند.

در حالی‌که ماوس یا مکان‌نما توپ ردگیری را به‌وسیله داده فراهم شده توسط لوازم نشانه‌روی ردیابی می‌کند، خود وسیله خروجی خام سنسورهایش را ارائه نمی‌دهد و در اصل، داده‌های پردازش شده را ارسال می‌کند. لوازم مختلف با استفاده از درگاه اتصال سریال RS-232 بسته‌های 3 یا 5 بایتی اطلاعات را می‌فرستند در حالی‌که وسایل PS/2 تنها پکت‌های 3 بایتی را ارسال می‌کنند.

در هر بسته، اولین بایت مشخص‌کننده این است که ماوس (یا دست) در حال حرکت به چه سمتی است؛ چپ، راست، بالا یا پایین؟ همچنین وضعیت آن مشخص می‌کند. بایت دوم سرعت ماوس در طول محور x و سومین بایت سرعت آن در طول محور y است. ماوس‌های مدرن چرخی یک پروتکل اختصاصی اضافی را به‌کار می‌برند که برجسته‌ترین آنها ماوس IntelliMouse مایکروسافت است که در آن بایت چهارمی نیز برای پوشش دادن به اسکرول وجود دارد، به‌علاوه 2 دکمه دیگر که به آن اضافه شده است.