История одной мыши

Сегодня представить компьютер, который оснащен последними дос­тижениями цифровой эры и в то же время лишен столь любимого мышеподобного грызуна с хвостом практически невозможно. Пережив не­сколько десятков лет, мышь стала культом компьютерной эпохи, чем-то совершенно обыденным и необходимым в повседневном рабочем дне каждого человека, тем или иным образом связанного с компьютерными технологиями…

Именно мышь в руках компьютерщиков пробегает в сутки километ­ры и тысячи километров пути, создавая реальное воплощение фантазии мысли человека. Мышку использовал в начале 80-х Билл Гейтс, мышку используем в своей работе и мы.

Мышь в роли искусственного интеллекта

Начало 60-х ознаменовало собой неожиданный и совсем непрогно­зируемый скептиками-аналитиками революционный технический про­рыв. Технологии бурно шагают вперед. Изобретатели сами удивляются своим детищам. Люди в восторге, весь мир в напряжении наступающих перемен. Тем не менее многие начинают верить в то, что наступающий день становится шагом в истории развития человечества в новую реаль­ность, аналогов которой до сих пор человеческий интеллект представить не мог.

Наиболее громоздко и уверенно в роли вестника новой эпохи в это время выступают США. Многие изобретатели ставят на появление изобретений, которые должны перевернуть мир с ног на голову именно в этой стране. Изобретения появляются одно за другим, начиная проявлять свои очертаемые контуры.

В то же время начинают появляться и изобре­тения, которые на тот момент исторического времени просто не могли иметь какое-либо потенциальное значение в обществе, и прежде всего потому, что никто толком не мог предположить, как же, собственно, эти устройства могут быть приспособлены в обыденной жизни. Одним из та­ких устройств и стал изобретенный американским ученым Дагласом Эн-гельбартом прототип манипулятора для управления курсором, так назы­ваемый Mouse.

Инженерная карьера Энгельбарта началась в 1948 г. после окончания Университета штата Орегон в лаборатории, которая со временем вошла в состав NASA. Там вплоть до 1955 г. он занимался радарными системами, и прежде всего системами отображения информации. В то время на экран радара изображение выводилось без цифровой обработки.

Существует ле­генда о том, что именно Энгельбарту, одному из первых в мире, пришла в голову мысль об объединении компьютера с экраном для вывода текстовой информации и изображений, однако доказательств этому нет. Тогда же Энгельбарту впервые пришлось столкнуться с тем, что постоянно пресле­довало его многие годы: идеи ученого, на десятилетия опережавшие свое время, не могли быть поняты другими.

Долгое время Энгельбарт бился, пытаясь объяснить свои взгляды на компьютер в самых разных инстанци­ях, но везде получал отказ. И даже его разговор с Дэвидом Паккардом в компании Hewlett-Packard оказался бесполезным; тот не признал эти идеи полезными для своей фирмы. Оставалось одно — найти средства для орга­низации собственной лаборатории. И она была создана под названием Augmentation Research Centre (ARC) в исследовательском институте Stan­ford Research Institute (SRI) Стэнфордского университета.

Изобретенное устройство не стало случайно появившейся на свет но­винкой в ряду других, быстро погаснувших изобретений, а было создано в результате серьезной и методичной работы. По собственному признанию Энгельбарта, в то время мышь являлась лишь скромной частью более зна­чительного проекта по созданию средств, расширяющих возможности че­ловеческого интеллекта (augmenting human intellect).

К началу 60-х в ре­зультате длительных работ по повышению продуктивности человеческого интеллекта и появилось на свет изобретение, лишь издали похожее на со­временную мышь. Даглас Энгельбарт работал над этой проблемой около 12 лет.

В ходе этих работ были созданы специальные компьютеризирован­ные рабочие станции, предназначенные стать помощником человеку при решении сложных задач.

Оставалось решить только одну проблему — не­обходимо было придумать устройство, которое позволило бы пользователю быстро подвести курсор на информационном дисплее к определенной точ­ке на экране и произвести некоторые действия — возрастающая с прогрес­сивной скоростью сложность построения заданных задач уже превышала возможности человеческого мозга, поэтому просто необходимо было соз­дать систему, оболочку, программу либо что-то еще, что позволило бы преодолеть возникший на полпути барьер.

Так выглядело устройство из семейства мышек в конце 60-х годов

Дабы решить проблему наиболее рациональным путем, Энгельбарт собрал за круглым столом сотрудников SRI, занимающихся разработкой искусственного интеллекта. Спустя более 5 ч беспрерывного обсуждения, желая создать первую в мире интерактивную систему для работы с текстами и изображениями, сотрудники института пришли к выводу, что на данный момент ни один из имевшихся к тому времени манипуляторов (световое перо, джойстик и др.) не удволетворяет их требованиям.

В 1966 г. команда Энгельбарта договорилась с Национальным космическим агентством (NASA) о проведении всех существующих на тот момент тестов устройств целеуказания для того, чтобы дать четкий ответ, какое из них является наиболее точным и удобным. NASA дадо положительный ответ, согласившись с необходимостью проведения этих тестов и начала их финанси­ровать.

И хотя мышь продемонстрировала свое абсолютное превосходство, но, как это обычно бывает, в силу своей специфики NASA потеряло к разра­ботке оксфордских ученых интерес, и прежде всего из-за неспособности уст­ройства работать в невесомости.

Но это было уже позже. Чтобы найти един­ственно верный подход к идеальному прототипу необходимого манипулято­ра, сотрудниками был выполнен анализ возможностей устройств разных ти­пов (в том числе управляемых коленом или стопой), построена таблица свойств, наподобие Периодической системы элементов Менделеева. Имен­но на основе этой таблицы аналитически и были выведены необходимые параметры еще не существовавшего к тому времени устройства, которое впоследствии и стало мышью.

Первый экземпляр такого манипулятора родился 9 декабря 1968 года в результате месяцев трудов идеолога Энгельбарта, программиста Джеффа Ру-лифсона и в техническом исполнении Билла Инглиша.

Что же представляло из себя изобретенное устройство? Это была обычная деревянная коробка с двумя колесиками в днище и круглой красной кнопкой сверху. Сперва шнур располагался спереди, однако чтобы он не мешал движению устройства, его перенесли назад.

Принцип ее работы был немного другим, чем у современ­ных мышей, — устройство невозможно было передвигать по координатной доске наискосок, а если оператору надоедало постоянно переставлять мышь из одного положения в другое, он рывком передвигал ее, приподнимая над поверхностью, диск же все еще продолжал вращаться, а курсор двигался по экрану.

Размер мыши был несколько меньше утюга, не уступал этому быто­вому предмету и вес устройства. Первое сложновыговариваемое название X-Y Position Indicator for a Display System (Индикатор X-Y позиции для дис­плейной системы) Даглас Энгельбарт дал в честь одноименного его собст­венного многостраничного труда.

Название же Mouse появилось совершен­но случайно. Подавая Энгельбарту чашку кофе, сотрудница заметила уст­ройство и из-за провода, похожего на хвост, шутливо нарекла манипулятор мышью. Изобретателю название понравилось, и оно сразу же вошло в упот­ребление. Как ни странно, основной принцип работы современных мышей с тех пор ничуть не изменился.

Создатель первого “мышиного” устройства Даглас Энгельбарт

Однако, конечно, развитие мыши на этом не закончилось. И хотя ее развитие на протяжении 60—70 гг. до сих пор неизвестно, одно можно сказать точно — Энгельбарт десятилетия рабо­тал над развитием своих разработок, и мыши в том числе. Настоящий смысл новинка обрела лишь с появлением полного графического поль­зовательского интерфейса.

Подобные разработ­ки велись в 70-е годы в Пало-Альто, исследова­тельском центре компании Xerox. Их целью и было создание электронного аналога обычного рабочего стола. Результаты этой работы и выли­лись позже в Mac OS, Windows, в другие графи­ческие операционные системы.

В 1979 г. компания Xerox ознакомила Стива Джобса со своими разработками, которые он и использовал в Apple Lisa и Apple Macintosh. В конечном итоге Стэнфордский исследовательский институт продал лицензию компании Apple, которая в то время заинтересовалась новыми разработками для упрощения ра­боты пользователя с графическим интерфейсом компьютера.

Новые разра­ботки быстро получили широкую популярность и известность у пользова­телей в связи с удобством их использования в различных программах, на­пример в текстовых редакторах. Революционная разработка обошлась Ap­ple всего в 40,2 тыс. долл. Таким образом, в начале 1983 г. на рынке поя­вился Apple Lisa — первый в своем роде компьютер с настоящим оконным пользовательским интерфейсом, а его мышь стала первой мышью, которая получила широкое распространение за пределами исследовательских лабо­раторий.

В том же году у IBM-совместимых компьютеров появились при­вычные двухкнопочные мыши (стандарт Microsoft Mouse). При этом по первоначальной задумке левая кнопка соответствовала клавише Enter, a правая в конкретной программе могла принимать функции Esc (отмена) и Ins (выделение). Трехкнопочные мыши (стандарт Mouse System) появились несколько позже.

Впрочем, третья (средняя) кнопка во многих случаях без­действовала или дублировала левую, поэтому совместимость с прежним двухкнопочным стандартом полностью сохранялась, а для средней кнопки пользователь мог назначать ту или иную дополнительную функцию. Кста­ти, некоторые достаточно современные модели (например, Microsoft Mouse 400) по-прежнему выпускаются двухкнопочными, с возможностью эмуляции третьей кнопки (если она вдруг понадобится) одновременным нажатием двух имеющихся.

А что же сегодня?

Со времени своего изобретения мышь претерпела множество измене­ний. Прежде всего, к началу 80-х два диска на днище были заменены шари­ком, который крутил два валика, связанных с дисками, на которых были на­несены токопроводящие участки. Этих участков касались щетки. Когда токопроводящие участки замыкались — курсор двигался, а иначе стоял на мес­те. Естественно, такая конструкция вызывала большие проблемы.

Она была ненадежной — токопроводящие участки часто засорялись, а щетки попросту стирались. Поэтому следующим серьезным шагом стало изобретение той мыши, которую мы и используем в повседневной работе — оптомеханиче-ской мыши. В такой мышке диски имеют прорези подобно шестеренкам с зубцами, с одной стороны диска стоит светодиод, а с другой — фотоприем­ник.

Когда свет проходит через прорезь — появляется контакт, когда же ме­жду светодиодом и фотоприемником находится зубец, то контакта нет. Кон­струкция весьма проста и надежна, при этом не требует особых усилий для передвижения курсора. Не прошло и двух лет с появления оптомеханиче-ской мыши, как появилась ее более современная модель — оптическая мышь. Такая мышь не содержит шарика, а информация собирается специ­альным световым детектором. Правда, для оптической мыши нужен специ­альный расчерченный коврик, при этом и цена на нее заметно выше.

Впрочем, человеку свойственно думать не только о технической ра­боте устройства. В последнее время на рынке мышиных манипуляторов все чаще можно заметить удивительные дизайнерские новинки и техно­логические приемы внешнего оформления мыши, о которых лет двадцать назад сложно было и подумать.

С распространением компьютерной тех­ники все чаще стало проявляться несовершенство человеческого орга­низма, человек все чаще стал страдать от того, что все устройства, с кото­рыми он работал, не были сконструированы согласно эргономическим принципам. В результате появились специально сконструированные мышеподобные устройства, имеющие форму, позволяющую руке челове­ка лежать на ней в физиологически естественном положении, не подвер­гаясь опасности каких-либо заболеваний или усталости.

С течением времени человек снова стал желать большего. Хвост, т.е. кабель связи периферийного устройства с компьютером, на практике не очень удобен и имеет множество недостатков. Для решения этой пробле­мы компания Logitech, один из крупнейших производителей «компью­терных грызунов», первой представила «бесхвостые» модели, в которых используются различные варианты беспроводной связи (инфракрасная связь или радиосвязь). Такую мышь сегодня можно катать на расстоянии 1,8 м от подключенного к ПК радиоприемного устройства.

Еще один любопытный вариант, который был представлен еще в 1990 г. в Вестфиддском колледже Лондонского университета — устройст­во Bat («летучая мышь»), способная не ходить, не бегать, и даже не пры­гать по компьютерному коврику. Она способна… летать. Устройство предназначено для управления курсором в трехмерном виртуальном про­странстве.

В такой мыши кроме обычного шарика в днище, вращающе­гося при катании по столу, сверху имеется полусфера (на манер трекбо­ла), которую можно поворачивать в любом направлении: вперед — назад (в авиационной терминологии — по тангажу), вправо — влево (по крену) и по часовой — против часовой стрелки (по рысканию). Bat имеет также пять дополнительных кнопок, по одной для каждого пальца.

Другой ле­тающий вариант — трехкнопочное устройство GyroPoint, являющееся в полном смысле этого слова ЗD-мышью. Гироскопические датчики, уста­новленные в корпусе манипулятора, по­зволяют держать мышь в руке, одновре­менно свободно перемещая и поворачивая ее в пространстве, ограниченном длиной кабеля.

Кроме GyroPoint существуют и другие трехмерные варианты, например в виде надеваемого на палец перстня с излу­чателем ультразвука. На корпусе же дис­плея крепится легкая рамка, улавливающая сигналы от перемещения мыши. Кисть руки с надетым перстнем перемещается вблизи экрана по всем трем координатам, а электронная схема легко и просто определяет ее положение в пространстве и передает эти сведения в компьютер, как и информацию о нажат находящейся на перстне кнопки.

Вряд ли Даглас Энгельбарт представлял себе, какое будущее ожидает его мышку. Очередной изыск дизайна и констукции от Logitech

Существует и другой вариант мышиного манипулятора — чувствитель­ный к нажатию сенсорный планшет. Одни из них ловят нажатие контакта между двумя пленками, другие — работают по излучению ультразвуковых или радиоволн вдоль пленки планшета. При этом движущийся палец меняет волновую картину, что и фиксируется приемными датчиками.

Около пяти лет назад такие устройства были слишком сложны и соот­ветственно дороги, а потому и слишком редки в среде рядовых пользовате­лей. Теперь же с развитием тонких технологий сенсорные планшеты ста­новятся все более популярными, а спектр их моделей — все более разнооб­разным.

В последние несколько лет стали появляться модели ноутбуков, в которых микропланшет (TouchPad) встроен в клавиатуру. И, наконец, у некоторых переносных компьютеров весь экран представляет собой одно­временно один чувствительный планшет, что позволяет выбирать режимы и даже вводить символы непосредственно на поверхности экрана.

Таким образом, рынок мышек сегодня развивается с бурной скоро­стью. На суд пользователя представлены самые разнообразные по дизай­ну и функциональности варианты обычных периферийных устройств для передвижения курсора на экране. А что же будет завтра?

Заглянем в будущее…

В компьютерном мире пару лет назад произошел невидимый и не­осознаваемый переворот. Развитие компьютерных технологий идет та­ким непредсказуемым образом, что сегодня даже самоуверенные прогно­зисты не могут с уверенностью говорить о чем-либо конкретном. Изо­бретаемые устройства обладают прямо-таки фантастическими свойства­ми.

Так, совсем недавно молодая австрийская компания The Other 90% Technologies Inc. представила мышь (назвать так устройство уже сложно) MindDrive — надеваемый на палец своеобразный перстень с датчиками, следящими за сопротивлением кожи пользователя и степенью наполне­ния кровью ее поверхностных капилляров.

Здесь используется та же идея, что и в детекторах лжи. Дело в том, что любая активизация дея­тельности мозга быстро отражается на указанных параметрах, что позво­ляет реализовать управление курсором компьютера практически только «силой мысли». Но, чтобы программа научилась понимать своего хозяи­на, необходимо обучить ее индивидуальным особенностям пользователя, да и ему самому надо привыкнуть концентрироваться и расслабляться.

Таким образом, уже можно говорить о средстве мысленного управления компьютером. Сейчас же существуют и действительно телепатические устройства, в которых с мозга пользователя снимается полная энцефало­грамма, обрабатываемая затем по принципам, сходным с алгоритмами оптического распознавания символов, чтобы выделить из потока сигна­лов сбответствующие тем или иным мыслям операторы.

Разумеется, каж­дый пользователь вначале должен обучить компьютер, а точнее систему, верно прочитывать его энцефалограмму, поскольку электромагнитные проявления деятельности мозга сугубо индивидуальны.

Наука не стоит на месте. Американские изобретатели уже раздумы­вают над возможностью управлять мышью с помощью чипа, укреплениего на глазной сетчатке, английские разработчики задумываются, как бы вмонтировать манипулятор в системный блок, ученые пытаются решить проблему усталости рук при долгой работе с мышью.

В принципе можно не сомневаться, что нечто подобное уже в ближайшем будущем примет совершенно обыденную форму, а перед веком цифровых технологий воз­никнут новые вопросы, которые с течением времени будут решены так же, как их в свое время решил Даглас Энгельбарт.