X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

ВВЕДЕНИЕ

История возникновения, развития и совершенствования манипуляторов не так проста и коротка, как может показаться на первый взгляд: так, например, обыкновенная компьютерная мышь была изобретена уже почти полвека назад.

С тех пор за ее перевоплощениями пристально следит весь цивилизованный мир. Что же касается первых клавиатур – их концепция появилась еще задолго до возникновения персонального компьютера (вспомните механические печатные машинки). Однако, прежде чем приступить к изложению истории этих устройств определимся с терминологией: под манипуляторами мы будем подразумевать следующие устройства вода, когда-либо существовавшие: мышь, клавиатура, трекбол, трекпоинт (pointing stick), графический планшет (дигитайзер), световое перо, тачпад, сенсорный экран, Roller Mouse, джойстик, Kinect и прочие игровые манипуляторы.

Функционально трекбол представляет собой перевернутую механическую (шариковую) мышь. Шар находится сверху или сбоку, и пользователь может вращать его ладонью или пальцами, при этом, не перемещая корпус устройства. Несмотря на внешние различия, трекбол и мышь конструктивно похожи - при движении шар приводит во вращение пару валиков или, в более современном варианте, его сканируют оптические датчики перемещения (как в оптической мыши) [1].

В настоящее время трекболы достаточно редко применяются в домашних и офисных компьютерах, однако нашли применение в промышленных и военных компьютерах, аппаратах ультразвуковой диагностики, где пользователю приходится работать в условиях недостатка места и возможной вибрации.

Трекболы рекомендуются и активно используются профессионалами в работе с аудиосеквенсорами Cubase, Pro Tools, Logic, Studio One, для управления параметрами секвенсоров, макросами, виртуальными инструментами и эффектами, записью нелинейной автоматизации.

1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Трекбол – это особое устройство для управления указателем мыши, состоящее из шара, зафиксированного с помощью специальных сенсоров, постоянно отслеживающих его поворот вокруг своей оси в нескольких (чаще двух) направлениях. Внешне оно похоже на перевернутую вверх тормашками компьютерную мышь с выпирающим наружу шариком. Шар можно двигать с помощью большого пальца, остальных пальцев, или же ладонью руки, тем самым перемещая указатель мыши на экране монитора.

По сравнению с компьютерной мышью, у трекбола нет никаких ограничений по движению курсора в пространстве, в то время как мышь может достигнуть края своей рабочей области (за счет ограниченной поверхности коврика, стола или натяжения соединительного провода) и для дальнейшего перемещения указателя, необходимо будет поднять её и переставить в изначальное положение. В то же время управляющий трекболом просто продолжит прокрутку шара дальше. Трекболы различны по своему виду и конструктивным особенностям, например оптические устройства от компании Logitech, имеют быстро скользящий шар, как будто по стеклу. Разные трекболы имеют различное размещение кнопок, у некоторых оно похоже на размещение кнопок мыши, другие же имеют неповторимый дизайн и стиль, чтобы отвечать потребностям даже искушенного пользователя [1].

Трекболы большого размера удобно использовать на компьютерах для управления различными архитектурно-строительными программами. До появления сенсорных экранов, маленькие трекболы использовались преимущественно на мобильных устройствах и ноутбуках, поскольку с ними было неудобно использовать внешнюю компьютерную мышь, так как ей требуется определенное пространство для перемещения. На некоторые ноутбуки крепился шар с двумя кнопками рядом с клавиатурой (обычно в нижней её части или посередине), что было подобно использованию компьютерной мыши.

2 ИСТОРИЯ

Трекбол изобрели Том Кранстон (Tom Cranston) и Фред Лонгстаф (Fred Longstaff) и использовали его для управления специальной компьютерной системой под названием ДАТАР (DATAR) в далеком 1952 году, за 11 лет до изобретения компьютерной мыши. Изобретенное ими устройство использовало пятипальцевый шар для боулинга. В далеком 1963 году в компьютерной мыши использовался жесткий механический способ определения положения курсора по вертикали и горизонтали (с использованием прерывающих световой поток отверстий в двух расположенных перпендикулярно друг к другу вращающихся металлических колесах). В это же время у трекбола было неоспоримое преимущество, которое заключалось в тесном контакте с рукой человека, что оказалось гораздо лучше и приятнее чем угловатая деревянная поверхность компьютерной мыши, а также ему не требовалось движение по поверхности [2].

В конце 1990х годов замена шарика мыши на оптический указатель привела к уменьшению значимости трекболов и отодвинула их использование в отдельные узкоспециализированные ниши, где их отличительные особенности оказались наиболее востребованы.

3 СТРОЕНИЕ

Также, как и современные компьютерные мыши, трекболы имеют внутри различные вспомогательные устройства для отслеживания вращения шара. У некоторых для этих целей используется принцип отслеживания крутящегося колеса, как у шариковых компьютерных мышей предыдущего поколения, но наиболее часто встречается чувствительное к вращению кольцо вокруг шара. Например, трекбол Slim Blade фирмы Kensington отслеживает три направления вращения шара, подобно классической шариковой мыши. К 2009 году только три компании: Logitech, A4Techи Kensington остались основными производителями трекболов, однако A4Techне представляла новую модель уже несколько лет, а Logitech обновляет свою продуктовую линейку очень медленно (1 модель в 5 лет).

Компания Microsoft когда-то тоже была производителем трекболов, они даже разработали специальный трекбол для детей и назвали его Легкий шар (EasyBall), но с тех пор они распродали в частные коллекции всю свою продукцию. Их Трекбол под названием Microsoft Trackball Explorer продолжает оставаться популярным до сих пор (он имеет уникальный дизайн по сравнению с устройствами других производителей), и находящиеся в частных руках модели можно встретить выставленными за 300 долларов на всемирно известном интернет-аукционе eBay.

4 РАЗЛИЧНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТРЕКБОЛОВ

Большие трекболы можно встретить на специализированных рабочих станциях, таких как пульт управления радаром в центре управления полетами или оборудование сонара на подводной лодке или корабле. Некоторые современные модификации упомянутых устройств со временем заменяются уже знакомой многим компьютерной мышью. Однако трекбол все еще используется в передвижных установках противовоздушной обороны (ПВО), а также в сонарах на подводных лодках, поскольку это позволяет осуществлять более длительную и более удобную работу с устройством в чрезвычайных условиях. Отдельные большие модели трекболов обладают высокой и быстрой точностью позиционирования, в связи с чем они могут до сих пор использоваться в различных программных продуктах (где их часто называют «шары перемещателя» («trackerballs»)), а также в компьютерном дизайне и конструировании [3].

Много лет назад трекболы начали использоваться в компьютерных играх и автоматах с видеоиграми, особенно в ранних аркадных играх, например Многоножка (Centipede) или Ракетная команда (Missile Command) от фирмы Atari. Последняя называла их Трак-бол ("trak-ball"). Бытует всеобщее заблуждение, что трекбол был использован впервые в игре Футбол от той же фирмы Atari, выпущенной в 1978 году, однако в книге «Абсолютная история видеоигр» от автора Стивена Л. Кента(Steven L. Kent) дизайнер упомянутой игры Дэйв Стьюбен (Dave Stubben), признался, что они скопировали дизайн устройства с японской игры в футбол от фирмы Taito. К слову, некоторые виды трекболов, выпущенные в далеком 1980 году фирмой Atari, в настоящее время считаются довольно необычными. Приставка Pippinот фирмы Apple, выпущенная в 1995 году, имела трекбол, встроенный в джойстик.

До появления оптических мышей в начале 2000х годов, трекболы активно использовались в спортивных интернет-играх, поскольку в то время они были более удобны чем шариковые мыши, однако сейчас эти устройства считаются устаревшими, так как оптические мыши предлагают пользователю более быструю скорость реакции и более высокую точность. Так как трекбол не требует наличия специальной поверхности под устройством (как у мыши), он позволяет игроку стремительно целиться (в шктерах от первого лица) [4].

Также трекболы до сих пор используются в автоматах для игры в гольф (например, Золотая мишень (Golden Tee) для иммитации покачивания клюшки. Компьютерные игроманы имеют возможность и сейчас использовать трекбол в большинстве современных компьютерных игр с небольшой потерей скорости, зато с целью увеличения точности. При наличии практики, многие использующие трекбол в состоянии переместить курсор мыши через весь экран гораздо быстрее, чем это было бы сделано с помощью оптической мыши и даже руки. Однако многие игроманы не хотят тратить время на обучение науке использования трекбола.

Трекболы можно успешно использовать и как дополнительной устройство к джойстикам. Его сочетание с джойстиком во многих онлайновых стрелялках позволяет использовать обе руки для более точного управления процессом на экране, чем это было бы сделано с использованием обычной мыши и клавиатуры. Многие игры поддерживают работу с джойстиками со встроенным трекболом, например, всем известные Халф-Лайф (Half-Life) или Квейк (Quake). Трекболы до сих пор используются за границей в качестве устройств управления в некоторых публичных терминалах для доступа в сеть Интернет. В отличие от компьютерной мыши трекбол можно легко встроить в пульт управления такого терминала, откуда, даже при большом желании, его будет сложно выломать. Подобные устройства можно встретить в некоторых английских МакДональдсах на выходе или в публичных телефонных будках от компании Бритиш Телеком.

Простота и прочность трекболов делают их идеальными помощниками при использовании в промышленных компьютерах. Поскольку трекболы не требуют перемещения, их можно использовать в частном порядке в различных лабораториях, в тех случаях, когда пространство для перемещения компьютерной мыши ограничено, например, на маленьком столе или смонтированном на стойке терминале.

5 ЭРГОНОМИКА

Многие люди, использующие трекбол, используют его в качестве вспомогательного устройства. Доступ к альтернативному устройству для управления особенно важен для пользователей графически-ориентированных операционных систем. Именно в таких системах он используется чаще всего, ведь поверхностью трекбола проще управлять [4].

Пользователи трекбола также гордятся тем, что они не ограничены в использовании устройства с точки зрения поверхности, на которой он находится. Трекболы удобно использовать в ноутбуках, находясь в лежачем положении в кровати, или в случае беспроводного соединения с компьютером, сидя на стуле перед ним и просмотре фильма. Их также удобно использовать, находясь в нестабильном положении на открытой воде (например, в покачивающейся лодке) или в других положениях, где это позволит предотвратить нежелательные движения устройства.

Трекболами обычно управляют с помощью большого пальца руки. Они имеют либо шар размером не больше 2-3 сантиметров в диаметре, управляемый большим пальцем, а также кнопки, управляемые другими пальцами, либо – шар размером более 5 сантиметров в диаметре посередине устройства, управляемый безымянным пальцем, а на кнопки в этом случае нажимают с помощью большого пальца и мизинца. Человек выбирает наиболее удобное ему расположение кнопок и шара исходя из собственного предпочтения, цели использования и требуемой точности управления [5].

Врачи советуют использовать трекболы вместо обычной мыши, так как они уменьшают нагрузку на руку/запястье. Большинство трекболов с шаром посередине являются симметричными и могут использоваться в любой руке, в то время как трекболы с шаром под большой палец являются ассиметричными и могут быть применены только по своему прямому предназначению в правой (чаще) или левой руке. Некоторые пользователи компьютера предпочитают трекбол компьютерной мыши именно по причинам эргономики.

К сожалению, имеется мало информации о результатах исследований на тему: какое устройство является наиболее удобным для большинства задач. Обычным пользователям рекомендуется самостоятельно проверить различные устройства, чтобы найти для себя то, что им лучше всего подходит. Бесспорным аргументом в пользу трекбола для некоторых может явиться то, что для управления курсором мыши на экране им не потребуется двигать рукой, а только большим пальцем руки. Пожилым людям также бывает трудно удерживать мышь в руке, двигая её и щелкая два раза по кнопке, и для них трекбол может оказаться более удобным в использовании.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Так, трекболы используются в кабинах управления ракетного комплекса АСУ ЗРВ – таких как Байкал – 1. Официальное «военное» название этого устройства – шарово-кнопельный механизм, в терминологии С-300 – шаровой орган наведения (ШОН). Известно, что подобный манипулятор использовался в советских зенитно-ракетных комплексах «Байкал», правда, диаметр шарика этого «трекбола» был около 8 сантиметров. На сегодняшний момент такие манипуляторы практически не используются и даже из традиционных для них портативных компьютеров их практически вытеснили сенсорные панели Touch Pad (в них управление курсором идет перемещением пальца по панели).

Трекболы удобны в тех случаях, когда размахнуться мышкой негде - место под коврик ограничено. Или просто охота расслабить правую руку и поместить ее в новое положение. Или если кисть устает постоянно двигать мышью. Правда, в трекболе больше нагрузки идет на большой палец, но он по природе своей задуман как самый сильный и подвижный. Так что дискомфорта это не вызывает. Нам кажется, что трекбол вполне может получить новую жизнь в беспроводном варианте при обилии портативных компьютеров - такое устройство, которому не нужна рабочая поверхность, удобно во всех случаях, когда сидишь не за рабочим местом и составляет отличную пару к ноутбуку. По функциональным возможностям трекбол вполне способен успешно заменить мышь.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Трекбол [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D1%80%D0%B5%D0%BA%D0%B1%D0%BE%D0%BB (Дата обращения: 05.11.2017)

Ахметов К. С., Борзенко А.Е. Современный персональный компьютер. - М.: ТОО фирма «Компьютер-Пресс», 2003. - 317 с.

Трекбол. История возникновения и особенности использования [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.ecolora.ru/index.php/2010-07-09-03-51-16/veb-dizajn-i-programmirovanie/1009-trekbol-istorija-vozniknovenija-i-osobennosti-ispolzovanija (Дата обращения: 08.11.2017)

История компьютерных «Мышей» и «Трекболов» [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://old.ci.ru/inform07_05/p_22.htm (Дата обращения: 08.11.2017)

История эволюции компьютерных манипуляторов [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://ux-news.ru/analytics/detail_history_of_the_evolu/ (Дата обращения: 10.11.2017)

Код для цитирования: Скопировать