產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)鼠標課件

產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)—鼠標?鼠標是人們最常用的外設(shè)之一，鼠標的發(fā)展其實和CPU的歷程是差不多的，但是，人們對鼠標的關(guān)注遠不及CPU，對鼠標的了解還是很一般的

鼠標自從誕生到今天，已經(jīng)有35個年頭了，這35年來，鼠標無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伴隨著他的名字—“MOUSE”。引子:?我們將從以下幾個方面來介紹鼠標:鼠標的發(fā)展歷史鼠標的分類現(xiàn)存鼠標的弊端未來鼠標的發(fā)展趨勢?鼠標的發(fā)明鼠標是1964年由DouglasEngelbart(如圖01)發(fā)明的，當(dāng)時DouglasEngelbart在斯坦福研究所(SRI)工作，該研究所是斯坦福大學(xué)贊助的一個機構(gòu)，DouglasEngelbart很早就在考慮如何使電腦的操作更加簡便，用什么手段來取代由鍵盤輸入的繁瑣指令。?60年代初，他在參加一個會議時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互相垂直的輪子來跟蹤動作的裝置草圖，這就是鼠標的雛型。到了1964年，DouglasEngelbart再次對這種裝置的構(gòu)思進行完善，動手制作出了第一個成品。因此DouglasEngelbart也被稱為“鼠標之父”。??下圖就是1968年12月9日DouglasEngelbart(1998年獲得圖靈獎)在IEEE會議上展示的世界上第一個鼠標，一個木質(zhì)的小盒子，盒子下面有兩個互相垂直的輪子，每個輪子帶動一個機械變阻器獲得X、Y軸上的位移，在盒子的上面則有一個按鈕開關(guān)提供連通信號。這款鼠標的鼻祖與今天的鼠標結(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)時還沒有“鼠標”的名稱,由于該裝置像老鼠一樣拖著一條長長的連線(象老鼠的尾巴)，因此，DouglasEngelbart和他的同事在實驗室里把它戲稱為“Mouse”，他當(dāng)時也曾想到將來鼠標有可能會被廣泛應(yīng)用，所以在申請專利時起名叫“顯示系統(tǒng)X-Y位置指示器”，只是人們覺得“Mouse”這個名字更加讓人感到親切，于是就有了“鼠標”的稱呼。?鼠標的普及歷程

鼠標被發(fā)明之后，首先于1973年被Xerox公司應(yīng)用到經(jīng)過改進的Alto電腦系統(tǒng)中(如下圖所示)，但是遺憾的是，當(dāng)時這些系統(tǒng)都是實驗用的，完全被用于研究工作，并沒有向大眾推廣，所以鼠標一直都默默無聞。??1981年，Xerox公司推出了使用鼠標，并應(yīng)用GUI操作系統(tǒng)的Star8010電腦(如右圖所示)，這是大眾首次了解鼠標，可惜由于這種電腦價格過于昂貴，銷量很小。盡管如此，鼠標已經(jīng)引起了不少人的注意，并開始為人們所掌握。?1982年羅技公司發(fā)明的世界第一款光機鼠標，光機結(jié)構(gòu)是鼠標發(fā)展史上最大的發(fā)明。也就是這個時候現(xiàn)在鼠標的結(jié)構(gòu)設(shè)計基本成熟，光機鼠標統(tǒng)治了鼠標市場達18年之久。

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1983年蘋果公司受到仙童公司著名STAR計算機的啟發(fā)，在當(dāng)年推出的Iisa電腦上第一次使用了鼠標作為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MACOS操作系統(tǒng)提供了經(jīng)驗，鼠標的黃金年代來臨了。這個時候的鼠標還是老式的機械式鼠標，但是對于最初的產(chǎn)品已經(jīng)有了新的改良,鼠標球取代了不靈活的單滾球，單鍵設(shè)計被更加靈活的雙鍵/三鍵所取代，可供電的標準RS232串行口設(shè)計取代了早期的獨立接口，現(xiàn)代鼠標的基本結(jié)構(gòu)已經(jīng)成型

?1984年羅技的第一款無線鼠標研制成功，那時候還依靠紅外線作為信號的載體。雖然說這款產(chǎn)品由于性能方面的諸多問題而告失敗，但是羅技在無線方面的創(chuàng)新也給后來的產(chǎn)品帶來了很多思路的指引。

?1996年由微軟發(fā)明的鼠標滾輪是鼠標發(fā)展史上十分重大的發(fā)明，今天滾輪已經(jīng)成為鼠標的標配之一。

現(xiàn)在流行的滾輪設(shè)計一般包括兩種，一是機械式滾輪，也就是用滾輪來帶動一個機械電位器以獲得信息，微軟的很多鼠標都是采用這種結(jié)構(gòu)。它的優(yōu)點就是滾動比較精準，但是機械結(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。它的滾輪內(nèi)部就是一個柵輪。在柵輪的兩側(cè)分別有一個發(fā)光二級管和熱敏二級管，工作原理上和光機鼠標獲得滾動信息的方式是一樣的。這種滾輪的壽命比較長而且手感很干脆，但是在滾動信息的精確性上卻不如上面的機械式滾輪。

??1999年微軟與安捷倫公司合作，推出了IntellimouseExplorer鼠標，揭開了光學(xué)成像鼠標的時代的序幕。其中Intellieye定位引擎是世界上第一個光學(xué)成像式鼠標引擎，它的高適應(yīng)能力和不需清潔的特點成為當(dāng)時最為轟動的鼠標產(chǎn)品，被多個科學(xué)評選評為1999年最杰出的科技產(chǎn)品之一。（不過由于那個時候微軟的硬件產(chǎn)品沒有正式進入中國，所以當(dāng)時IntellimouseExplorer鼠標所引起的轟動反響并沒有波及到中國大陸）

??2000年，羅技公司也推出了同類的光電鼠標產(chǎn)品，使用安捷倫H2000光學(xué)成像引擎，性能上和IntellimouseExplorer鼠標一樣。這一代產(chǎn)品是光學(xué)成像引擎的第一代產(chǎn)品，這一代的光電鼠標擁有一些現(xiàn)在已經(jīng)眾所周知的缺點，比如僅為1500次/秒的刷新率和400CPI的分辨率。對采樣表面的適應(yīng)性差，尤其對鏡面以及花紋表面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，通過對光學(xué)引擎的重新設(shè)計將引擎的分辨率提升到800DPI，同時將刷新率提升到2000—2500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。正是因為這樣安捷倫公司并沒有對第二代產(chǎn)品大肆宣傳，只是無聲無息的取代了第一代產(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)計了CMOS和DSP算法，將刷新率提升到前所未有的6000次/秒，同時將CMOS尺寸提升到22X22，同時一舉解決了光電鼠標的丟幀和表面適應(yīng)性問題，同時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，所以其分辨率仍為400DPI。

?2002年初羅技推出了光電鼠標歷史上獨一無二的雙光頭極光飛貂來與IE3.0競爭，它使用了和其它安捷倫引擎所不同的IAS芯片和兩個第二代的安捷倫DSP處理器，通過將兩個SPI芯片交替運行來獲得更高的處理速度，盡管CMOS的面積沒有變化，但由于兩個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來得好些。

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470萬像素/秒，同時將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，同時在光學(xué)性能上已經(jīng)不亞于傳統(tǒng)的光機鼠標，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產(chǎn)品。它們?nèi)坎捎谩癟iltWheel”滾輪，這種滾輪最大的特點是通過左右傾斜可以實現(xiàn)對水平方向移動的控制。

?鼠標分類鼠標的分類方法很多，通常按照鍵數(shù)、接口形式、內(nèi)部構(gòu)造進行分類。?按鍵數(shù)分類

鼠標可以分為傳統(tǒng)雙鍵鼠、三鍵鼠和新型的多鍵鼠標。根據(jù)最早微軟的要求定義的鼠標只需要左右兩個鍵，雙鍵鼠標結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛,一般無需另外安裝驅(qū)動程序就可以在WIN9X下正常運作。三鍵鼠標是IBM在兩鍵鼠的基礎(chǔ)上進一步定義而成的，又被稱為PCMouse，與兩鍵鼠相比,三鍵鼠上多了個中鍵，使用中鍵在某些特殊程序中往往能起到事倍功半的作用.早期的三鍵鼠標一般都有一個微型撥動開關(guān)，用于切換兩鍵與三鍵兩種不同工作方式。多鍵鼠標是在微軟發(fā)布Microsoft智能鼠標（IntelliMouse）之后,鼠標發(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。隨著應(yīng)用的增加，之后其他廠商生產(chǎn)的新型鼠標除了有滾輪，還增加了拇指鍵等快捷按鍵，進一步簡化了操作程序。多鍵多功能鼠標今后也將是鼠標未來發(fā)展的目標與方向。?按接口分類

鼠標可以分為COM、PS/2、USB三類，傳統(tǒng)的鼠標是COM口連接的,它占用了一個串行通訊口。由于豐富的外設(shè)不斷涌出和主板頻繁的的升級,人們逐漸開始使用PS/2鼠標，把本來為數(shù)不多的串行通訊口讓給其他外設(shè)使用，因此COM鼠標在市場上已成強弩之末。PS/2鼠標是目前市場上的主流產(chǎn)品，作為替代COM鼠標的接班人，目前市場份額已經(jīng)相當(dāng)?shù)拇螅曳N類繁多，造型多樣。俗話說兔子尾巴長不了，PS/2這些老鼠看樣子也難以幸免。隨著USB接口的興起，預(yù)計今后USB接口鼠標將會成為市場新的賣點，不甘落后的廠家近日紛紛推出了各自的USB接口鼠標，雖造型手感并不怎么樣，但也給相對沉穩(wěn)的鼠標市場注入了一劑興奮劑。就目前測試數(shù)據(jù)來看,USB鼠標對普通鼠的性能提高相當(dāng)甚微，所以USB鼠標只不過是廠家為了增加產(chǎn)品的新賣點而采用的一種手段.?按內(nèi)部構(gòu)造分類

可以分為機械式光機式光電式?機械式鼠標的結(jié)構(gòu)最為簡單，由鼠標底部的膠質(zhì)小球帶動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。鼠標的移動帶動小球的滾動,再通過摩擦作用使兩個滾軸帶動譯碼輪旋轉(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。由于電刷直接接觸譯碼輪和鼠標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，直接影響機械鼠標的壽命。因此，機械式鼠標已基本淘汰而被同樣價廉的光機鼠取而代之.?所謂光機鼠標,顧名思義就是一種光電和機械相結(jié)合的鼠標，是目前市場上最常見的一種鼠標。光機鼠在機械鼠標的基礎(chǔ)上，將磨損最厲害的接觸式電刷和譯碼輪改進成為非接觸式的LED對射光路元件（主要是由一個發(fā)光二極管和一個光柵輪）,在轉(zhuǎn)動時可以間隔的通過光束來產(chǎn)生脈沖信號。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的壽命，也能在一定范圍內(nèi)提高鼠標的精度。光機鼠的外形與機械鼠標沒有區(qū)別，不打開鼠標的外殼很難分辨。出于這個原因，雖然市面上絕大部分的鼠標都采用了光機結(jié)構(gòu)，但習(xí)慣上人們還稱其為機械式鼠標?光電鼠標通過發(fā)光二極管（LED）和光敏管協(xié)作來測量鼠標的位移，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，形成高低電平交錯的脈沖信號。這種結(jié)構(gòu)可以做出分辨率較高的鼠標，且由于接觸部件較少，鼠標的可靠性大大增強，適用于對精度要求較高的場合。不過光電鼠標的價格較高，尤其是專業(yè)的高精度鼠標價格更是昂貴，而且光電鼠標必須還配有一塊光學(xué)鼠標墊，由于鼠標墊大都有不耐臟、不便攜帶等致命缺點，往往會給使用者帶來相當(dāng)大的麻煩。?現(xiàn)存鼠標的弊端1、無效移動：鼠標作為標準輸入設(shè)備，其本身的使用簡單優(yōu)點必須依賴圖形用戶界面才得以實現(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。這就造成了一個矛盾：鼠標的當(dāng)前位置與被操作的可視化元素(例如滾動條、快捷按鈕)總會存在距離，為了點擊該元素，用戶必須首先將鼠標移動到該元素上方的狹小區(qū)域內(nèi)，從鼠標當(dāng)前位置到可視化元素的移動距離，稱為鼠標的無效移動距離。

?2.過度關(guān)注：由于在圖形用戶界面中，當(dāng)前操作對象的確定是依靠移動鼠標以驅(qū)動鼠標指針、鼠標指針再指向該目標來實現(xiàn)的，因此用戶在操作中必須時刻注視鼠標指針的位移和速度，并在大腦中快速計算與預(yù)期目標的相互位置關(guān)系，及時修正鼠標的運動方向和速度，這就造成了一種過于強調(diào)技巧性的用戶心理緊張，從而加重用戶的操作負荷。

?3、雙擊操作難度大

如果問一個初學(xué)者學(xué)習(xí)鼠標操作中最難的動作是什么，十有八九會答曰：“雙擊”，這個要求在鼠標靜止條件下、確定的時間間隔內(nèi)連擊兩次鼠標左鍵的動作，幾乎使80%的用戶感到難以掌握。要么是鼠標被移動了，要么是兩次單擊間隔時間過長，而持續(xù)緊張的練習(xí)又造成了動作變形。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：增加了點擊鼠標的工作強度進而加速了手腕的疲勞，降低了鼠標按鍵的壽命。?4、單手操作

鼠標的一個缺點就是單手操作，另一只手不能很好地發(fā)揮作用，造成浪費。?5、很少考慮用戶保護的健康

長時間地機械重復(fù)某些動作容易對用戶造成損傷，特別是當(dāng)用戶由于生疏而通過變形的動作去頻繁操作時這種隱患尤為明顯。?6.靈敏度低,使用有局限性,只能在平坦的地方使用.7.鼠標輻射影響健康.?我們預(yù)測的鼠標發(fā)展趨勢:1.遙控式鼠標遙控器大家肯定都使用過，它能夠方便我們在較遠的距離操控電視。無線鼠標同樣能夠讓我們選擇自己舒適的位置操作電腦，而無須被連接線束縛在電腦前面。他們的共同點是都可以不受連接線的束縛而在合適的位置控制電器，如果能夠?qū)⑹髽撕瓦b控器的功能合二為一豈不是可以產(chǎn)生1＋1>2的效果？?2.對稱設(shè)計,適合左右手使用的鼠標5.鼠標徹底消失.觸摸式顯示屏的出現(xiàn)將使鼠標沒有用武之地.

3.多鍵多功能鼠標4.指紋識別鼠標--無論是你的電腦還是收藏的站點需要用戶名和密碼,你登錄時都只需用手指接觸一下.?我們的設(shè)計:?標準概念A(yù).鼠標外形B.鼠標按鍵C.軌跡球D.遠距離操作操作簡便性0+++操作舒適性0+00移動靈活性+00+靈敏性000+耐用性+000易于制造+_00造型美觀+__0總分4003等級1232繼續(xù)?yescombinecombineyes?實施成效要展現(xiàn),持之以恒是關(guān)鍵。7月-237月-23Sunday,July23,2023安全來自警惕，事故出于麻痹。01:42:3601:42:3