Трекбол — указательное устройство¶

Трекбол — манипулятор (устройство ввода данных компьютера), в котором роль движущейся поверхности играет шар, вращаемый пользователем рукой, а положение курсора на экране определяется угловой скоростью вращения шара. В отличие от мыши, трекбол не требует свободного пространства для перемещения по опорной поверхности, поэтому он применяется там, где рабочее место ограничено или устройство подвергается вибрациям.

¶История

Первые трекболы были созданы в 1940-х годах и изначально не предназначались для компьютеров. В 1946 году канадский инженер Томом Кранстон, Том Килбран и Фред Раншоу из Royal Canadian Navy разработали «шарманш» (ball manchu) — устройство с шаром, вращаемым оператором, для управления радарной системой. Шар был соединён с датчиками, преобразующими его вращение в сигналы для отклонения луча на экране. Это решение позволяло быстро наводить радар на цель без громоздких рычагов.

В 1952 году инженер Канадской военно-морской лаборатории Томас Кранстон запатентовал конструкцию, ставшую прототипом современного трекбола. В 1960-х годах аналогичные устройства появились в авиационных и промышленных системах управления.

В персональных компьютерах трекбол стал распространяться в 1980-х годах. Одним из первых массовых примеров стал трекбол компании Xerox, интегрированный в рабочие станции. Затем устройства выпускали Logitech, Kensington, Cherry и другие производители. В 1990-х годах трекболы получили широкое распространение как альтернатива мыши, особенно в офисных и промышленных условиях.

¶Устройство и принцип работы

Конструктивно трекбол состоит из нескольких основных элементов:

• Шар — обычно диаметром 38–75 мм, изготавливается из пластика, стекла или покрытого специальным составом материала. Пользователь вращает шар пальцами или ладонью.
• Датчики движения — оптические (фотодатчики) или механические (роликовые) сенсоры, фиксирующие вращение шара по двум осям (X и Y). В оптических трекболах на поверхности шара нанесены метки, считываемые светодиодами.
• Опорные ролики — обычно три или четыре ролика, на которых шар удерживается и которые обеспечивают его плавное вращение.
• Кнопки — аналогичные кнопкам мыши (обычно одна или две основные кнопки), а также дополнительные кнопки для прокрутки, переключения режимов и других функций.
• Корпус — эргономическая форма, рассчитанная на длительную работу.

Принцип работы основан на преобразовании угловой скорости вращения шара в перемещение курсора. Датчики непрерывно считывают скорость вращения по двум перпендикулярным осям, контроллер устройства формирует из этих данных координаты курсора и передаёт их в компьютер по интерфейсу подключения.

¶Виды трекболов

По способу подключения:

• Проводные — подключаются к компьютеру через PS/2 или USB.
• Беспроводные — используют радиоканал (Bluetooth, proprietary-протоколы) или инфракрасный канал.

По типу сенсоров:

• Оптические — шар считывается оптическими датчиками, более точные и не требуют периодической очистки от пыли.
• Механические — используют ролики, контактирующие с поверхностью шара; со временем загрязняются и требуют обслуживания.

По размеру и форме:

• Настольные — крупные, рассчитаны на работу с ладонью.
• Портативные — компактные, для работы с пальцами.
• Интегрированные — встроенные в клавиатуры, панели управления, ноутбуки (в частности, в линейку ThinkPad компании IBM/Lenovo).

¶Применение

Трекбол находит применение в нескольких областях:

• Офисная работа — как альтернатива мыши при ограниченном пространстве на столе.
• Промышленные системы — в условиях вибраций, где мышь может самопроизвольно перемещаться.
• Авиация и военная техника — в кабинах и на пультах управления.
• Работа с графикой — некоторые дизайнеры и инженеры предпочитают трекбол за точность и стабильность положения.
• Мобильные устройства — в ноутбуках ThinkPad трекбол был стандартным элементом управления в 1990-х и начале 2000-х годов.
• Адаптивные технологии — для пользователей с ограниченной подвижностью, которым неудобно перемещать мышь.

¶Преимущества и недостатки

К достоинствам трекбола относятся:

• компактность — не требуется свободное место для перемещения;
• стабильность — устройство не смещается при работе;
• эргономия — меньше нагрузка на запястье при правильной организации рабочего места;
• точность — в ряде задач (работа с CAD, монтаж видео) обеспечивает более плавное управление.

К недостаткам:

• привыкание — требует адаптации, особенно при переходе с мыши;
• гигиена — механические трекболы накапливают пыль внутри корпуса;
• стоимость — качественные модели дороже сопоставимых мышей;
• ограниченная мобильность — для переноса требуется отдельное место.

¶Современное положение

К началу 2020-х годов трекболы остаются нишевым продуктом. Основные производители — Logitech (модель MX Ergo), Kensington (модели Expert Mouse, Orbit), Elecom и Perixx. Устройства используются преимущественно специалистами в области графики, промышленного проектирования, а также людьми, страдающими от синдрома запястного канала и других заболеваний, вызванных длительной работой с мышью.

Источники:

• Энциклопедия вычислительной техники
• История периферийных устройств компьютера
• Материалы компании Logitech
• Патенты Канадского военно-морского флота, 1950-е годы