Hoe werkt een computermuis? – Santander Global Tech

Hoewel het concept eenvoudig is, is de computermuis uiterst vernuftig. Lees verder om meer te weten te komen over de kenmerken en de evolutie van dit apparaat dat onlangs zijn 50e verjaardag vierde.

We hebben allemaal wel eens een muis in onze handen gehad en het kostte ons ongetwijfeld slechts enkele seconden om te leren hoe we hem moesten gebruiken, zonder handleiding, zonder YouTube-tutorials en zonder iemand die ons de kneepjes van het vak bijbracht. Het eenvoudige ontwerp maakt het tot een van de meest gebruiksvriendelijke technologische apparaten aller tijden.

Heden ten dage is het moeilijk om je een desktopcomputer voor te stellen zonder een muis ernaast, maar als we teruggaan naar de jaren tachtig, toen computers alleen tekst weergaven (als je geluk had!), was het idee van een muis op zijn zachtst gezegd exotisch.

Inhoud

• An another of Jobs’ visionary ideas
• Dissecting the mouse
• From balls to lasers
• Whigh main advances have been made with modern days models?
• Modellen naar ieders smaak
• Wat zal er in de toekomst met muizen gebeuren?

Nog zo’n visionair idee van Jobs 👀

Het eerste patent voor een computermuis zoals we die nu kennen, werd in 1967 geregistreerd door Douglas Engelbart (1925-2013). Hij was de Steve Jobs van zijn tijd en verdedigde het idee dat computers het leven van mensen konden veranderen, maar dat ze gewoon gemakkelijker in het gebruik moesten zijn. Hij was ook een pionier op gebieden als tekstverwerkers, venstertoepassingen en zelfs videoconferentiesystemen.

Xerox zette zich in voor de computermuis als onderdeel van zijn project om een intuïtieve grafische gebruikersinterface te creëren. De oorspronkelijke beschrijving luidde: “X,Y-positie-indicator voor een beeldschermsysteem.”

Hoewel hij de muis niet heeft uitgevonden, was Steve Jobs verantwoordelijk voor het populair maken van de muis onder computergebruikers.

Toen Steve Jobs in 1979 tijdens een bezoek aan de Xerox-faciliteiten een prototype van de muis tegenkwam, zag hij het potentieel van dit apparaat. Hij was echter niet overtuigd van het oorspronkelijke ontwerp: het had drie knoppen, het was moeilijk te hanteren en het schoof niet soepel. Bovendien kostte het maar liefst 300 dollar. Daarom besloot hij het opnieuw te ontwerpen, zodat het slechts één knop zou hebben, op elk oppervlak kon werken en een meer toegankelijke prijs van $15 zou hebben. Het resulterende apparaat, dat nu vanwege zijn uiterlijk een muis werd genoemd, werd in 1983 als standaardapparaat toegevoegd aan de Lisa-computer en vervolgens in 1984 aan de Macintosh. De rest is geschiedenis.

De muis ontleden 🔧

Nadat we iets hebben geleerd over het ontstaan van dit apparaat, is het nu tijd om te zien hoe de muis in staat is de beweging van onze hand te herkennen en naar de computer te sturen.

In Engelbart’s model was dit proces veel intuïtiever omdat het berustte op twee metalen wieltjes (een horizontaal en een verticaal) die draaiden wanneer het apparaat werd bewogen. De wielen waren gekoppeld aan potentiometers geschikt voor het registreren van de afstand en de snelheid van de beweging. Deze informatie over de beweging langs de X- en Y-as werd naar de computer gestuurd via een kabel en een standaard RS-232 connector die werd gebruikt om de gegevens in serie door te sturen (dat wil zeggen, de ene reeks gegevens na de andere).

Bij het model van Steve Jobs werden de twee wielen vervangen door een plastic bal die in alle richtingen kon draaien met een veel vloeiender beweging. Deze bal was aan de bovenkant gekoppeld aan twee met potentiometers uitgeruste rollen, die de informatie over de verplaatsing langs de X- en Y-as verzamelden en via een kabel verstuurden. Na verloop van tijd ontwikkelde de connector zich tot een ronde poort die bekend staat als PS/2.

Dit model computermuis met de rolkogel bleef meer dan 15 jaar in gebruik, met talrijke variaties onderweg: met twee of drie knoppen, ergonomisch, met de bal bovenop en zelfs enigszins bizarre modellen die niet bepaald comfortabel waren, zoals de muis op de eerste iMac.

Mechanische muizen waren uitgerust met wieltjes of rolkogeltjes waarmee de bewegingen naar de computer werden overgebracht.

In deze periode begon ook het beroemde scrollwiel aan populariteit te winnen. Hiermee konden bewegingen worden gemaakt met een eenvoudig gebaar van de ringvinger, die tot dan toe ongebruikt was gebleven wanneer onze hand op de muis rustte.

Na bijna twee decennia werd het echter tijd om deze technologie te updaten. Deze modellen waren verre van perfect: het balletje pikte overal stof en vuil op en liep uiteindelijk vast, en het gleed niet zo goed over alle soorten oppervlakken, wat aanleiding gaf tot het wijdverbreide gebruik van muismatten.

Van balletjes naar lasers ⏳

Nu even snel doorspoelen naar 1999: de digitale fotografie was in opkomst en de onderdelen die nodig waren om beelden vast te leggen, werden zo goedkoop dat sommige ideeën die Xerox in het verleden had bedacht, nu haalbaar waren geworden. In de jaren tachtig bedachten enkele Xerox-ingenieurs dat vervanging van het fysieke mechanisme van de muis door een mechanisme dat werkte met behulp van een lichtstraal, de muis veel nauwkeuriger zou maken; zo ontstond de eerste optische computermuis.

De rolbal werd vervangen door een gleuf waarin twee componenten waren ondergebracht. Ten eerste werd een lichtemitterende diode (LED), gewoonlijk rood gekleurd omdat ze zuiniger waren, gebruikt om een klein gebied onder de muis te verlichten. De weerkaatsing werd vervolgens met regelmatige tussenpozen opgevangen door een foto-ontvanger, het tweede van de componenten. Eenvoudig gezegd is het alsof een miniatuurcamera honderden foto’s per seconde neemt van het oppervlak waar de muis langsloopt.

Deze beelden werden vervolgens verwerkt door een algoritme dat in de chips van de muis was geïmplanteerd en omgezet in verplaatsingsgegevens die naar de computer werden gezonden. Als een beeld bijvoorbeeld een donkere vlek in het midden had en op het volgende beeld lag de vlek iets hoger, dan betekende dit dat de muis zich omlaag had bewogen.

Opvallend genoeg zou men kunnen zeggen dat optische muizen net miniatuurcamera’s zijn.

De kwaliteit van een muis hing af van de complexiteit van het in de chip geïmplanteerde algoritme, het aantal beelden dat per seconde werd verwerkt en vooral van de resolutie van het opgenomen beeld. In feite wordt de resolutie van een muis niet gemeten in megapixels maar in DPI (dots per inch). Als een typische muis in die tijd 400 DPI had, betekende dit dat voor elke inch (2,54 cm) die we bewogen, de cursor 400 pixels bewoog.

Bij de keuze van een muis is het belangrijk de resolutie te kennen, gemeten in dots per inch (DPI)

Bovendien werd de PS/2-poort geleidelijk vervangen door een nieuw systeem, de USB-poort, die uiteindelijk de standaardconnector zou worden voor de overdracht van allerlei soorten gegevens tussen de muis en de computer. Al snel verschenen er muizen met 14 knoppen, programmeerbare knoppen en verschillende kleuren lampjes…

En welke grote vooruitgang is er geboekt met de hedendaagse modellen? 🤔

• Het type lampje. De LED is nu vervangen door een veel krachtiger en nauwkeuriger laserlicht, waardoor de muis op een groter aantal oppervlakken kan werken, hoe glad ze ook zijn. Er zijn er zelfs die op glas werken! Dit heeft ook geleid tot een enorme verbetering van het aantal DPI’s, met in het geval van sommige modellen tot 16.000 DPI, hoewel in de praktijk 1.000 of 2.000 DPI meer dan genoeg is.

• Het verbindingstype. Nu zijn er vaak draadloze muizen te vinden, die veel gemakkelijker te hanteren en te vervoeren zijn. De eerste modellen verstuurden gegevens naar de computer via een WiFi-chip, maar tegenwoordig zijn er steeds vaker muizen te vinden met een Bluetooth-chip, die veel minder stroom verbruikt. Natuurlijk krijgen standaardmuizen hun stroom van de computer via de kabel. In het geval van draadloze modellen moeten we deze stroom leveren met batterijen. Om het verbruik laag te houden, moeten we bepaalde maatregelen nemen:
  • Vermijd dat de laser continu licht uitstraalt (hij gaat alleen aan wanneer hij beweging detecteert)
  • Laat de muis in de ‘slaapstand’ gaan wanneer hij een paar minuten niet is bewogen, waarna hij moet worden ‘gewekt’ door bijvoorbeeld op een van de knoppen te drukken.

Modellen naar ieders smaak 😎

Bij de keuze van een muis is het belangrijk om niet alleen rekening te houden met de gevoeligheid (of DPI’s) en het type aansluiting, maar ook met de ergonomie. Tegenwoordig zijn er modellen voor vrijwel elke smaak: grote, middelgrote, kleine en zelfs micromuizen, lang, rond, licht hellend, volledig verticaal…

Net als bij een matras is het het beste om ze van tevoren uit te proberen om er zeker van te zijn dat ze bij u passen, want u zult er een groot deel van uw leven mee doorbrengen. Als u een geforceerde houding aanneemt bij het vasthouden en bewegen van de muis, is de kans groter dat u uiteindelijk uw hand of pols bezeert en in de toekomst zelfs ernstig letsel oploopt, dus u moet niet te lichtvaardig beslissen welke muis u kiest.

Een slechte houding bij het gebruik van een muis kan leiden tot carpaal tunnel syndroom, waaraan bijna 5% van de bevolking lijdt.

Andere modellen, zoals de Magic Mouse van Apple, hebben het wieltje en de bovenste knoppen vervangen door een aanraakgevoelig oppervlak, wat resulteert in een soort mutatie tussen een muis en een touchpad.

En wat zal er in de toekomst met muizen gebeuren? 🔮

Helaas hebben we geen antwoord op die vraag, maar we kunnen wel zeggen dat hun heerschappij in de wereld van invoerapparaten al meerdere malen is bedreigd. Eerst kwamen er touchpads (die nu niet meer weg te denken zijn van een laptop) en vervolgens touchscreens zoals die op tablets worden gebruikt. Nu zitten we midden in een hausse van spraakinterfaces en virtual reality-apparaten.

Dat neemt niet weg dat de muis zijn plaats blijft innemen en het zal ongetwijfeld nog vele jaren duren voordat we de muis niet meer op ons bureau zien.