Článek
Kdo používal počítač v devadesátých letech nebo na začátku nového tisíciletí, zná malý servisní rituál. Myš začala po stole fungovat divně, kurzor se zadrhával a první podezření nepadlo na ovladač ani na Windows. Myš se otočila, vyndala se těžká pogumovaná kulička a z útrob se nehtem seškrábala šedá špína nalepená na válečcích.
Tenhle neestetický detail nebyl vedlejší problém konstrukce. Byl přímo spojený s tím, jak kuličková myš měřila pohyb. Počítač totiž nesledoval samotnou kuličku. Sledoval dva válečky, které kulička roztáčela, a z jejich pohybu skládal souřadnice X a Y.
Kulička byla jen převodovka mezi stolem a dvěma osami
Mechanická myš měla zespodu otvor, kterým se kulička dotýkala podložky. Když člověk myší posunul, tření roztočilo kuličku. Uvnitř se o ni opíraly dva snímací válečky postavené přibližně v pravém úhlu: jeden reagoval na vodorovnou složku pohybu, druhý na svislou.
Třetí, pružinou přitlačovaný váleček neměřil samostatnou osu. Jeho úkolem bylo udržovat kuličku v kontaktu s oběma snímacími válečky. Díky tomu se i šikmý pohyb rozložil na dvě složky, které elektronika mohla zpracovat.
pohyb ruky -> kulička -> váleček X + váleček Y -> enkodéry -> elektrické impulzy -> kurzor
Na konci válečku bylo děrované kolečko a neviditelné světlo
Samotné otočení válečku ještě počítači nic neříkalo. Na jeho hřídeli bylo enkodérové kolečko s pravidelnými štěrbinami. Na jedné straně svítila infračervená LED, na druhé čekal světelný senzor. Jak se disk otáčel, štěrbiny světlo střídavě propouštěly a zakrývaly. Vznikala série impulzů.
Čím rychleji se disk otáčel, tím rychleji přicházely impulzy. Z jejich počtu se dalo určit, jak daleko se osa pootočila. Aby myš poznala i směr, používaly konstrukce dvojici snímacích kanálů posunutých vůči sobě. Z pořadí změn dvou signálů bylo možné poznat, zda se kolečko otáčí dopředu, nebo dozadu.
Tohle je na staré myši možná nejhezčí: zařízení, které zvenku vypadalo jako kus plastu s koulí, uvnitř provádělo malou mechanicko-optickou rekonstrukci pohybu. Dva analogově působící válečky nakonec vyráběly digitální pulzy.
Proč kurzor poskakoval právě tehdy, když se válečky obalily špínou
Kulička sbírala z podložky prach, mastnotu a drobná vlákna. Část nečistot se přenášela na válečky v místech, kde se jich kulička stále dotýkala. Vznikaly známé tmavé prstence.
Jakmile se povrch válečku obalil vrstvou nečistot, kontakt přestal být rovnoměrný. Kulička mohla po usazenině krátce proklouznout místo toho, aby váleček přesně roztočila. Mechanický pohyb ruky se pak nepřenesl do odpovídajícího počtu impulzů. Výsledek na obrazovce vypadal jako zpoždění, vynechaný směr nebo poskakování kurzoru.
Proto často pomohlo něco tak primitivního jako vyndat kuličku a válečky očistit. Uživatel tím ve skutečnosti nečistil „senzor“ v dnešním smyslu, ale obnovoval třecí převod mezi koulí a dvojicí snímacích os.
Kuličková myš nebyla původní podoba myši
První prototyp myši Douga Engelbarta ze 60. let nepoužíval kuličku, ale dvě navzájem kolmé rolovací hrany. Computer History Museum připomíná, že německý Telefunken v 60. letech vyvinul zařízení Rollkugel s kuličkovým principem a že v roce 1968 existuje dobová fotografie takové myši.
Kuličkový princip se poté rozšířil a na desítky let se stal typickým řešením osobních počítačů. Xerox PARC používal rolling-ball design u myší pro Alto na začátku 70. let. Microsoft ve svém historickém programátorském manuálu popisuje Bus Mouse z roku 1983 jako dvoutlačítkovou mechanickou myš s ocelovou kuličkou a dvojicí válečků.
Optická myš odstranila nejslabší článek: fyzický převod
Moderní optická myš sleduje strukturu povrchu obrazovým senzorem a vyhodnocuje, jak se obraz mezi snímky posunul. Tím odpadá kulička, převod přes válečky i místo, kde se hromadila špína.
Microsoft ve svém materiálu o spolehlivosti optických myší připomínal právě jednu z praktických výhod: není potřeba čistit kuličku. To zní jako drobnost, ale pro běžného uživatele šlo o jednu z nejviditelnějších změn. Myš najednou přestala mít mechaniku, kterou bylo nutné pravidelně servisovat.
Proč si kuličkovou myš pamatujeme tak dobře
Nostalgie není jen v tvaru starého hardwaru. Kuličková myš dávala člověku možnost problém doslova vidět a opravit prstem. Když se kurzor zadrhával, po otevření krytu byl viník často fyzicky přilepený na válečku. Dnešní senzor je přesnější a spolehlivější, ale jeho fungování je pro uživatele mnohem méně hmatatelné.
A právě proto je mechanická myš krásným kusem technické historie. V jedné malé krabičce se potkávala třecí mechanika, dvojice kolmo postavených os, optické enkodéry a jednoduchá digitální logika. Stačilo jen, aby se jeden váleček ušpinil, a celý přesný řetězec začal lhát.
Verdikt: kurzor neposkakoval náhodou. Myš jen přestala přesně cítit stůl
Kuličková myš nebyla „hloupá“ předchůdkyně optické myši. Byla chytré řešení, které dokázalo rozložit libovolný pohyb ruky do dvou os a změnit jej na digitální impulzy. Její slabina byla zároveň její podstatou: všechno záviselo na fyzickém kontaktu.
A tak se jeden z nejběžnějších počítačových problémů své doby dal opravit bez ovladačů, diagnostiky a restartu. Stačilo otočit myš vzhůru nohama a vyčistit dva malé válečky.
Zdroje a metodika
Computer History Museum – The Mouse — Historie Engelbartovy myši, Telefunken Rollkugel a rozšíření rolling-ball konstrukce.
Computer History Museum – Rolling ball mouse for Alto — Xerox PARC a rolling-ball myš pro Alto, cca 1972.
Microsoft Mouse Programmer’s Reference — Dobový materiál Microsoftu popisuje Bus Mouse z roku 1983 s ocelovou kuličkou a dvojicí válečků.
Google Patents – optical-mechanical mouse mechanism — Technický popis kuličky, os X/Y, enkodérových kol, LED a detektorů.
Microsoft – Reliability Primer — Shrnuje výhody optického sledování včetně odstranění potřeby čistit kuličku.
