Введение

Трекбол — это устройство указания, состоящее из шара, удерживаемого в гнезде с датчиками для определения вращения шара по двум осям — как перевернутая мышь с выступающим шаром. Пользователи вращают шар, чтобы перемещать указатель на экране, используя большой палец, пальцы или ладонь, а кончиками пальцев нажимают кнопки. В большинстве трекболов оператору необходимо отрывать палец, большой палец или руку от шара и возвращать их для продолжения вращения, в то время как для продолжения работы с мышью её нужно поднимать и переставлять. Некоторые трекболы имеют заметно низкое трение и изготовлены из плотного материала, например, фенольной смолы, что позволяет раскручивать их для инерционного движения. Расположение кнопок трекбола может быть аналогично мыши или настроено пользователем. Большие трекболы часто используются на рабочих станциях для САПР, обеспечивая высокую точность. До появления тачпада небольшие трекболы были распространены в портативных компьютерах (например, BlackBerry Tour), где не было места для мыши. Некоторые компактные "трекболы для большого пальца" крепятся к клавиатуре и имеют встроенные кнопки, выполняющие те же функции, что и кнопки мыши.

История

Трекбол был изобретен как часть радиолокационной системы отображения информации, разработанной после Второй мировой войны и названной Comprehensive Display System (CDS) Ральфом Бенджамином, когда он работал в Научной службе Королевского военно-морского флота Великобритании. Однако был построен только прототип с использованием металлического шара, катящегося по двум резиновым колесам. В серийных версиях CDS использовались джойстики. Система CDS также была изучена рядом инженеров из Ferranti Canada, которые вернулись в Канаду и в 1952 году начали разработку системы DATAR для Королевского канадского флота. Главные конструкторы Том Кранстон, Фред Лонгстафф и Кенион Тейлор выбрали трекбол в качестве основного устройства ввода, используя стандартный шар для боулинга с пятью пальцами в качестве ролика. DATAR был концептуально похож на дисплей Бенджамина, но использовал цифровой компьютер для вычисления траекторий и отправлял полученные данные другим кораблям в группе с помощью радиосигналов с импульсно-кодовой модуляцией. В трекболе DATAR для определения движения использовались четыре диска, по два для осей X и Y. Несколько дополнительных роликов обеспечивали механическую поддержку. При вращении шара диски считывания вращались, а контакты на их внешнем ободе периодически замыкались с проводами, генерируя выходные импульсы при каждом движении шара. Подсчитывая импульсы, можно было определить физическое перемещение шара. С 1966 года американская компания Orbit Instrument Corporation производила устройство под названием X Y Ball Tracker – трекбол, который встраивался в радиолокационные пульты управления полетом. Аналогичное устройство для трекбола было создано в Германии командой из Telefunken Konstanz в рамках разработки компьютерной инфраструктуры Telefunken, включающей основной блок Telefunken TR 440, процессорный компьютер TR 86 и видеотерминал SIG 100 86, разработка которой началась в 1965 году. В более поздних моделях трекболов электрические контакты были заменены оптическим диском с прорезями вместо электрических контактов. Светодиод с одной стороны и оптический датчик с другой обеспечивали периодическую блокировку и разблокировку светового луча при вращении диска, генерируя электрические импульсы, указывающие на вращение. Мыши использовали ту же базовую систему для определения движения, но имели проблему с контактом шара со столом или ковриком для мыши. Для обеспечения плавного движения шары часто покрывались антискользящим покрытием, которое по замыслу было липким. При перемещении мыши она собирала грязь и заносила ее в систему, где она засоряла диски, требуя очистки. В отличие от этого, трекбол контактирует только с рукой пользователя, которая обычно чище. В конце 1990-х годов как мыши, так и трекболы начали использовать прямое оптическое отслеживание, которое следило за точками на шаре, устраняя необходимость в антискользящем покрытии. Как и современные мыши, большинство трекболов теперь оснащены вспомогательным устройством, предназначенным в основном для прокрутки. Некоторые имеют колесо прокрутки, как у большинства мышей, но наиболее распространенным типом является «кольцо прокрутки», которое вращается вокруг шара. SlimBlade Trackball от Kensington также отслеживает сам шар в трех измерениях для прокрутки. В 2020-х годах два крупных производителя, Logitech и Kensington, разрабатывают и производят трекболы для потребителей, хотя Logitech сузила свою продуктовую линейку до двух моделей. Другие небольшие компании время от времени предлагают трекболы в своей продукции. Microsoft производила популярные модели, включая The Microsoft Trackball Explorer, но прекратила производство всех своих продуктов. В сентябре 2017 года Logitech объявила о выпуске MX Ergo Mouse, который был выпущен через 6 лет после последней мыши с трекболом.

Специальные приложения

Большие трекболы иногда встречаются на специализированных компьютерных рабочих станциях, таких как радиолокационные консоли в диспетчерской службе управления воздушным движением или гидролокационное оборудование на кораблях и подводных лодках. В современных установках подобного оборудования вместо них могут использоваться мыши, поскольку большинство людей уже умеют ими пользоваться. Однако военные мобильные радиолокационные станции противовоздушной обороны, коммерческие авиалайнеры (такие как Airbus A380 и Airbus A350) и подводные гидролокаторы, как правило, продолжают использовать трекболы, поскольку их можно сделать более прочными и подходящими для быстрого использования в экстренных ситуациях. Большие и качественно изготовленные трекболы обеспечивают более точную работу, поэтому они все еще могут применяться в этих областях (где их часто называют "трекер-шарами") и в системах автоматизированного проектирования. Трекболы появились в видеоиграх, особенно в ранних аркадных автоматах (см. Список аркадных игр с трекболом). В марте 1978 года Sega выпустила World Cup, футбольный симулятор с управлением трекболом. В октябре 1978 года Atari выпустила Atari Football, которая популяризировала использование трекбола, а разработчики игры упоминали, что она была вдохновлена более ранней японской футбольной игрой. Среди других известных игр с трекболом – Atari's Centipede и Missile Command, для которой Atari зарегистрировала торговую марку "TRAK BALL". Консольные трекболы, сейчас довольно редкие, были распространены в начале 1980-х годов: консоли Atari 2600 и 5200, а также конкурирующая ColecoVision, хотя и использовали джойстик в качестве стандартного контроллера, имели трекбол в качестве опционального периферийного устройства. В Apple Pippin, консоли, представленной в 1996 году, трекбол был встроен в геймпад в качестве стандартной комплектации. Трекболы иногда использовались в киберспорте до широкого распространения оптических мышей в начале 2000-х годов, поскольку они были надежнее механических мышей, но сейчас они крайне редки, поскольку оптические мыши обеспечивают более высокую скорость и точность. Позднее, в 1996 году, Mad Catz выпустила Panther XL, основанную на Assassin 3D. Эта комбинация обеспечивает прицеливание двумя руками, высокую точность и стабильность, заменяя традиционное сочетание мыши и клавиатуры, обычно используемое в играх жанра шутер от первого лица. Многие такие игры изначально поддерживают джойстики и аналоговое управление игроком, например Half-Life от Valve и серия Quake от id Software. По состоянию на 2020 год один профессиональный киберспортсмен был известен использованием трекбола. Трекболы используются в качестве устройства указания в некоторых публичных интернет-терминалах. В отличие от мыши, трекбол легко встраивается в корпус устройства и его сложно оторвать или повредить. Два примера – интернет-киоски в некоторых ресторанах McDonald's в Великобритании и общедоступные телефонные будки BT Broadband Internet. Эта простота и надежность также делают их идеальными для использования в промышленных компьютерах. Поскольку трекболы для персональных компьютеров стационарны, они могут требовать меньше места для работы, чем мышь, что упрощает их использование в ограниченном или загроможденном пространстве, например, на небольшом столе или в стойке с оборудованием. По той же причине они обычно предпочтительнее в лабораторных условиях. Трекболы часто включались в состав ноутбуков, но с конца 1990-х годов их заменили тачпады и тачстики. Трекболы по-прежнему используются как отдельные устройства ввода со стандартными настольными компьютерами, но это применение также постепенно переходит к тачпадам из-за широкого распространения многоточечного управления жестами в новых настольных операционных системах.

Эргономика

Люди с ограниченной подвижностью используют трекболы как вспомогательное устройство ввода. Доступ к альтернативному устройству указания стал для них еще более важным в связи с доминированием графически ориентированных операционных систем. Существует множество альтернативных систем, которые стоит рассмотреть. Поверхность управления трекболом легче контролировать, а кнопки можно активировать, не изменяя положение курсора. Пользователи трекболов часто отмечают, что им не обязательно использовать устройство на плоской поверхности стола. Трекболы можно использовать, просматривая ноутбук в постели или подключаясь по беспроводной сети из кресла к компьютеру, воспроизводящему фильм. Они также полезны при работе на лодках или других неустойчивых платформах, где качка может вызывать нежелательные действия. Трекболы обычно управляются большим пальцем – шаром диаметром около дюйма или меньше, перемещаемым одним пальцем (обычно большим), а кнопки нажимаются другими пальцами, – или пальцами – шаром диаметром более двух дюймов, перемещаемым средними пальцами, а кнопки – большим и мизинцем. Пользователи выбирают тот или иной формат из соображений удобства, мобильности, точности или для снижения нагрузки на руку и запястье. Большинство, но не все, моделей с управлением пальцами имеют симметричную конструкцию, что позволяет использовать их обеими руками, в то время как модели с управлением большим пальцем по своей природе асимметричны или предназначены для определенной руки, что позволяет держать самые маленькие модели в воздухе. Трекболы с управлением большим пальцем обычно не выпускаются в левосторонней конфигурации из-за низкого спроса. Некоторые пользователи предпочитают трекбол обычной мыши из-за эргономических преимуществ. На данный момент нет убедительных доказательств, полученных в результате исследований, которые бы однозначно определяли, какой тип устройства указания лучше всего подходит для большинства задач. Пользователям рекомендуется тестировать различные устройства, а также соблюдать правильную осанку и делать регулярные перерывы для комфорта. Некоторым людям с ограниченными возможностями трекболы кажутся более удобными, поскольку им нужно перемещать только большой палец относительно руки, а не всю руку, в то время как другие испытывают чрезмерную усталость большого пальца. Пожилым людям иногда трудно удерживать мышь неподвижно при двойном щелчке; трекбол позволяет отпустить шар во время нажатия кнопки. В тех случаях, когда пользователь просматривает меню или веб-сайты, а не печатает, трекбол можно держать в правой руке, как пульт дистанционного управления телевизором, перемещая шар большим пальцем правой руки и нажимая кнопки большим пальцем левой руки, что позволяет отдохнуть остальным пальцам.

Мобильные устройства

Некоторые мобильные устройства оснащены трекболами, включая модели BlackBerry, T Mobile Sidekick 3 и многие ранние смартфоны HTC. Эти миниатюрные трекболы разработаны так, чтобы помещаться в корпусе мобильного устройства, и управляются кончиком пальца или большим пальцем. В большинстве современных смартфонов трекболы были заменены сенсорными экранами, хотя в линейке BlackBerry их сначала заменили на "оптический трекбол" или "оптическую сенсорную панель", а затем и на сенсорные экраны.

На мышах

Вместо колеса прокрутки некоторые мыши оснащены крошечным трекболом, который иногда называют шариком прокрутки. Популярным примером является Mighty Mouse от Apple. Мыши с большим трекболом сбоку могут быть предназначены для стационарного использования, когда для перемещения курсора мыши используется трекбол, а не перемещение самой мыши.