鼠標結構設計革新要點研究

鄒嘉

摘 要：鼠標結構設計是鼠標工業設計的重要組成部分。隨著鼠標用途的改變和鼠標操作模式在家用產品中逐步淡出，新式鼠標的結構設計成為了鼠標工業設計的首要任務。從市場沿革和發展現狀入手，多維度地分析了鼠標結構的設計要點，并提出了5個鼠標結構設計。

關鍵詞：鼠標結構設計；工業設計；革新要點；MMIW模式

中圖分類號：TP334.2 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）24-0009-02

1993年，高教出版社的計算機課本序言中有一句話：“鼠標和視窗操作是工業設計的過渡產品，學生在學習計算機時，應該著重練習鍵盤操作。”當時，國內不少計算機工作者都認為，鼠標會在短時期內被淘汰。但是，最終給鼠標制造業帶來挑戰的并不是鍵盤指令技術的革新，而是觸屏的發展。當前鼠標視窗操作模式（MMIW）的最大競爭對手是觸屏模式和動作感應模式，所以，捕捉鼠標用戶的應用需求是鼠標產業發展的新動向。

1 鼠標結構設計現狀和問題

傳統鼠標設計的工業目的是，使圖標（ICON）或菜單（MENU）得到可視化焦點（FOCUE），同時，通過點擊鼠標右鍵的方式得到擴展菜單（RCMENU），通過雙擊的方式執行圖標綁定命令，使用單擊的方式完成窗口跳轉，使用拖動的方式改變可視化視窗元件的屬性。MMIW操作模式在長達20年的PC機時代中不斷延續，在這一時期，多鍵鼠標的發展空間比較小。而面對觸屏系統，特別是在十點觸摸技術的支持下，用戶可以用雙手在屏幕上完成鼠標無法實現的功能，而鼠標賴以生存的MMIW操作模式也受到了挑戰。

進入觸屏時代，家用臺式電腦和筆記本電腦的銷量下滑，但是，微型工作站和小型工作站因為云計算系統的普及，銷量迅速提高。以視頻、位圖、三維制作、三維仿真等為目的的小型工作站和微型工作站在中小企業中快速普及，同時，辦公電腦也逐漸普及，甚至絕大多數企業人手配置1臺辦公電腦。所以，鼠標的市場供應方向應該從廉價美觀的家用產品向高性能和高穩定性的商用產品、專用產品發展。針對文字編輯、網站運維、圖形圖像處理和三維操作等用途的多鍵高精度鼠標，也成為了市場新寵。同時，軌跡球式的車載鼠標也成為了當前鼠標市場的主要需求產品之一。

目前，以羅技、愛國者等為代表的專業鼠標設計制造商，均通過改進鼠標結構設計，甚至顛覆式的設計實現鼠標的結構設計革新。鼠標摒棄了MAC風格的一鍵結構設計和WIN風格的三鍵結構設計，逐步向專用化設計方向發展。

2 鼠標結構設計的切入點

電容式觸摸屏技術是利用人體電流感應工作的。電容式觸摸屏是1塊四層復合玻璃屏，玻璃屏的內表面和夾層各涂有1層ITO，最外層是1薄層矽土玻璃保護層。夾層ITO涂層為工作面，4個角上分別引出4個電極，內層ITO為屏蔽層，用來為電容式觸摸屏提供一個良好的工作環境。當手指觸摸在金屬層上時，由于人體電場，用戶和觸摸屏表面形成了一個耦合電容。對于高頻電流，電容是直接導體，于是，手指從接觸點吸走了很小的電流，電流分別從觸摸屏4個角上的電極中流出，并且流經這4個電極的電流與手指到4角的距離成正比。控制器精確計算了這4個電流的比例后，得出了觸摸點的位置。

由此分析，電容屏受手指與電容屏之間接觸面積的制約，其感應精度不可能做到足夠小，并且這種精度無法達到工業設計領域和文本操作領域要求的精度。而在當前基于USB3.0的鼠標操作模式下，像素級別的鼠標操作非常容易實現，特別是在鼠標慢速運動的狀態下，可以實現光電鼠標的高精度判讀。

同時，在操作人員5指操作鼠標的過程中，如果僅操作3鍵鼠標，那么，拇指、無名指和小指是空閑的，且食指操作滾輪和左鍵的頻率遠高于中指操作右鍵的頻率。在這種模式下，通過對鼠標結構的設計，可以使大部分工作站的操作實現“手不離鼠標”的多鍵鼠標操作。羅技公司在多鍵鼠標的設計中表現的較為出色。

3 鼠標結構設計策略

3.1 高精度鼠標設計

高精度鼠標是充分發揮鼠標特長的一種鼠標功能結構設計。它的實現方式主要分為兩種：①基于高密度光柵元件的軌跡球激光機械鼠標設計。這種設計使鼠標可以在慢速狀態下完成4 K以上屏幕的逐像素操作。②使用了高精度攝像捕捉元件的高精度鼠標設計。這種鼠標可以高解析度地完成激光鼠標的逐像素控制。同時，在多鍵支持模式下，當操作者按下拇指位置或其他位置的高解析度鍵時，鼠標周圍的數十個像素點會被軟件放大，方便鼠標高精度移動和選取。也就是說，鼠標的高精度設計包含了硬件實現方式和軟硬件結合的實現方式。

3.2 無聲無光鼠標設計

因為絕大多數高校學生會在宿舍內使用筆記本電腦完成大部分作業，而大學宿舍是公共空間，所以，無聲無光鼠標被廣泛應用于高校宿舍中。使用這種鼠標，學生在夜間和午間進行計算機操作時，不會因為鼠標的聲光衍生污染影響其他同學休息。據統計，無聲無光鼠標的市場需求量占到了市場上鼠標總需求量的三成。

3.3 復合功能鼠標設計

各工作站鼠標的用途各有不同。雖然PC機的普及率較高，但是，企業無法為每一個員工配置高效的10點觸控屏，所以，不少鼠標產品會在背面配置十字鍵或滾輪，直接完成縮放等復雜動作。部分鼠標同時配置了下部視頻定位和頂部滾輪，另外，還配置了十字鍵等輔助定位設備，將其制成了比較復雜的、專門針對某個工程軟件的功能性鼠標。這種鼠標被廣泛應用于位圖處理、視頻制作、動畫制作和三維設計等諸多領域。使用這種鼠標，只需稍加培訓，就能有效提升工作人員的工作效率，所以，越來越多的企業配置該產品。這一情況讓類似于多點觸控技術在MMIW平臺上延伸的技術性結構設計理念得到了發展。