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MOUSE MECCANICO

Il mouse è un dispositivo in grado di inviare un input ad un computer in modo tale che ad un suo movimento ne corrisponda uno analogo di un indicatore sullo schermo detto puntatore. È inoltre dotato di uno o più tasti ai quali possono essere assegnate varie funzioni.

MATERIALE E TECNICHE
DI LAVORAZIONE

Il materiale principale è la plastica termoplastica in particolare l’Acrilonitrile-Butadiene-Stirene (ABS). L’intera scocca e parte degli elementi interni sono stampati ad iniezione di ABS. All’interno oltre alla scheda madre, c’è una sfera si metallo rivestita di una plastica gommosa.

COMPONENTI E FUNZIONAMENTO

La sfera è pesante, per garantire l’appoggio con il piano, e gommata per garantire attrito contro i sensori rotanti posti su due assi ortogonali all’ interno della scocca. C’è una rotella spinta da una molla, che preme la sfera in direzione dei sensori. La rotella (o pulsante centrale) viene tenuta orizzontale proprio dal tasto posto sulla scheda madre, gli scatti della rotella sono dati dalla conformazione del perno. Il tasto destro e sinistro sono dotati di appendici che poggiano sui pulsanti della scheda madre e la loro capacità di tornare su è data dai questi ultimi. L’eccesso di materiale che dai tasti si aggancia sotto la scocca, funge da cerniera per il movimento dei tasti stessi. I mouse di questo tipo, pur avendo il pregio di essere economici, hanno lo svantaggio di sporcarsi molto facilmente con l’utilizzo: la polvere, infatti, tende a incastrarsi nelle rotelle che rilevano il movimento, rendendone l’utilizzo saltellante e impreciso.

MOUSE OTTICO

Tutti credono di sapere come funziona il mouse ottico e la risposta più gettonata è: «con un laser!». Che poi è la stessa risposta alle domande “Come si tolgono i nei?”, “Come si cura la miopia?”, “Come funziona un lettore CD?” e tante altre. In realtà, la stragrande maggioranza dei mouse ottici non usa un laser, ma un semplice LED rosso. Il fatto che i puntatori laser venduti sulle bancarelle siano rossi, dello stesso colore della maggioranza dei mouse, assieme alla parola ottico nel nome del mouse, ha probabilmente creato quest’ambiguità. In realtà ci sono alcuni mouse che utilizzano un laser, ma soltanto come semplice fonte di luce.

LA TELECAMERA

Il componente centrale attorno a cui è costruito l’intero sistema di puntamento è una semplice telecamera. Tutti i sistemi di puntamento ottici utilizzano infatti una telecamera per registrare immagini della superficie su cui li muoviamo, e misurano lo spostamento da un’immagine ad un’altra per capire in che direzione stiamo muovendo il puntatore. Se questa storia non dovesse convincervi, vi illustro questa immagine di un esperimento fatto da un simpatico hacker, che ha realizzato un software per estrarre le immagini registrate dal suo mouse. Molti mouse ottici sono però invisibili, come funzionano? Sebbene siano invisibili ai nostri occhi, risultano estremamente luminosi al sensore utilizzato dal mouse, che funzionerà probabilmente nello spettro dell’infrarosso. Se avete un mouse del genere, provate a puntarlo verso la webcam del vostro computer o la telecamera del vostro smartphone: in genere le telecamere digitali sono in grado di registrare parte dello spettro infrarosso, e vi permetteranno di osservare la luce invisibile del vostro mouse.

L'ALGORITMO

il mouse ottico registra immagini della superficie su cui è posto e le confronta per calcolare lo spostamento. Sebbene questa spiegazione possa essere sufficiente, siamo dei nerd, e vogliamo sapere nel dettaglio come funzionano le cose. E allora addentriamoci nel funzionamento dell’algoritmo. Le immagini riprese sono molto piccole, una quindicina di pixel per lato ognuna, ma contengono minuscoli dettagli e imperfezioni della superficie su cui è posto il mouse. Sebbene tutte le superfici sembrino lisce, osservate nel dettaglio sono fortemente disomogenee. Immaginiamo di muovere il mouse e scattare fotografie della superficie: le immagini acquisite vengono elaborate per coppie, ogni coppia viene utilizzata per calcolare uno spostamento. La tecnica utilizzata per calcolare lo spostamento tra due immagini è nota come correlazione incrociata Ogni immagine può essere associata ad una matrice di numeri, i cui valori che vanno da 0 ad 1 rappresentano l’intensità del colore (le immagini sono acquisite in scala di grigi). Se immaginiamo di sovrapporre due immagini consecutive, shiftate in modo casuale, la correlazione incrociata è la somma totale dei prodotti delle due immagini.

OSSERVAZIONE

Più grandi sono le immagini, maggiori sono gli spostamenti possibili e più lento è il processo, ed è per questo che le immagini acquisite sono così piccole.

Se le immagini fossero perfettamente uguali, ad esempio se utilizzate il mouse su una superficie di vetro, la correlazione assumerebbe il suo valore massimo al centro, ossia per uno spostamento nullo. Ed è per questo che il vostro cursore non si muove quando usate il mouse su superfici troppo lisce. L’utilizzo del laser, al posto di un semplice LED, come fonte di illuminazione, permette di risolvere il problema delle superfici lisce grazie all’elevatissimo contrasto generato. Risulta anche chiaro adesso il motivo per cui il mouse non funziona più quando lo solleviamo leggermente dalla scrivania: la lente utilizzata per acquisire le immagini è costruita per focalizzare i dettagli della superficie quando il mouse è poggiato su di essa. Se solleviamo il mouse le immagini risulteranno sfocate, prive di dettagli, e la correlazione fallirà miseramente.