עכבר (מחשב)

עכבר הוא אמצעי קלט מסוג "אמצעי הצבעה", המאפשר למשתמש במחשב לשלוט בתנועות סמן על צג המחשב ולבצע פעולות שונות בממשק המשתמש של תוכנות המחשב. להבדיל מהפעלת המחשב באמצעות מקשי המקלדת, מאפשר העכבר הפעלה של המחשב על פי דימוי תנועות ידו של המשתמש במרחב על גבי מרקע המחשב.
העכבר הוא אמצעי חומרה קטן, הכולל אמצעי מכני או אופטי לזיהוי תנועת העכבר על גבי המשטח שעליו הוא מונח, וכן מספר כפתורים (שניים בדרך כלל). תנועת העכבר על המשטח מתורגמת בדרך כלל לתנועה של מצביע במישור הצג (המסך).
עכבר המחשב קיבל את שמו הודות לגודלו וצורתו, שיחד עם החוט המחבר אותו למארז המחשב מזכירים את העכבר החי.

היסטוריה

העכבר הומצא בשנת 1963 על ידי דאגלס אנגלברט ממכון המחקר של סטנפורד (בשנת 1997 הוענק לאנגלברט פרס טיורינג, על תרומה זו ואחרות לפיתוח ממשק המשתמש). זה היה עכבר מגושם יחסית לעכבר בן ימינו, ובעל מנגנון שונה מעט: זיהוי תנועת העכבר נעשה באמצעות שני גלגלים שהיו בתחתיתו. בגרסה מאוחרת יותר, שפותחה בתחילת שנות ה-70 על ידי ביל אינגליש מזירוקס פארק, הוחלפו הגלגלים בכדור. מאוחר יותר הוחלף הכדור במנגנון המזהה את תנועת העכבר באופן אופטי, על ידי חיישן בתחתית העכבר. שכלול נוסף בעכבר הוא החלפת החוט המחבר אותו למחשב בחיבור באמצעות קשר אלחוטי, הופך את השימוש לנוח יותר.
שימוש מסחרי ראשון בעכבר נעשה בסוף שנות השבעים במחשב "זירוקס סטאר" של חברת זירוקס. בעקבות זאת שילבה חברת Apple עכבר במחשב "ליסה" מתוצרתה. שני מחשבים אלה נכשלו מבחינה מסחרית. רק עם יציאתו לשוק של מחשב "מקינטוש" בשנת 1984 זכה העכבר לראשונה להצלחה מסחרית ולאחר מכן הפך לחלק בלתי נפרד מממשק המשתמש הגרפי (יותר מעשרים שנה חלפו, אם כן, מהמצאת העכבר ועד להפיכתו למכשיר נפוץ).

תנועת העכבר

ישנם ארבעה סוגים עיקריים של חיישני תנועה המותקנים בדגמי עכבר שונים:

עכבר מכני

דגמי העכבר הקדומים ביותר כונו עכברים מכניים. מנגנון הפעולה של עכבר זה התבסס על כדור גלילה פלסטי בתחתיתו של העכבר המתגלגל כאשר העכבר זז על גבי משטח. כדור זה מסובב שתי גלגלות אנכיות זו לזו, האחת עבור ציר ה-X והשנייה עבור ציר ה-Y. בקצה כל גלגלת מצויה דיסקה פלסטית מצופה בפסי מתכת. זרוע מתכת חיצונית נגעה בדיסקה וכך נפתח ונסגר מעגל חשמלי כאשר הגלגלת הסתובבה. על ידי ספירת הפולסים החשמליים ניתן לעקוב אחרי תנועת העכבר. עכברי מחשב מסוג זה אינם נמצאים בשימוש כבר זמן רב.

עכבר אופטו-מכני

המגע החשמלי בין הדיסקה לבין זרוע המתכת היה מקור לתקלות רבות בעכברים המכניים ופגע באמינותם ואורך חייהם. כדי לשפר את פעולת העכבר הוחלף מנגנון החישה החשמלי במנגנון אופטי. כדור הגלילה נשאר בעכברים האופטו-מכניים כפי שהיה בעכברים המכניים שקדמו להם, אלא שבמקום פסי מתכת היו זרועים שולי הדיסקה בנקבים רדיאליים המאפשרים מעבר אור. מצד אחד של הדיסקה ישנה דיודה המאירה באור תת אדום ובצדה השני מצוי חיישן. כאשר הדיסקה מסתובבת, החיישן קולט את הבזקי האור ועל פי תדירותם מחושבת תנועת העכבר. עכברים אלו החליפו לחלוטין את העכברים המכניים בראשית שנות ה-90.

עכבר אופטי

כדור הגלילה בעכברים המכניים והאופטו-מכניים היה אף הוא מקור תקלות והגביל את אופן השימוש בעכבר. הכדור והגלגלות צברו לכלוך ואבק רבים במהלך תנועתם, וכן הוא היה זקוק למשטח בעל מקדם חיכוך גבוה מספיק כדי להבטיח תנועה חלקה של הכדור.
העכבר האופטי, שיצא לשוק לראשונה בשנת 1999, ביטל את הצורך בכדור ובכל מנגנון מכני אחר לצורך חישת התנועה, על ידי שימוש בחיישן תנועה אופטי המבוסס על צילום המשטח עליו נע העכבר. דיודה מאירה פולטת אור אדום המאיר על המשטח, וחיישן CMOS מצלם את המשטח בין 800 ל-1,500 פעם בשנייה (בהתאם לדגם). שבב עיבוד אותות קולט את התמונה ומחשב על פי השינוי בתמונה לאיזה כיוון ובאיזו מהירות נע העכבר.
העכברים האופטיים הראשונים שיצאו לשוק היו מוגבלים לסוגי משטח מיוחדים, והיו בעלי רגישות לתנועה הפחותה מזו של העכברים האופטו-מכניים. בעקבות השיפור בכוח החישוב של שבבי מחשב, הוחלפו שבבי עיבוד האותות בדגמים מהירים ומשוכללים יותר וכיום העכברים האופטיים הם בעלי דיוק הדומה לזה של העכברים האופטו-מכניים, ומסוגלים לפעול כמעט על כל משטח.

עכבר לייזר

בשנת 2004 השיקה חברת Logitech ביחד עם חברת Agilent Technologies את Logitech MX-1000.
עכבר זה היה העכבר הראשון שהשתמש בקרן לייזר במקום בנורת ה־LED בעכברים האופטיים.
החברות טוענות לשיפור ברמת הדיוק עד פי 20 לעומת עכברים אופטיים רגילים.

עכברים חליפיים וחלפי עכברים

אנשים עם לקויות שונות בידיים עשויים שלא להצליח להשתמש ביעילות בעכברים המיוצרים עבור הציבור הרחב. יש דרכים להפעיל מחשב סטנדרטי בעזרת המקלדת בלבד ויש תוכנות שיכולות להפוך הפעלת מחשב כזו לנוחה. אולם חלק גדול מהאנשים שהעכבר אינו נגיש להם, מתקשים גם בהפעלת מקלדת מחשב סטנדרטית. אחד הפתרונות לאנשים אלה הוא להפעיל את המחשב בעזרת עכבר חליפי בלבד או בעזרת חליפי עכבר. כדי לעשות זאת הם נעזרים במקלדת מסך וירטואלית (ראה מקלדת מחשב).
עכברים חליפיים וחלפי עכברים יכולים גם לשמש אנשים חסרי לקויות בסביבות עבודה בהן אין מקום לעכבר ולמשטח של העכבר או עבור משימות שקל יותר לבצע דווקא עם עכבר חליפי או תחליף עכבר.
עכבר חליפי הוא מכשיר שעיקרון פעולתו זהה לעכבר הרגיל אך צורתו מותאמת לשימוש אחר. דוגמה: עכבר "ארגונומי" שהוא עכבר שמונע פציעת תנועה חזרתית מאומצת אצל המשתמש בו. עכבר כזה מעוצב באופן שמאפשר לאחוז בו באופן המומלץ על ידי מומחים לריפוי בעיסוק. חלפי עכבר הם מכשירים שעיקרון פעולתם שונה מזה של העכבר אך הם יכולים לעשות את תפקיד העכבר בהפעלת המחשב. דוגמאות: עכבר אנכי, משטח נגיעה, Trackball, מסך מגע, Head Pointer, מוט הנעה. חלק מהעכברים החליפיים וחלפי העכברים המשמשים אנשים עם לקויות הם מכשירים שגם אנשים בלי לקויות עשויים להשתמש בהם כגון משטח נגיעה ומסך נגיעה. אחרים שימושיים רק עבור אנשים עם לקויות וזה אחד התנאים להגדרתם כפריטי טכנולוגיה מסייעת.
במחשבים ניידים משמש משטח נגיעה כתחליף לעכבר, אך ניתן לחבר אליהם גם עכבר רגיל.
במחשבי לוח בוטל הצורך בעכבר, וממשק המשתמש מבוסס על מסך מגע. בעקבותיהם נפוץ השימוש במחשבים עם מסך מגע, שבהם ניתן להזין קלט למחשב בעכבר ובמסך מגע, כרצון המשתמש.

מערכת מתגים כתחליף עכבר

מערכת מתגים להפעלת המחשב עשויה להוות תחליף עכבר אם המחשב מצויד ב"מערכת סריקה". מערכת מתגים מכילה בין מתג אחד לארבעה המוצבים במקומות בהם נכה תנועה קשה יכול ללחוץ עליהם. נכה תנועה קשה יכול להפעיל, למשל, מתג אחד בלחיצה עם ראשו על הצד הימני של משענת הראש של כיסא הגלגלים, מתג שני בלחיצה על הצד השמאלי של אותה משענת, מתג שלישי בלחיצה אחורנית ומתג רביעי במשיכת הגבות מעלה. יש גם מתגי קירבה שלא דורשים לחיצה מלאה אלא רק קירוב של גוף המשתמש למתג ומתגי נשיפה.
סמן מערכת הסריקה דומה לסמן העכבר. סמן מערכת הסריקה של אדם השולט במחשב בעזרת מתג בודד עובר מאיצבוע על צלמית אחת לחברתה על פי סדר קבוע וכשהסמן נמצא על הצלמית שעליה רוצה המשתמש ללחוץ, המשתמש מפעיל את המתג. המתג הבודד מקביל בפעולתו לכפתור העכבר השמאלי ותנועת הסמן האוטומטית מקבילה לתנועת העכבר. משתמש השולט בשני מתגים יכול להשתמש במתג אחד כמתג הבחירה ובמתג השני כדי לזרז את תנועת הסמן או כדי לשנות את כיוונה. ככול שנוספים מתגים הופך תהליך הסריקה לנוח ומהיר יותר אולם הוא לעולם אינו משתווה לנוחות שבהפעלת עכבר על ידי אדם חסר לקות.