Historia de los ratones de ordenador y tipos de ratones

El 9 de diciembre se considera el cumpleaños del ratón de ordenador: fue en esta fecha hace casi 50 años, en 1968, cuando Douglas Engelbart presentó el ratón de ordenador al público en la Conferencia de Dispositivos Interactivos de San Francisco. Y desde entonces, ha sido el ratón más omnipresente: incluso hoy, con la proliferación de los touchpads, las pantallas táctiles y los dispositivos activados por voz, el ratón suele ser un elemento fijo en los PC y los ordenadores portátiles. En general, hay suficientes razones para ello: está la facilidad de uso (no es necesario memorizar varios gestos con 3-4 dedos; lo más complicado de saber: el doble clic), y la máxima precisión (si quieres puedes dar con el píxel correcto del monitor – hacerlo en un touchpad o una pantalla táctil es algo fuera de lugar). En consecuencia, el ratón no va a morir, y aunque con el tiempo se pierda su cola, al igual que el VGA con conector de audio de 3,5 mm, existirá durante mucho tiempo (aunque bastantes empresas quieran eliminarlos del mercado). Pero empecemos por el principio: con la historia del primer ratón.

La historia del ratón de ordenador

En 1961, Engelbart, sentado en una conferencia sobre gráficos de ordenador (sí, los gráficos aparecieron para los superordenadores décadas antes que para los ordenadores personales), se preguntó: ¿cómo gestionar convenientemente los elementos gráficos en el monitor? Sin gráficos (con una interfaz de salida de texto) un teclado era más que suficiente, pero no era muy práctico manejar elementos dispersos por toda la pantalla (aunque, en principio, es posible incluso ahora – Windows 10 se controla perfectamente, pero muy lentamente, sólo con un teclado). La idea que se le ocurrió era extremadamente sencilla: esencialmente, cualquier pantalla es una matriz bidimensional de píxeles, cada uno de los cuales tiene su propia coordenada en dos ejes perpendiculares (llamémoslos X e Y). Puedes tener un marcador de cursor en la pantalla, que te permite manipular el objeto en la pantalla que está debajo. ¿Pero cómo controlamos el cursor? Hacemos dos discos y cada disco es responsable del movimiento en cada eje. No es difícil leer los datos de cada rueda (puedes redondear el valor de Pi para que no importe realmente) y el resultado es que a partir de dos ruedas y unos palos con un simple microprocesador obtienes el dispositivo que se denomina en la patente como «indicador de posición XY para sistema de visualización». La patente propiamente dicha se solicitó en 1967, pero no se concedió hasta 1970.

Presentado en 1968, el ratón tenía este aspecto:

Parecía un ratón moderno, pero tenía tres botones y pesaba como una plancha. Pero en aquel entonces, este dispositivo no funcionaba: en primer lugar, para que la precisión fuera buena, el controlador del ratón tenía que contar los movimientos al menos diez veces por segundo, de lo contrario podrías pasar por alto fácilmente un botón (como referencia, los ratones modernos tienen una tasa de sondeo de 125-1000 Hz, es decir, 125-1000 veces por segundo). Pero entonces el propio chip del ratón se rindió: eran finales de los años 60 y las frecuencias de los microprocesadores ni siquiera eran de megahercios, sino de decenas o cientos de kilohercios. Como resultado, se decidió hacer el truco: obviamente, necesitábamos obtener datos sobre cuánto se había desplazado una rueda en 100 ms. Por defecto, el punto inicial de cada movimiento es el punto final del anterior. Entonces, ¿por qué cargar al controlador con cálculos como (coordenada final)-(coordenada inicial) si puedes poner a cero la coordenada inicial cada vez? En este caso, lo único que tenemos que hacer es desplazar el cursor en la pantalla en el número de píxeles que corresponde a la coordenada final del movimiento, y estos datos podrían ser fácilmente calculados por el controlador del ratón. Pues bien, la primera coordenada tras el inicio del sistema se tomaba en el centro de la pantalla, por eso incluso ahora, tras el arranque del sistema, el cursor del ratón está en el centro de la pantalla.

Sin embargo, el principal problema del ratón Engelbart ni siquiera era ése: las ruedas podían girar estrictamente en horizontal o en vertical, por lo que podías moverte por la pantalla en vertical o en horizontal; no había movimiento en diagonal. Al final, era ciertamente más rápido navegar por los elementos en una pantalla que en un teclado, pero todavía estaba lejos de ser cómodo.

Bill English pudo arreglar ese desafortunado defecto, sólo 2 años después de que Engelbart sacara su patente, en 1972. Por cierto, era el ayudante de Engelbart, y le sugirió que utilizara un accionamiento de bola que los militares llevaban utilizando desde 1952: era una bola de bolos normal y corriente unida a un complejo sistema de hardware, y la rotación de la bola hacía que el cursor se moviera en la pantalla. Por supuesto, no había ningún problema en mover el cursor en diagonal, pero a Engelbart le parecía poco eficaz.

Finalmente English, molesto por tal decisión de su jefe, se fue a trabajar a Xerox, donde introdujo un ratón de trabajo con bola en 1972. Decidiendo que era inconveniente controlar la bola directamente, la colocó dentro del ratón e hizo que dos rodillos se encargaran de su rotación en ambos ejes. Para determinar el ángulo de rotación de cada rodillo, utilizó originalmente un codificador de contacto (como en el esquema militar de 1952): era un disco con pistas metálicas espaciadas equitativamente en él y tres clavijas presionadas contra él. Al girar el rodillo, el disco giraba y el contacto entraba y salía, lo que te permitía saber en qué dirección y cuánto giraba el rodillo:

Esto resolvió el problema básico de sólo dos ejes, pero introdujo una serie de otros problemas. En primer lugar, la bola rodaba por la mesa y recogía rápidamente la suciedad y el polvo, haciendo que los rodillos se ensuciaran y se atascaran. En segundo lugar, los contactos de los codificadores se oxidaban rápidamente y se desgastaban, lo que también afectaba a la precisión. Pero los problemas más importantes eran el coste y el hecho de que las interfaces gráficas no existían, por lo que sólo se utilizaban dentro de las empresas, pero el primer PC con ratón no salió a la venta hasta 1981 (era el Xerox 8010), y el ratón costaba 400 dólares (más de 1000 dólares al cambio actual). Por supuesto, a ese precio, el ratón fue un fracaso: la gente estaba acostumbrada a trabajar sólo con teclados y no veía el sentido de utilizar interfaces gráficas, especialmente si querías un ratón a un precio comparable al de un PC entero.

Sin embargo, a Steve Jobs le gustaba mucho el ratón y en 1983 apple presentó un ratón para su ordenador Lisa. Sabiendo muy bien que incluso por 100 dólares este producto sería un fracaso, los ingenieros de apple hicieron lo realmente imposible: ¡el precio se redujo a tan sólo 25 dólares! Así, por desgracia, hubo que sacrificar botones: se quedó en uno solo (y, por cierto, sigue siendo así en apple). El producto tuvo éxito y, junto con la creciente difusión de las interfaces gráficas, los ratones también empezaron a desarrollarse y a cambiar, así que de eso hablaremos.

Accionamiento de bola con codificador óptico

Entonces, la comunidad mundial decidió que era necesario un ratón. Pero el ratón inglés tenía bastantes de los problemas que he descrito anteriormente. El hecho de que la pelota se ensuciara no era un gran problema: era fácil sacarla, limpiarla y retíralo.. Pero el hecho de que el codificador de contactos fallara con el tiempo era un problema importante: no se puede sustituir sin más, era el elemento más básico del ratón. Finalmente se decidió utilizar un codificador óptico. Su esencia es que ahora no había contactos sino ranuras en un disco, y frente a ellas había fotodiodos. Por consiguiente, al girar, la luz pasaba por las ranuras o no pasaba, lo que permitía estimar de nuevo en qué dirección y cuánto había girado el rodillo:

Como ya no había fricción, desapareció el problema de la abrasión y la oxidación de los contactos, y el ratón existió en esa forma al menos hasta principios de los años noventa (y en algunos lugares se sigue utilizando hoy en día).

Ratones ópticos de primera generación

Mucha gente piensa que los ratones ópticos son un invento del siglo XXI. De hecho, sólo tiene 10 años más que el ratón inglés: el primero apareció en 1982, pero no fue muy popular: el problema era que requería una alfombrilla especial con una rejilla, que reflejaba la luz de un diodo y era captada por un sensor del ratón, y era fácil seguir el movimiento en la rejilla. El segundo problema era su elevado precio, muchas veces superior al de los ratones de bola, que además funcionaban con casi cualquier superficie. Pero los ratones ópticos tenían sus ventajas: en primer lugar, la mayor precisión: mientras que en el caso de los codificadores había numerosas transmisiones de impulsos (mesa – rueda – rodillo – codificador), lo que reducía bastante la precisión y la velocidad máxima de desplazamiento del manipulador, y como resultado, era difícil acertar con una cruz o un enlace, pero las acciones más precisas (o rápidas) eran difíciles, en el caso de los ratones ópticos la precisión era de un par de píxeles, lo que hacía más cómodo el trabajo con gráficos. Y además, los ratones ópticos eran más fiables: no hay que limpiar nada, y hay menos posibilidades de que se rompan, ya que no hay elementos mecánicos.

Ratones ópticos con sensor matricial

Ahora llegamos a la actualidad: si vas a cualquier tienda de electrónica, es probable que encuentres estos ratones en el segmento de gama baja (se diferencian de los ratones láser en la retroiluminación visible del sensor, pero más adelante se habla de ello). ¿Cómo funcionan estos ratones? Pues es sencillo: el ratón tiene una cámara de vídeo ultrarrápida capaz de tomar cientos o miles de fotos por segundo, y el microcontrolador las compara y determina la dirección y la cantidad de movimiento del ratón. La cámara utiliza una iluminación de contraste -normalmente roja- para facilitar su uso. La principal ventaja con respecto a la primera generación de ratones ópticos es que no se necesita una alfombrilla especial y, en teoría, el ratón funciona en cualquier superficie, incluso en el cristal (aunque, por supuesto, la máxima precisión se consigue en las alfombrillas).

Ratón láser

Los más modernos y caros son los ratones láser. Funcionan de forma similar a los ratones ópticos: sigue habiendo una cámara de vídeo ultrarrápida, pero la superficie ya no está iluminada por un LED, sino por un láser semiconductor, y el sensor está ajustado para captar sólo su longitud de onda:

Esto permite una precisión aún mayor: hasta varios miles de ppp. En general, los usuarios normales no necesitan estos ratones, pero los jugadores los aprecian porque les permiten «disparar el píxel».

Ratón de inducción

Otro tipo de ratón que se puede denominar pseudoinalámbrico: no requieren una conexión física con el PC y, a diferencia de los ratones inalámbricos convencionales, tampoco necesitan pilas; sin embargo, requieren una almohadilla especial, y el propio ratón se alimenta por inducción (hay una bobina en el interior del ratón, y en esta bobina aparece una corriente eléctrica bajo la acción de un campo magnético alterno de la almohadilla). Las ventajas de estos ratones son obvias: obtienes un ratón inalámbrico y no hay problemas de pilas o drenaje de las mismas. Por otro lado, sólo puedes trabajar en la alfombrilla del ratón, lo que no es conveniente para todos.

Ratones giroscópicos

Se explica por sí mismo: en este caso, el ratón se aleja de un ratón convencional y tiene un giroscopio en su interior que permite al dispositivo navegar en el espacio tridimensional. Para un sistema en el que todo es plano es bastante inútil, pero para el modelado 3D o los juegos te permite manipular objetos en el espacio sin usar el teclado.

Ratones ergonómicos

Desde los años 90 los ratones no han cambiado mucho de aspecto – son pequeñas barras rectangulares u ovaladas con un engrosamiento en el centro, 1-2 botones y una rueda en el borde superior – en realidad no podría escribir eso, todo el mundo sabe cómo son los ratones. Sin embargo, no hace mucho tiempo empezaron a aparecer ratones que parecen cualquier cosa menos un ratón, del tipo de las pirámides con botones en el lateral:

¿Qué sentido tienen? La idea es que dicho agarre es más cómodo y habitual para la mano humana, lo que puede permitir evitar el dolor de manos de algunas personas durante un largo tiempo de uso del ratón, y aumentar la precisión. En la práctica, por supuesto, todo es individual, pero todo el mundo debería probarlo: es posible que te guste un ratón tan poco convencional.

Y ahí se acaba la historia y el diseño de los ratones de ordenador: sorprendentemente, en 50 años la humanidad no ha inventado nada más cómodo y sencillo. Quizá todo esto cambie en el futuro, pero por ahora puedes acariciar a tu bicho con cola (o sin cola) en el escritorio y desearle un feliz 49º cumpleaños.