[Перевод] Крутящийся шар: история трекбола

Трекбол старше мыши, а поблагодарить за него мы должны канадских военных

Прежде чем аркадные автоматы для боулинга позаимствовали нечто от трекбола, изобретатели трекбола, как оказалось, позаимствовали нечто от настоящего боулинга. В частности, от его канадской разновидности под названием 5-pin bowling («пятикегельный боулинг»).

В отличие от огромных булыжников, обычно бросаемых в американских боулингах, в пятикегельном используется шар диаметром около 13 сантиметров — больше, чем шар для skee-ball (диаметром 7,5 см), и примерно размером с шар, используемый в duckpin bowling. Однако в 5-pin bowling играют пятью кеглями, а не десятью (отсюда и название).

Это довольно интересный факт об объекте, разработанном в 1950-х и ставшем источником вдохновения для создания множества других устройств. Это устройство было насквозь канадским — его проект от лица ВМС Канады разрабатывала Ferranti Canada в рамках гораздо более крупного проекта — военной информационной системы под названием Digital Automated Tracking and Resolving (DATAR).

Шаг для пятикегельного боулинга приобрёл вторую жизнь как первый трекбол.

DATAR представлял собой один из самых амбициозных проектов зарождающейся компьютерной отрасли Канады того времени. Он был сложной машиной, позволявшей кораблям обмениваться друг с другом данными радаров и сонаров. Машина была придумана исследователем ВМФ Джимом Белеа, который воспользовался неудачным совещанием Ferranti и ВМФ для представления своей идеи. Согласно статье 1994 года в IEEE, Ferranti была крайне впечатлена идеей Белеа.

«Нашей группе показалось, что Белеа придумал очень стоящую вещь. Это был первый шаг к реализации концепции „кнопочной войны“. Лейтенант Белеа обогнал своё время на 15 лет, и сэр Винсент де Ферранти, а также другие члены группы были с ним на одной волне», — рассказывал сотрудник компании Кеньон Тейлор.

Учитывая время производства и свою масштабность, DATAR был очень сложной системой, интегрирующей в одной машине множество современных технологий. Согласно сайту History of Computers Георгия Далакова, в прототипе устройства использовалось 30 тысяч электронных ламп, а благодаря памяти на магнитных барабанах она могла хранить до 500 объектов.

Ранний прототип первого трекбола. Обратите внимание на полоски на шаре. (Из Engineering Technology and History Wiki)

Эта машина имела экран радара, и управление этим экраном выполнялось при помощи шара для пятикегельного боулинга. Изобрели устройство Том Крэнстон и Фред Лонгстафф на основе системы воздушных подшипников, придуманной Тейлором. Система работала так: оператор при помощи терминала сканировал пространство, трекболом указывая нужную область на экране радара, а затем нажимал переключатель для сохранения находящейся на экране информации, и эта информация передавалась другим кораблям.

От этой идеи, несмотря на её амбициозность, позже отказались в пользу системы, используемой Вооружёнными силами США, но не потому, что она не была хороша, а потому, что ВМФ Канады хотел иметь возможность обмена данными через ту же систему, что и его ближайший союзник. Кроме того, система ВМФ США, Naval Tactical Data System, также могла вводить данные автоматически в случаях, когда DATAR требовался ручной ввод. (Кроме того, как выяснилось, установка тысяч электронных ламп на корабль оказалась достаточно сложной технической задачей.)

Но не всё было потеряно полностью. Ferranti использовала большую часть технологий в своих мейнфреймах, в том числе в тех, которые были произведены после слияния с Packard Electric в 1958 году. Компания обгоняла своё время в других сферах — компьютер FP-6000, созданный из остатков DATAR, поддерживал многозадачность.

Однако, как ни странно, важнейшим наследием одного из первых крупных компьютерных проектов Канады стал трекбол. Единственный недостаток заключался в том, что поскольку DATAR был секретным правительственным проектом, Ferranti не могла запатентовать своё изобретение.

«Задумайтесь о ситуации, сложившейся в компьютерном мире на 1952 год. В мире всего с десяток операционных систем. Почти все они ненадёжны. Общего языка разработки ПО нет… частота импульсов достигла всего 50-100 кГц. В таких условиях возникла идея использования шара для управления курсором, вмешивающегося в выполнение программы, обгоняла прогресс на миллионы миль».

Так говорил один из изобретателей трекбола Том Крэнстон в интервью 2001 года уже несуществующему британскому журналу Personal Computer World о важности для того времени своего изобретения. Хотя устройства с шаром уже использовались ранее, согласно информации из журнала, инновация заключалась в том, что оно напрямую влияло на то, что отображалось на компьютерном экране. Крэнстон добавил, что это устройство на целое поколение обгоняло то, над чем в то время работали другие изобретатели. На самом деле, трекбол появился на 16 лет раньше, чем немецкая компания Telefunken изобрела шариковую мышку (1968 год) и за десяток лет до того, как Дуглас Энгельбарт создал свою вариацию мыши, в которой не использовался шарик.

2012 год, авиадиспетчер первого класса Джастин Браун, контролирующий посадку летательного аппарата из контрольно-диспетчерского пункта авианосца «Джордж Буш». Браун пользуется трекболом.

Как «поворотный шар» сформировал должность авиадиспетчера

За годы использования трекбол добрался до потребительского рынка и стал доступен широкой публике. Но прежде чем это произошло, он занял важную нишу, развивавшуюся параллельно с отраслью авиаперевозок — область управления воздушным движением (УВД).

Сотрудникам системы УВД нужно отслеживать происходящее в небе, чтобы рейс двигался по свободному пути, а для этого требуется движение на 360 градусов, и в частности возможность изменения углов на лету. Возникновение концепции поворота (slewing), или вращения по одной оси (в случае воздушного судна — обычно Z) стало важным результатом, а облегчить управление им позволил трекбол.

Пример «поворотного шара» из 1960-х. (Фото из IFATCA Journal of Air Traffic Control)

Поэтому в мире управления воздушным движением его называли не трекболом, а поворотным шаром («slew ball») — этот термин впервые был употреблён в 1967 году в публикации International Federation of Air Traffic Controllers’ Associations. Слово «трекбол» вошло в обиход только в 1970-х и 1980-х годах.

В статье Philadelphia Inquirer за 1981 год, опубликованной примерно во время увольнения Рональдом Рейганом тысяч забастовавших членов профсоюза авиадиспетчеров, объясняется, как использовался «поворотный шар», когда самолёт приближался к аэропорту.

«Ваш самолёт — один из 70-100 небольших огоньков на экране. Диспетчер набирает нужный код на подсвеченной зелёным и оранжевым клавиатуре, и рядом с огоньком, который является вашим самолётом, появляется число.

После того, как диспетчер получит управление, компьютер автоматически вводит его кодовую буку после этого числа, и он начинает вращать свой поворотный шар.

Поворотный шар — это гладкий стеклянный шар, очень похожий на те, что используются в электронном футболе на аркадных автоматах. Диспетчер вращает его рукой. Он перемещает маркер по экрану радара и выравнивает его с огоньком вашего самолёта.

Затем он „захватывает“ вас.

Он нажимает на кнопку „перехвата цели“. На экране начинает мерцать высота вашего самолёта, а компьютеры на его кокпите соединяются с компьютерами в радиолокационной станции».

Во многих смыслах поворотный шар был единственным, что отделяло людей от критически важной системы, и с этой ролью он справлялся эффективно.

Когда популярность получили компьютерные мыши и авиадиспетчеров начали обучать пользоваться ими, то у некоторых это встретило сопротивление, потому что трекболы уже широко использовались.

«Основным инструментом интерактивности была мышь, но многие люди не были знакомы с мышью. Для тех, кто к ней не привык, обучение казалось слишком коротким. Диспетчеры жаловались на незнакомство с мышью и предпочитали трекбол, который уже использовался в системе УВД», — сообщалось в отчёте 1989 года Исследовательского центра Эймса НАСА.

Это удивительная ситуация, которая, вероятно, часто повторялась в прошлом — нишевая технология настолько сильно захватила один сектор, что её более популярная альтернатива казалась чужеродной.

Одна из первых реклам Logitech Trackman.

Пять основных этапов эволюции трекбола

1. Статья 1973 года в газете Evening Herald города Шенандоа (штат Пенсильвания) — первое из найденных мной упоминаний трекбола в прессе США. В этой статье репортёру показалось более важным, что ключевым элементом компьютера, используемого для управления электрической системой, был телевизионный монитор.
2. В 1970-х встроенные трекболы начали использовать в аркадных автоматах, и это стало поворотным моментом для этих устройств ввода. Аркадная игра Atari Football (1978 год) больше напоминала схему игры квотербека, чем Madden. Вскоре после этого Atari выпустила две классические аркадные игры с управлением трекболом — Missile Command и Centipede.
3. Несмотря на то, что Atari 5200 оказалась коммерческим провалом и была снята с рынка спустя менее чем два года после выпуска в 1982 году, имела контроллер с трекболом, который был весьма хорош, особенно по сравнению с джойстиком 5200, который был печально известен своей рукояткой, не желавшей центрироваться. В клипе на YouTube-канале Wired-Up Retro объясняется, что в отличие от множества других трекболов, созданных для похожих консолей, в этом используется аналоговое управление, благодаря чему он ведёт себя намного плавнее в играх наподобие Centipede и Missile Command.
4. На рынке домашних компьютеров трекболы в том или ином виде присутствовали примерно с 1983 года. Наряду с трекболами для видеоигровых консолей, для компьютеров тоже выпускались трекболы, по качеству сравнимые с устройствами для аркадных автоматов. Но по-настоящему поворотным стал 1989 год, когда швейцарский производитель аксессуаров Logitech создал эргономичный Trackman, с одной стороны имевший кнопки, а с другой — трекбол. Хотя устройство не было совершенно уникальным для рынка, оно стало одним из долгоживущих хитов компании.
5. Выпуск в 1989 году Apple Macintosh Portable стал одной из первых попыток интеграции курсора в портативный компьютер, а поскольку мышь занимала много места, предпочтительной альтернативой оказался трекбол. Да, компьютер был не очень хорош, но трекбол сохранился во многих первых моделях Powerbook компании Apple. (В конце 90-х его постепенно начал заменять трекпад.)

1992

В этом году Nintendo выпустила Kirby’s Dream Land — игру для Game Boy, ставшую первой из популярной серии Kirby. Ранее в том же году разработчик игр Масахиро Сакураи сообщил, что программировал эту игру при помощи визуального инструмента программирования на основе Famicom, не имевшего физической клавиатуры — только экранную клавиатуру, управлявшуюся трекболом. Согласно переводу его поста в Source Gaming, Сакураи, в то время бывший новичком игровой отрасли, не стал подвергать сомнениям процесс разработки и успешно создал игру при помощи столь ограниченного в возможностях инструмента.

В исторической перспективе можно поразмыслить над вопросом: является ли трекбол просто переоценённой мышью? Или это отдельное устройство со своими преимуществами, дизайнерскими решениями и способами применения?

Да, действительно, его используют схожим с мышью или трекпадом способом, и у него есть большие поклонники, например, этот ютубер. Но в то же время он имеет собственную историю, опережающую другие устройства ввода и дающую нам культурный контекст, не связанный с его перевёрнутым шариком вниз коллеги. (При создании мыши шары для боулинга не использовались.)

Аркадный автомат Centipede. Трекбол в этом автомате размером примерно с обычный шар для бильярда.

Даже если проанализировать различия, функциональность обоих устройств довольно схожа, хотя, как вам скажут поклонники трекбола, точно управлять курсором намного проще пластиковым шариком под рукой. И точно так же, как Mario Paint не была бы собой без мыши, Centipede просто ощущается лучше с трекболом.

Стоит признать — да, трекбол не так популярен как его родственник-грызун или трекпад, быстро занявший место трекбола в ноутбуках (в основном благодаря меньшему количеству подвижных деталей). А аргументы фанатов в пользу трекболов, которые были важны в эпоху Windows, теперь кажутся немного устаревшими, учитывая, какую часть работы с компьютерами мы выполняем на устройствах с сенсорным экраном.

Однако несмотря на то, что трекбол никогда не был выбором массового пользователя, он и никогда полностью не терял своей привлекательности. Например, в прошлом месяце Logitech продолжила выпуск моделей своего трекбола Ergo.

Пусть трекбол предназначен не для всех, но, может быть, он подходит для вас. Возможно, у вас есть что-то общее с авиадиспетчерами из 80-х.