كرة التتبع

كرة التتبع هي جهاز تأشير يتكون من كرة مثبتة في تجويف يحتوي على مستشعرات لرصد دوران الكرة حول محورين، تشبه فأرة الكرة المقلوبة ذات الكرة البارزة. ^{[ 1 ]} يقوم المستخدمون بتدوير الكرة لتحديد موضع المؤشر على الشاشة ، باستخدام الإبهام أو الأصابع أو راحة اليد ، بينما يستخدمون أطراف الأصابع للضغط على الأزرار. ^{[ 2 ]}

في معظم كرات التتبع، يتعين على المستخدمين رفع إصبعهم أو إبهامهم أو يدهم وإعادة وضعها على الكرة لمواصلة الدوران، بينما يتطلب استخدام الفأرة رفعها وإعادة وضعها. تتميز بعض كرات التتبع بانخفاض احتكاكها بشكل ملحوظ، فضلاً عن كونها مصنوعة من مادة كثيفة مثل راتنج الفينول ، مما يسمح بتدويرها لتتحرك بانسيابية. قد تكون أزرار كرة التتبع في مواقع مشابهة لأزرار الفأرة، أو مُصممة لتناسب المستخدم.

تُستخدم كرات التتبع الكبيرة بكثرة في محطات عمل التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) لسهولة ودقة التحكم. قبل ظهور لوحة اللمس ، كانت كرات التتبع الصغيرة شائعة في أجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف الذكية (مثل بلاك بيري ) حيث قد لا يتوفر مساحة كافية على المكتب لاستخدام الفأرة. بعض كرات التتبع الصغيرة مصممة للتثبيت على جانب لوحة المفاتيح ، وتحتوي على أزرار مدمجة تؤدي نفس وظيفة أزرار الفأرة. ^{[ 2 ]}

اخترع رالف بنجامين كرة التتبع كجزء من نظام رسم الخرائط الرادارية الذي ظهر بعد الحرب العالمية الثانية ، والذي سُمي بنظام العرض الشامل (CDS)، وذلك أثناء عمله في الخدمة العلمية للبحرية الملكية البريطانية . ^{[ 3 ] [ 4 ]} استخدم مشروع بنجامين حواسيب تناظرية لحساب الموقع المستقبلي للطائرات المستهدفة بناءً على عدة نقاط إدخال أولية يُدخلها المستخدم باستخدام عصا التحكم . شعر بنجامين بالحاجة إلى جهاز إدخال أكثر دقة، فاخترع نظام تتبع كروي ^{[ 3 ] [ 4 ]} يُسمى الكرة الدوارة ^{[ 3 ]} لهذا الغرض في عام 1946. ^{[ 3 ] [ 4 ]} حصل الجهاز على براءة اختراع في عام 1947، ^{[ 3 ]} ولكن لم يُبنَ سوى نموذج أولي باستخدام كرة معدنية تتدحرج على عجلتين مغلفتين بالمطاط ^{[ 4 ]} ، وظل الجهاز سرًا عسكريًا. ^{[ 4 ]} استخدمت النسخ الإنتاجية من نظام العرض الشامل (CDS) عصي ​​التحكم.

اطلع عدد من المهندسين من شركة فيرانتي كندا على نظام CDS ، وعادوا إلى كندا وبدأوا بتطوير نظام DATAR التابع للبحرية الملكية الكندية عام 1952. اختار المصممون الرئيسيون، توم كرانستون وفريد ​​لونجستاف وكينيون تايلور، كرة التتبع كمدخل أساسي، مستخدمين كرة بولينج قياسية بخمسة دبابيس كبكرة. كان نظام DATAR مشابهًا في مفهومه لشاشة بنجامين، ولكنه استخدم حاسوبًا رقميًا لحساب المسارات، وأرسل البيانات الناتجة إلى سفن أخرى في قوة المهام باستخدام إشارات راديوية معدلة بنبضات مشفرة . ^{[ 5 ]}

استخدمت كرة التتبع الخاصة بجهاز DATAR أربعة أقراص لالتقاط الحركة، اثنان لكل من الاتجاهين X وY. ووفرت عدة بكرات إضافية الدعم الميكانيكي. عند دحرجة الكرة، تدور أقراص الالتقاط وتتلامس نقاط التلامس الموجودة على حافتها الخارجية بشكل دوري مع الأسلاك، مما ينتج عنه نبضات إخراج مع كل حركة للكرة. ومن خلال عدّ هذه النبضات، أمكن تحديد الحركة الفيزيائية للكرة.

منذ عام 1966، أنتجت شركة أوربت إنسترومنت الأمريكية جهازًا يُسمى XY Ball Tracker ، وهو عبارة عن كرة تتبع، تم دمجها في لوحات التحكم في الطيران الراداري. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

قام فريق بقيادة راينر مالبرين من شركة تيليفونكن كونستانز بتصميم جهاز كرة تتبع مماثل في المعهد الاتحادي الألماني لأمن الطيران، وذلك كجزء من تطوير البنية التحتية الحاسوبية لشركة تيليفونكن حول الحاسوب المركزي TR 440 ، وحاسوب المعالجة TR 86 ، ووحدة العرض SIG 100-86 ، ^{[ 8 ]} والذي بدأ عام 1965. ^{[ 6 ]} سُميت كرة التتبع هذه Rollkugel (وتعني بالألمانية "الكرة المتدحرجة"). بعد ذلك بقليل، أدت فكرة "عكس" هذا الجهاز إلى طرح أول فأرة حاسوب كروية (لا تزال تحمل اسم Rollkugel ، طراز RKS 100-86 )، والتي عُرضت كجهاز إدخال بديل لأقلام الضوء وكرات التتبع لأنظمة حاسوب تيليفونكن منذ عام 1968. ^{[ 6 ] [ 9 ] [ 10 ]}  

في نماذج كرة التتبع اللاحقة، استُبدلت الموصلات الكهربائية بعجلة تقطيع ضوئية ، تحتوي على فتحات صغيرة بدلاً من الموصلات الكهربائية. وبوجود مصباح LED للإضاءة من جانب ومستشعر ضوئي من الجانب الآخر، يقوم دوران العجلة بحجب الضوء وفتحه بشكل دوري، مما يُنتج نبضات كهربائية للإشارة إلى حدوث الدوران.

استخدمت الفأرة نفس النظام الأساسي لتحديد الحركة، لكنها واجهت مشكلة ملامسة الكرة للسطح المكتبي أو لوحة الفأرة . ولتوفير حركة سلسة، كانت الكرات تُغطى غالبًا بطبقة مانعة للانزلاق، مصممة لتكون لزجة. وكان دحرجة الفأرة يؤدي إلى تراكم الأوساخ وسحبها إلى داخل النظام، مما يتسبب في انسداد عجلات التقطيع، الأمر الذي يستدعي التنظيف. في المقابل، لا تلامس كرة التتبع سوى يد المستخدم، التي عادةً ما تكون أنظف. في أواخر التسعينيات، بدأ كل من الفأرة وكرة التتبع باستخدام التتبع البصري المباشر الذي يتبع النقاط على الكرة، مما أغنى عن الحاجة إلى طبقة مانعة للانزلاق.

كما هو الحال مع الفأرات الحديثة، تحتوي معظم كرات التتبع الآن على جهاز إضافي مخصص أساسًا للتمرير. بعضها مزود بعجلة تمرير مثل معظم الفأرات، لكن النوع الأكثر شيوعًا هو "حلقة التمرير" التي تدور حول الكرة. وبالمثل، تقوم كرة التتبع SlimBlade من Kensington بتتبع الكرة نفسها في ثلاثة أبعاد للتمرير.

اعتبارًا من عام 1989وحتى العقد الثالث من القرن الحادي والعشرين، طورت شركتان رئيسيتان، لوجيتك وكينسينغتون ، كرات التتبع للمستهلكين ، مع أن لوجيتك قلصت خط إنتاجها إلى طرازين فقط. وتقدم شركات أصغر حجماً كرات التتبع ضمن منتجاتها بين الحين والآخر. أنتجت مايكروسوفت طرازات شهيرة ، منها كرة التتبع إكسبلورر، لكنها أوقفت إنتاج جميع منتجاتها لاحقاً.

تُستخدم كرات التتبع الكبيرة أحيانًا في محطات العمل المحوسبة ذات الأغراض الخاصة، مثل وحدات تحكم الرادار في غرف مراقبة الحركة الجوية أو أجهزة السونار على السفن والغواصات. وقد تستخدم التركيبات الحديثة لهذه الأجهزة الفأرة بدلًا منها، نظرًا لأن معظم الناس يعرفون كيفية استخدامها. مع ذلك، تميل رادارات الدفاع الجوي العسكرية المتنقلة، والطائرات التجارية (مثل إيرباص A380 وإيرباص A350 )، وأجهزة سونار الغواصات إلى الاستمرار في استخدام كرات التتبع، نظرًا لإمكانية تصنيعها بشكل أكثر متانة وملاءمة للاستخدام السريع في حالات الطوارئ. تسمح الكرات الكبيرة والمتقنة الصنع بسهولة أكبر في العمل عالي الدقة، ولهذا السبب لا تزال تُستخدم في هذه التطبيقات (حيث تُسمى غالبًا "كرات التتبع") وفي التصميم بمساعدة الحاسوب .

ظهرت كرات التتبع في ألعاب الفيديو ، وخاصةً ألعاب الأركيد المبكرة (انظر قائمة ألعاب الأركيد التي تستخدم كرة التتبع ). في مارس 1978، أصدرت سيجا لعبة كأس العالم ، وهي لعبة كرة قدم تستخدم كرة التتبع للتحكم. ^{[ 11 ] [ 12 ]} وفي أكتوبر 1978، أصدرت أتاري لعبة أتاري لكرة القدم ، ^{[ 13 ]} التي ساهمت في انتشار استخدام كرة التتبع، حيث ذكر مطورو اللعبة أنها مستوحاة من لعبة كرة قدم يابانية سابقة. ^{[ 14 ] [ 15 ]} ومن ألعاب كرة التتبع البارزة الأخرى لعبة سينتيبيد ولعبة قيادة الصواريخ من أتاري - وقد سجلت أتاري علامتها التجارية "TRAK-BALL".

كانت كرات التتبع ، التي أصبحت نادرةً نسبيًا الآن، شائعةً في أوائل ثمانينيات القرن الماضي: فقد كانت متوفرةً في أجهزة أتاري 2600 و 5200 ، بالإضافة إلى جهاز كوليكو فيجن المنافس ، على الرغم من استخدامها عصا التحكم كوحدة تحكم أساسية، كجهاز طرفي اختياري . أما جهاز أبل بيبين ، الذي طُرح عام 1996، فكان مزودًا بكرة تتبع مدمجة في لوحة التحكم الخاصة به . ^{[ 16 ]} استُخدمت كرات التتبع أحيانًا في الرياضات الإلكترونية قبل انتشار الفأرات الضوئية في أوائل الألفية الثانية، نظرًا لموثوقيتها العالية مقارنةً بالفأرات الكروية، ولكنها الآن نادرة للغاية لأن الفأرات الضوئية توفر سرعةً ودقةً فائقتين. ^{[ 17 ]} ولا تزال كرات التتبع تُستخدم في آلات لعبة الغولف في الحانات (مثل لعبة غولدن تي غولف ) لمحاكاة تأرجح المضرب.

تُعتبر كرات التتبع إضافةً ممتازةً لعصي التحكم التناظرية ، كما كان الحال مع كرة التتبع Assassin 3D التي صدرت عام 1996، والتي تتميز بإمكانية تمرير عصا التحكم. ^{[ 18 ]} وفي وقت لاحق من عام 1996، أصدرت شركة Mad Catz كرة التتبع Panther XL ، المستوحاة من Assassin 3D. يوفر هذا المزيج إمكانية التصويب بكلتا اليدين، ودقةً عاليةً وثباتًا ممتازًا كبديل لمجموعة الفأرة ولوحة المفاتيح التقليدية المستخدمة عادةً في ألعاب إطلاق النار من منظور الشخص الأول . تدعم العديد من هذه الألعاب عصي التحكم وحركة اللاعب التناظرية بشكلٍ أساسي، مثل لعبة Half-Life من Valve وسلسلة Quake من id Software . اعتبارًا من عام 2020كان أحد لاعبي الرياضات الإلكترونية المحترفين معروفًا باستخدامه كرة التتبع. ^{[ 19 ]}

تُستخدم كرات التتبع كأداة تأشير في بعض محطات الوصول إلى الإنترنت العامة . وعلى عكس الفأرة، يمكن دمج كرة التتبع بسهولة في وحدة التحكم، ولا يمكن انتزاعها أو تخريبها بسهولة. ومن الأمثلة على ذلك وحدات تصفح الإنترنت المتوفرة في بعض فروع ماكدونالدز في المملكة المتحدة، وأكشاك الهاتف العامة لخدمة الإنترنت عريض النطاق من شركة بي تي . كما أن هذه البساطة والمتانة تجعلها مثالية للاستخدام في الحواسيب الصناعية.

نظرًا لأن كرات التتبع لأجهزة الكمبيوتر الشخصية ثابتة، فقد تتطلب مساحة أقل للتشغيل مقارنةً بالفأرة ، مما يُسهّل استخدامها في الأماكن الضيقة أو المزدحمة مثل المكاتب الصغيرة أو أجهزة العرض المثبتة على الرفوف . ويُفضّل استخدامها عمومًا في المختبرات لنفس السبب.

كانت كرات التتبع تُضمّن غالبًا في أجهزة الكمبيوتر المحمولة، ولكن منذ أواخر التسعينيات، استُبدلت بلوحات اللمس وعصي التأشير . لا تزال كرات التتبع تُستخدم كأجهزة إدخال منفصلة مع أجهزة الكمبيوتر المكتبية القياسية، ولكن هذا الاستخدام ينتقل أيضًا إلى لوحات اللمس نظرًا لانتشار التحكم بالإيماءات متعددة اللمس في أنظمة تشغيل سطح المكتب الجديدة. ^{[ 20 ]}

يستخدم الأشخاص ذوو الإعاقة الحركية كرات التتبع كأداة إدخال تقنية مساعدة . وقد ازدادت أهمية توفير جهاز تأشير بديل لهم مع هيمنة أنظمة التشغيل ذات التوجه الرسومي. تتوفر العديد من الأنظمة البديلة التي يمكن أخذها في الاعتبار. يتميز سطح التحكم في كرة التتبع بسهولة استخدامه، كما يمكن تفعيل الأزرار دون التأثير على موضع المؤشر. ^{[ 21 ]}

يُشير مستخدمو كرة التتبع غالبًا إلى أن استخدامهم لها لا يقتصر على سطح مكتب مستوٍ. إذ يُمكن استخدامها أثناء تصفح الإنترنت على حاسوب محمول في السرير، أو لاسلكيًا من كرسي مريح إلى حاسوب شخصي يُشغّل فيلمًا. كما أنها مفيدة أيضًا في استخدام الحاسوب على متن القوارب أو غيرها من المنصات غير الثابتة حيث قد يُؤدي سطحها المتحرك إلى إدخال بيانات غير مرغوب فيها.

تُشغَّل كرات التتبع عادةً إما بالإبهام، حيث تُحرَّك الكرة بالإبهام، أو بالأصابع، حيث تُحرَّك الكرة عادةً بمزيج من السبابة والوسطى والبنصر. وبحسب تصميم كرة التتبع، قد تُستخدم الأصابع الأخرى للتحكم في أجهزة إدخال أخرى مُدمجة فيها، مثل الأزرار وعجلات التمرير. يُفضِّل المستخدمون أحد النوعين لأسباب تتعلق بالراحة، وسهولة الحركة، والدقة، أو لأنه يُخفِّف الضغط على جزء من اليد/المعصم.

تتميز بعض كرات التتبع التي تعمل بالأصابع بتصميم متناظر، مما يجعلها قابلة للاستخدام بكلتا اليدين . ومع ذلك، قد يتطلب الأمر تثبيت برامج أو تعديل البرامج الثابتة لعكس مدخلات الأزرار.

تُعد كرات التتبع التي تعمل بالإبهام وكرات التتبع الأخرى التي تعمل بالأصابع، ^{[ 22 ]} غير متماثلة، وعادة ما تكون متوفرة فقط في إصدارات اليد اليمنى.

يفضل بعض مستخدمي الحاسوب استخدام كرة التتبع بدلاً من الفأرة الشائعة لأسباب تتعلق براحة الاستخدام. ويبدو أنه لا توجد أدلة قاطعة من الدراسات التي أُجريت لتحديد نوع جهاز التأشير الأنسب لمعظم التطبيقات. يُنصح مستخدمو التطبيقات بتجربة أجهزة مختلفة، والحفاظ على وضعية جلوس صحيحة وأخذ فترات راحة منتظمة لضمان الراحة. يجد بعض المستخدمين ذوي الإعاقة أن استخدام كرة التتبع أسهل، إذ يكفي تحريك الإبهام بالنسبة لليد بدلاً من تحريك اليد بأكملها، بينما يعاني آخرون من إجهاد غير مقبول في الإبهام. يواجه كبار السن أحيانًا صعوبة في تثبيت الفأرة أثناء النقر المزدوج ؛ وتتيح لهم كرة التتبع ترك الكرة أثناء استخدام الزر.

في بعض الأحيان، عندما يتصفح المستخدم القوائم أو مواقع الويب بدلاً من الكتابة، يمكن أيضاً استخدام كرة التتبع باليد اليمنى مثل جهاز التحكم عن بعد للتلفزيون، وتشغيل الكرة بالإبهام الأيمن والضغط على الأزرار بالإبهام الأيسر، مما يمنح الأصابع راحة. ^{[ 23 ]}

احتوت بعض الأجهزة المحمولة على كرات تتبع، بما في ذلك تلك الموجودة في سلسلة بلاك بيري ، وجهاز تي-موبايل سايدكيك 3 ، والعديد من هواتف إتش تي سي الذكية الأولى . صُممت كرات التتبع المصغرة هذه لتناسب سُمك الجهاز المحمول، وكان يتم التحكم بها بواسطة طرف الإصبع أو الإبهام. وقد استُبدلت هذه الكرات في معظم الهواتف الذكية بشاشات اللمس، على الرغم من أنه في سلسلة بلاك بيري، استُبدلت بكرة تتبع ضوئية أو لوحة تتبع ضوئية قبل أن تُستبدل لاحقًا بشاشات اللمس. ^{[ 24 ]}

بدلاً من عجلة التمرير ، تتضمن بعض الفأرات التقليدية كرة تتبع صغيرة تُسمى أحيانًا كرة التمرير . ومن الأمثلة الشائعة على ذلك فأرة مايتي ماوس من آبل . وقد تُصمم الفأرات ذات كرة التتبع الأكبر حجمًا على أحد جانبيها بحيث تبقى ثابتة، مستخدمةً كرة التتبع لتحريك مؤشر الفأرة بدلاً من تحريك الفأرة نفسها. ^{[ 25 ]}

• لوحة اللمس
• عصا التأشير
• فأرة ميكانيكية

• الوسائط المتعلقة بكرات التتبع على ويكيميديا ​​كومنز