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鼠标的技术指标
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目前市场上最成熟的鼠标产品仍可分为光机式滚球鼠标和光学鼠标两大类，而以后的发展趋势必然是光学鼠标一统天下以及无线鼠标逐步成为主流（在此之前它要克服延迟这一障碍）。 光学机械式鼠标的基本原理是由鼠标底部的橡胶滚球带动2根成90度排列的定位轴，而定位轴的两段连接着圆形的光学编码器。光学机械式鼠标的编码器由一片有很多狭缝的圆盘，以及其两侧的光电管和发光二极管组成。当鼠标在桌面上移动时，橡胶滚球会带动光学编码器上的圆盘转动，光电管就会收到断续的信号，微处理器即可由此信号及其相位差算出鼠标移动的距离及方向。现在大家平时所说的“机械式”鼠标，其实指的就是光学机械式鼠标。光学机械鼠标虽然经历了长时间的发展和改进，但仍然无法突破它自身的众多先天缺陷。由于光学机械式鼠标采用机械传动部件来进行定位，所以其机械部件容易磨损和损坏，同时其有限的定位精度也难以改进。同时，用户需要经常对鼠标内部进行清理，以清除由橡胶滚球带入鼠标内部的污垢，并且这样的清洁也往往会影响鼠标的精度，造成性能的下降。 而光学定位鼠标的工作原理是什么呢？翻过任何一只光学鼠标，您都可以看到一个小凹坑，里面有一个小棱镜和一个透镜。工作时，从棱镜中会发出一束很强的红色光线照射到桌面上，然后通过桌面不同颜色或凹凸点的运动和反射，来判断鼠标的运动。它的工作原理非常象人的眼睛。与机械鼠标相比，光学产品具有许多优点，包括： . 无比精确的移动和定位； . 更耐用的非机械零件； . 无需清理，性能表现更为一贯； . 可在许多不同表面上使用。 当前，除日常应用和专业应用之外更重要的，是游戏，尤其是FPS、RTS等竞技类游戏对鼠标这类输入设备提出了苛刻的要求，也促进了它近几年来的迅速进步。在这类胜负往往取决于一瞬的对抗中，因此鼠标的性能──快速反应、准确定位极为重要。那么，是什么决定了鼠标的性能呢？这涉及到多个参数，其中机械鼠标的主要技术参数为CPI，而光学鼠标则在此基础上还包括刷新率、CMOS、像素处理能力等等。 CPI每英吋测量次数 鼠标利用CPI（每英吋测量次数，Count per Inch）这个指标来标识其分辨率（即定位精度），在以往这一指标被表示为DPI（每英吋点数，Dots per Inch），相对而言CPI的表达更为准确。 机械是鼠标的分辨率多为300CPI，此时我们不得不提到Karna这个名字，相对于产品而言，这个名字也许有些默默无闻吧，但Razer Boomslang则几乎是一个神话──不仅是因Quaker之王Fatal1ty使它扬名、更是因为它所达到的极高的CPI！BS的外形极为夸张，包括1000和2000两个系列， 分别达到了极高的1000CPI和2000CPI（最近又发布了BS2100，不用说也知道它的含义了吧？），是滚球鼠标的最高点，而它的价格也同样夸张，尽管现在BS已不再神秘、并渐渐地退出玩家的视线，但保有一只Boomslang仍然是很多玩家的一个梦想。 而光学鼠标的主流IE3.0的分辨率是400CPI，即每移动一英吋可反馈400个不同的坐标，也即定位的最小距离是1/400英吋（约0.0635毫米）。由分辨率的含义可知： . 分辨率越高则在一定的距离内可获得越多的定位点，鼠标将更能精确地捕捉到玩家的微小移动，尤其有利于定位的精准； . 反之，通过驱动设置中的速度一项加以调节，CPI越高则鼠标在相同移动距离的情况下，鼠标指针移动距离会越远，有利于进行快速控制，在此也能发现驱动所发挥的巨大作用。 在CPI这一指标上，微软产品落后于罗技的800CPI，在桌面2D应用的细微之处我们可以感到这种不足，此时可通过调节驱动设置中的速度项加以改善，但此时会使鼠标指针的移动速度变慢。 刷新率、采样率、扫描频率 或者叫采样率、扫描频率、帧速率等，它反映鼠标光学系统的采样率：光电传感器发出光线照射工作表面，并以一定的频率捕捉工作表面的快照，交由数字信号处理器（DSP）分析和比较这些快照的差异，最终做出鼠标移动方向的判断。很显然，刷新率决定了图像的连贯性，其越高则在一定的时隙内获得的信息将越充分、图像越连贯，帧之间的对比也更有效和准确，从而鼠标的反应将更加快捷、准确和稳健（不易受到干扰）。 众所周知，第一代光学鼠标尽管开创了一个新局面，但却没能为FPS玩家接受，这是因为当它在快速移动时会出现定位失灵、天旋地转的现象，而这一瞬间的失灵往往会造成比分的改写，其罪魁祸首就是其有限的扫描频率难以满足FPS游戏的苛刻要求。而随着微软新一代IntelliEye技术的发布，其扫描频率高达6000次/秒，从而完美地解决了失灵问题，至今仍未有产品6000次/秒的速度超越。 成像系统 光学引擎的成像系统由光源、镜头（具有一定放大倍率）和CMOS晶阵构成，决定了成像特性，其中对鼠标性能有影响的包括： . 光学放大倍率：决定了入射的可侦测面积与细节。光学传感器首先将移动表面的图像进行光学放大，然后投射到CMOS晶阵上形成帧。在CMOS的面积一定的情况下，若光学放大倍率较大则CMOS获得的图像细节较多，并可提高图像的分辨率，但与此同时，实际的捕捉面积则会缩小，若移动速度过大则会造成丢帧，此时可以通过提高刷新率得以补偿；反之若光学放大倍率较小则有利于提高捕捉能力但不利于分辨率的提高，此时也可通过提高CMOS的分辨率（即像素数）得以补偿； . CMOS晶阵像素数：决定了经过放大后光学引擎实际成像的面积与细节。像素数＝CMOS的面积*密度（或分辨率），由二者共同决定，但CMOS的面积会有一定限制，因此主要的改进方向在于分辨率（可用n*n矩阵表示）。在光学放大倍率一定的情况下，提高CMOS的像素数可获得更大面积的图像（增大CMOS面积）、或者更丰富的细节（提高CMOS晶阵密度）、或者二者兼而有之，从而提高捕捉能力，另外若通过提高分辨率来提高像素数则可提高移动精度（CPI）；反之，若因CMOS面积过小导致的性能缺陷则需提高刷新率进行补偿，而若分辨率过低则会损失图像的细节、并降低CPI； 由这些说明可知，光学鼠标的CPI是由上述因素共同决定的。 像素处理能力 『小结』光电鼠标的工作原理 作为光学定位引擎的核心的光学传感器集成三个主要的功能模块：图像获取系统（IAS）、数字信号处理系统（DSP）和串行外围设备接口（SPI）。IAS 通过透镜获取图像。这些图像由DSP进一步处理以确定移动的方向和距离。DSP生成一组垂直和水平方向的相对位移值，这些值然后被传送到SPI。SPI允许鼠标处理器和光学传感器之间的双向通信。 如前所述，刷新率和分辨率则是衡量光学鼠标技术性能的两项关键指标，它们分别反映了光电鼠标在时间和空间层面上的捕捉能力，这两种能力相互作用，再结合光学系统的贡献，共同决定了光电鼠标的实际表现，它们的具体作用可如下表所示： 提高捕捉能力 提高分辨率 透镜的光学放大倍率 降低 提升 CMOS晶阵像素数（面积） 提升 － CMOS晶阵像素数（分辨率） 提升(一定程度) 提升 刷新率 提升 － 可见这些性能参数在一定程度上还是互补的，比如刷新率的降低通过可提高图像的对应面积（降低光学放大倍率、增大CMOS面积）或一定程度地改善成像的细节（提高CMOS密度）加以补偿。总之，光学引擎应该能满足下列条件： A.图像要有足够大的面积：抓取足够大的移动表面的图像以进行比较； B.图像要有足够多的细节（即分辨率）：缺乏细节的图像恐怕也难以比较； C.图像要有足够快的帧速率：保证在快速移动时图像仍然连续。 其中条件A和C之间有较强的互补关系，是保障图像连贯的基本条件；而条件B亦能对A和C进行一定程度的补偿，可提高图像的精度和丰富其细节，但并不能取代面积或刷新率的作用。因此，反映图像处理能力“像素/秒”较之刷新率更为科学合理，而最大速度、加速度则是由此衍生的指标。 这样综合起来，光学鼠标的总体性能可用其图像处理能力来表示，罗技在发布MX引擎的同时便引入了“图像处理能力”这一指标，其单位为像素/秒，计算公式为： 像素处理能力＝每帧像素数×帧速率（即刷新率） 其中，罗技MX引擎的像素处理能力为4.7百万像素/秒，而通过换算，微软IntelliEye光学引擎像素处理能力为2.9百万像素/秒，MX引擎领先62%之多。而在提高处理能力的途径上，罗技与微软走的是两条道路：微软是单纯提高帧速率（达6k/s），而罗技则在提高帧速率（提高至5.2k/s）的同时增大了CMOS晶阵： [ Last edited by 幻影无痕 on 2006-10-19 at 13:55 ] |
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