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标题: 光电鼠标技术漫谈 [打印本页]

作者: sunweipeng 时间: 2009-12-6 16:52
标题: 光电鼠标技术漫谈
确实，如今的鼠标市场是光电鼠标的天下。相对于以前我们使用过的机电鼠标来说，光电鼠标有着它自身的特点。除了鼠标的外形外，各款鼠标的区别主要在于刷新率、分辨率等技术指标，笔者在下面的文章里分别对它们加以分析。
什么是鼠标刷新率
概念：也叫鼠标的采样频率，指鼠标每秒钟能采集和处理的图像数量，单位是“帧/秒”。
漫谈：可以这么说，即便光电鼠标拥有诸多优点，但刷新率不足乃是它的致命伤，这也是早期光电鼠标没有打入主流市场的主要原因之一。举个简单的例子，比如在FPS游戏（第一人称射击游戏）中快速转身，刷新率低的光电鼠标就出现丢失光标指针的问题。刷新率对于光电鼠标如此重要，那到底怎样理解它呢？
不同于机电鼠标通过栅格的转动产生脉动信号而产生移动信息，光电鼠标是靠鼠标下方的一个CMOS传感器来负责分辨鼠标移动的。
我们都有坐车的经历：当汽车起步时，我们可以通过车窗外景物的后移来判断汽车在前移。而光电鼠标下方的CMOS传感器就是利用了我们人眼观察事物的特点来工作的：当我们移动鼠标时，CMOS传感器就会“观察”鼠标下的采样表面（桌面或鼠标垫）来获得鼠标的移动信息。CMOS并不是一直“睁着眼”，而是“一眨一眨”的。也就是说CMOS是以一定的频率对采样表面进行采样，产生离散量后转化为数字信息供计算机处理。那么这个采样频率即我们说的刷新率。
为了能产生数字信号，鼠标下的CMOS类似于我们见到的网格，它会把采样回来的图像分成很多紧密排列的小格，再在这些以小格为单位的图像中找出相同的像素点，也就是参照物。对比两次采样图像的相同像素点，也就知道了鼠标移动的方向。由于采样频率是固定的，鼠标的移动速度也就能计算出来了。
当鼠标移动速度过快时，鼠标在连续两次扫描所得的图片中找不到相同的像素点，也就无法判断光标移动的速度和方向了，这就是鼠标刷新率不足产生的光标指针丢失的现象。
刷新率和CMOS像素对鼠标的影响
怎样才能使鼠标满足我们的移动要求呢？对于鼠标来说可以加大CMOS像素数或提高刷新率。
2002年下半年，罗技开发出了新一代的MX光学引擎，它推出了新的鼠标性能标志：像素处理能力。像素处理能力=每帧像素数×刷新率，这是综合了刷新率和CMOS像素数的一个指标。当时罗技极光云貂（MX500）的像素处理能力是470万像素/秒。而微软的光学银光鲨4.0（IE4.0）有6000帧/秒的刷新率和22×22的CMOS尺寸，我们很容易算出微软这款鼠标的像素处理能力=22×22×6000=290万像素/秒。其实罗技MX引擎的刷新率并不如微软，大概在5000帧/秒左右，只是罗技提高了CMOS像素数的结果。
什么是鼠标分辨率
概念：指鼠标的定位精度，单位是dpi或cpi，指鼠标移动中，每移动一英寸能准确定位的最大信息数。
漫谈：dpi是dots per inch的缩写，意思是每英寸的像素数。cpi是count per inch的缩写，意思是每英寸的采样率。dpi和cpi都可以用来表示鼠标的分辨率，但是dpi反应的是个静态指标，用在打印机或扫描仪上显得更为合适。由于鼠标移动是个动态的过程，用cpi来表示鼠标的分辨率更为恰当。
当我们把鼠标向左移动一英寸时，400cpi的鼠标会向计算机发出400次“左移”信号，而800cpi的鼠标就发送800次。做个假设，我们把鼠标移动1/800英寸，那么800cpi的鼠标会向计算机传送一次移动信号，而400cpi的鼠标却没有反应，我们必须再移动1/400英寸它才会传送移动信号。
看到这里大家明白了吧，其实800cpi的鼠标在移动开始阶段会比400cpi的鼠标反应快些。800cpi和400cpi的鼠标只是在显示器分辨率高的情况下性能差异才会表现得明显一点。800cpi的鼠标虽然定位比较精确，但是价格比较昂贵，除非是专业图形用户或游戏专业玩家，400cpi分辨率的光电鼠标已经足够用了。
如今的鼠标市场已经是光电鼠标的天下。由于鼠标内部没有了机械运动，所以光电鼠标的使用寿命明显高于机电鼠标，而且我们从此也离开了那令人讨厌的“抠泥”运动。愿大家怀着愉快的心情，尽情感受那手掌中的旋律。

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