蘑菇声活

首页 > 数码 > 软件 > 竞技鼠标是什么

竞技鼠标是什么

Belieber , 238994 2020-10-12 鼠标矩阵芯片 我要评论()

竞技鼠标是指可用于电脑游戏的鼠标,主要以光学引擎的性能来区分。通常,引擎的扫描速度要达到每秒5000次以上。

竞技鼠标是指可用于电脑游戏的鼠标,主要以光学引擎的性能来区分。通常,引擎的扫描速度要达到每秒 5000 次以上。

竞技鼠标是什么

常见的竞技鼠标有微软的 IE3.0、IE4.0、IO1.1、WMO1.1;罗技的 MX300、MX310、MX500、MX510、MX518、G1、G5;Razer 的响尾蛇、金环蛇、铜斑蛇;MADCATZ 的 R.A.T.系列等。自从高端光学引擎开放以来,国内也产生了一些竞技鼠标,比如新贵的战豹;双飞燕的 X7 系列,讯拓的 S500 帝国战车等。

概念

DPI

DOT PER INCH 指的是鼠标移动一英寸,对应鼠标可以向系统反馈多少个点的数据。

说明

一般说 400DPI,假设鼠标在 WINDOWS 默认的速度下,每反馈一个点的数据,都对

竞技鼠标

假如仍以 800*600 的分辨率和 WINDOWS 默认鼠标速度为基础,400DPI 鼠标移动一英寸的同时,反馈给系统 400 个点的数据,光标可以横向移动半个屏幕的距离。而 800DPI 的鼠标移动一英寸,反馈给系统 800 个点的数据,光标可以横向移动一个屏幕的距离。

注意

在这两种情况下,在横向移动的过程中,屏幕光标的行走路线上的每一个点都可以被定位到,只要你的手可以精细地控制鼠标,理论上你可以移动到屏幕上任何一个点。

也就是说,高 DPI 的鼠标虽然使你鼠标移动更少的距离就可以换来光标的大范围移动,但这种类似“加快光标移动速度”的过程中,没有牺牲你的定位精度,你仍然可以定位到屏幕上的任何一个点,只要你能精细地控制自己的手!

特性

DPI

低 DPI 调高鼠标速度,是不能取得和高 DPI 鼠标相同的定位效果的!

光标定位

调高鼠标速度,是以牺牲光标定位精确度为代价的,在轻微提高鼠标速度时,这种现象可能不很明显,但是一旦将鼠标速度调到非常高,那么就会严重影响定位,CS 里你会发现自己总是无法准确瞄准。

带宽标准

首先要明确的是,对 CMOS 图像进行处理的工作是由鼠标 DSP 来完成的,而 DSP 反馈给系统的信息仅仅包括 X,Y 轴的移动数字和按键信号,这个信息的体积非常小,可能只有几十个字节就足够,而我们所知的 USB 的带宽:

USB 2.0 标准规定了以下三种传输速率

低速模式传输速率为 1.5Mbps,多用于键盘和鼠标。

全速模式传输速率为 12Mbps。

高速模式传输速率为 480Mbps。

假如每一次鼠标反馈的数据字节有 64bit,那么在 125HZ 的报告率下,也就是说鼠标每秒钟向 PC 报告 125 次,这个带宽占用也仅有 8Kbps,即使在 1000HZ 的报告率下,带宽占用也仅有 64Kbps, 即使是最低的 USB1.0,带宽也完全够用了,所以 USB 的带宽是完全能够支持高的报告率的。

高报告率

作用

从鼠标芯片本身来讲,越高的报告率代表了越强的处理能力,就好像大家体育课报数的时候,一个队伍可以一秒报 10 个,另一个队伍可以一秒报 100 个,那第二支队伍的能力明显要高于第一支队伍。

从这一点上来看,高的报告率的芯片,也是对厂家技术能力的一个体现,但是这种体现对玩家来说真的有用吗?

意义

125hz 的报告率是 8ms 报告一次,1000hz 的报告率则是 1ms 报告一次。在使用 125HZ 报告率的鼠标时,在 CS 中如果刚好距上次报告 1ms 时进行了一次甩狙,则距下次报告还有 7ms 的时间。而这 7ms 的延迟对 cs 玩家来说是非常重要的。当然除了报告率造成的延迟之外还有很多原因,但是谁都知道延迟越低越好。而当你距下次报告还有 1ms 时甩了一狙,则这次的延迟相比上次缩短了 6ms(假定其他原因的延迟恒定),这就导致了鼠标手感不稳定,甚至会造成轻微轨迹失真。而采用 1000hz 的鼠标能控制每次延迟在 1ms 之内,所以报告率这个值对玩家的影响是不容忽视的。换句话说不同的报告率的鼠标手感会有轻微不同。

性能提升

在讲这些东西之前,需要先讲一下光电鼠标的工作的基本过程,简要的说,光电鼠标的工作过程可以分为以下几步:

1,采用发光部分(普通的二极管,RAZER 的某些型号使用了不可见光,激光鼠标使用激光等)将光投射到鼠标底部 CMOS 光头对着的鼠标垫上,使其反射光,从而成像。

2,反射的像经过鼠标底部的透镜(放大),被 CMOS 光头捕获,同时 DSP(数字处理芯片),根据 CMOS 光矩阵的中所捕获的前后两幅像之间的变化,经过计算,向 PC 反馈鼠标在 X 轴和 Y 轴方向上的移动,例(X:30;Y:-20 )。

3,PC 接到鼠标反馈的移动的数据,以及 WINDOWS 系统里设定的鼠标速度数据,进行计算,从而得到光标在屏幕上应移动的,并传递指令给显卡。

4,显卡根据收到的光标移动的数据,在每一帧显示信号里调整光标的显示的位置,并输出给显示器进行显示。

光头矩阵

关于 CMOS 光头矩阵,实际上是类似于下面图片里左边的这样一个格子,每一格的长度和宽度都是一个采样像素点,不同的鼠标,CMOS 矩阵的大小可能不同,比如 IE 系列用的是 22*22 的 CMOS 矩阵,而 MX 系列用的是 30*30 的 CMOS 矩阵。通过前后两次光头成像的图片放在 CMOS 矩阵里进行比较,DSP 就可以得出鼠标移动的数据,比如在下面的这个例子里,通过在矩阵里比较前后两幅图片,可以发现鼠标进行了(X:-4;Y-1)的移动。

当前后两幅图片的相关性太小,或者完全不同的时候(一般在高速移动鼠标时可能造成这种情况),DSP 无法通过比对上下两幅图片在 CMOS 矩阵里的关系时,那么就无法计算鼠标的移动数据,也就出现了我们所说的丢帧(光标要么不动,要么乱动),比如在下面这个前后两幅画面中(心型的画面快速向左上方移动),DSP 根据比对结果,就很难计算出实际上鼠标的移动,也就无法向 PC 反馈正确的数据。

像素处理

首先说最简单的像素处理能力,像素处理能力就是指 DSP 在一秒中可以进行比对分析的像素的数量,简单算来就是用:CMOS 矩阵里像素数量*扫描频率,这个概念实际上是 LOGI 先推的,号称每秒 470 万像素处理能力的 MX 引擎,除以 CMOS 矩阵 30*30=900 像素,得出每秒的扫描频率应该是 4700000/900=5222 次/秒。

同理,IE3 如果计算像素处理能力的话,应该是用扫描频率 6000 次/秒*CMOS 矩阵像素数量(22*22=484)= 290.4 万像素/秒,抛却 MS 在 DSP 软件和计算方法设计上的功力要比 LOGI 强的因素,大家可以发现,没有必要太迷信这个像素处理能力的概念,因为 IE3 虽然像素处理能力比 MX 少了一大截,但是定位和移动都是如此出色。那么 DPI 和这些东西有什么关系?

众所周知 DPI(dots per inch)指的是鼠标移动一英寸中,光头可以采样多少个点的数据。比如 400DPI 的 IE3,每英寸的鼠标移动,CMOS 矩阵可以采样到 400 个点,由于 CMOS 矩阵判断移动的最小值是:1 个像素,也就是说在矩阵中必须至少移动一个格子,这样 DSP 才能将其视作一个像素点的移动。

换句话说,400DPI 的鼠标最小能感应到 1/400=0.0025 英寸的移动,这也就是接近 400DPI 的鼠标的 CMOS 矩阵里一个格子的长度。而对于小于 0.0025 英寸的移动,比如像下面这个图里面的这种移动,DSP 是没有反应的。

说白了,DPI 就是变现 CMOS 矩阵和 DSP 配合下,标明其所能识别的最细微移动是多少的一个参数。

透镜

除了提升 CMOS 矩阵和 DSP 之外(这两个东西的提升比较高级,一般只有芯片厂家才能够调整,比如安捷伦自己),那么鼠标生产厂商有没有别的办法来提升 DPI 呢?

答案是有的,中间的机关就在透镜上。 这个逻辑就是,既然在同一个芯片上,不能把 CMOS 和 DSP 所能感应的最小移动幅度降低,那么把透镜放大倍数加倍,使像变大一倍(如下图),这时原来的 0.00125 英寸的移动,在 CMOS 镜头采样的时候,就变成了类似 0.0025 英寸的大小,从而可以被 400DPI 的鼠标识别了,这时 400DPI 的鼠标的 CMOS 和 DSP,变得和 800DPI 的鼠标类似了。但这种方法有副作用,就是对透镜装配的精确度要求很高,如果精度不合格,那么鼠标的定位和移动的精度就会很差,同时更容易丢帧。我向来不惮以最坏的恶意来揣测某些国内厂商的做法的,对于某些和别人采用同样的芯片,但是 DPI 却号称比别人高出几百的产品,我是一直带有怀疑的。

提升 DPI

那么,如果我们想把 DPI 提高,就要把 CMOS 矩阵和 DSP 进行提升,假如我们能将上图中的 CMOS 矩阵的每一个格子的宽度都减小一半,做到下面这种程度,并同时调整 DSP 的话,那么上图中的这种移动就可以被识别为(X:-1;Y: 0),也就是类似下面这样:

这时鼠标就变成了最小可以采集到 0.00125 英寸的移动,这时 DPI 就变成了 800。 想获得越高的 DPI, CMOS 矩阵和 DSP 就需要能感应的更小的鼠标移动。 当然,精度越高的光学引擎,价格自然也越贵。

丢帧因素

关于鼠标最大移动速度和丢帧的关系,正如我们前文所说,当 CMOS 矩阵前后两个采样的图片不能够互相比对的时候,那么 DSP 就不能判断鼠标进行了什么样的移动,丢帧也就产生了。

以向左 40 英寸/秒的移动速度来做个例子,一个每秒 2000 次采样,400DPI 的鼠标,上下两次采样中鼠标向左移动了 40 英寸/2000=0.02 英寸,对应由于这个鼠标的 CMOS 矩阵每个像素的宽度是 0.0025 英寸,也就是说,上下两次采样中,也就是说 CMOS 采集到的上一张像中的一个像素点,在下一张像中向左移动了 8 个像素,这时,以 22*22 的 CMOS 矩阵为例,上一张采样图片中曾出现的点,只剩下了(22-8)*22=308 个 能出现在下一张采样的图片上,这时可以用来和上一张图片进行比对的像素数量只有 308/484=64%(实际上,由于 DSP 在正常的计算中,并不是根据所有 22*22 个像素点进行比对来判断运动,而是往往仅根据中间的区域,例如 16*16 的区域里像素的变化来判断,因此这种情况下,可用于比对的点的比例还会更低,丢帧也就容易发生)。

而对于一个 6000 次/秒采样的 400DPI 的鼠标来说。上下两次采样中,鼠标移动了 40 英寸/6000=0.0067 英寸,也就是说在上下两次采样中,也就是说 CMOS 采集到的上一张像中的一个像素点,在下一张像中向左移动了仅大约 3 个像素,还是以 22*22 的 CMOS 矩阵来说,这时上一张采样图片里曾出现的点,在下一张采样里还剩下了(22-3)*22=418 个,这时可以用于和上一张图片比对的像素数量占到 418/484=86.4%,这样 DSP 就越可能作出正确的判断,丢帧的可能也就越小。

同步处理

通过这个计算也可以看出,当采样频率不能提高时并且 CMOS 矩阵数目一定的情况下,片面增加 DPI(降低 CMOS 矩阵里每一格的宽度),反而可能更导致丢帧。因此,鼠标 DPI 的提升,必须与采样频率和像素处理能力同步,才能避免丢帧的问题。

内部芯片

构成原理

首先说下光电鼠标的大概原理和构成:光学感应器、光学透镜、发光二极管、接口微处理器、轻触式按键、滚轮、连线、PS/2 或 USB 接口、外壳等。

然后我们上图来解说每个部件。

首先,以今天我们那个哥们的山寨激光鼠来说事。

先解释一个问题,由于安捷伦的半导体事业部被安华高收购,所以虽然我们还叫芯片为安捷伦(agilent),但是所有的资料上都标记的是安华高(avago),所以在说芯片的时候我叫它安捷伦,其他时候叫安华高。

图中最中间那个,带有安捷伦雪花标志的,大家都知道是传感芯片,这个是激光传感的。传感芯片后面那个黑色的小管是发射激光的,如果是光电鼠标就是个 LED,它都被固定在一个架子上,架子英文叫做 CLIP。

上面稍微大点的写着 HOLTEK 的那个,是主控芯片;最小的那个芯片是闪存。一般光学鼠标是 32K 的。以及其他小元件若干,电路板上 C 开头的电容,R 开头的是电阻。

具体细节

以下说明以光电的为例,方便点,激光同理。

光电传感芯片:负责接受 LED 发出的返回光线,并转变为电信号(可能是电流信号也可能是电压信号,电压信号受干扰小,我查阅了安华高的技术文档,上面并没有写明是电流信号还是电压信号,但根本本人做机电维护的经验来判断是电流信号,当然,我仅仅是凭经验判断而已,不敢肯定正确)。

主控芯片:负责桥接各个功能单元,并控制 I/O。其实就是一个单片机。如果有可编程的鼠标,那么主控芯片里还有一个 8-16k 大小的存储器用来储存程序。

做主控芯片的厂家很多,赛普拉斯、飞思卡尔这些大牌不用说,其他还有欧美的吉尼西斯、埃派克松,韩国三星,台湾东贝、义隆、普泰、凌阳等。凌阳多说两句,这个厂以前给日本的游戏机厂做 MCU,后来还曾经和长虹合作开发家用游戏机,后来不了了之。

传感芯片下面那个白色的东西是光学透镜组,光学透镜组件由一个棱光镜和一个圆形透镜组成。其中,棱光镜负责将发光二极管发出的光线传送至鼠标的底部,并予以照亮。 这个东西其实就相当于照相机的镜头来的,照相机大家都玩过吧?一个道理。

发光元件:LED,就是发个光供芯片处理后来定位的,其他没了。

其实光传感芯片、光学透镜组、LED、架子这四样东西称作为一个 Bundle,就是一包、一组或者一捆的意思。

楼上这套看不到光学镜头,如果也是安捷伦的话,那么这套东西属于安捷伦的 ADNB6031 或 ADNB6032,这两套 Bundle 的核心区别在于镜头组的形状,一个是 Round lens,一个是 Trim lens,就是说镜头是条形还是圆形。

这个图是安华高技术资料里的。对于以上说的问题表达的比较清楚,一个圆形镜头,一个条形镜头。关于棱镜我多说两句,凡是安捷伦做的棱镜,上面都打有一个小的雪花标,RAZER 的全都是这样,但是罗技鼠标的棱镜我见到的全都是打着罗技的标志,不知道这个棱镜是不是安捷伦代工的。

引擎区别

从原理上来讲是类似的,但是由于激光是相干光~ 所以具有比 LED 光源更好的特性~ 激光引擎可以支持的表面包括:纸,木材,包装纸,粗斜纹棉布,棉布,榻榻米,地毯,金属,瓷砖,塑料,福米卡塑料,网格。LED 引擎可以支持的表面包括:纸,木材,包装纸,粗斜纹棉布,棉布,纯黑表面。

安捷伦

单位注释

1,IPS: INCH PER SECOND=英寸/秒, 1 英寸=2.54 厘米

2,CPI: COUNT PER INCH, 类似于 DPI, 表示每英寸采集多少个点的数据

3, FPS: FRAME PER SECOND,每秒扫描多少帧图像

4,G: GRAVITY, 加速度单位, 1G=9.8 米/秒

上面的芯片参数来源于 AVAGO 官网

应用方案

LED 光学引擎系列

型号 系列 描述

ADNS-2030 无线系列 低功率光学传感器,为无线应用优化

ADNS-2051 有线系列 中频光学传感器,为有线/无线应用

ADNS-2610 有线(小型封装) 入门级,小型封装光学传感器,为普通鼠标

应用

ADNS-2620 有线(小型封装) 入门级,小型封装光学传感器,性能提高

ADNS-3040 无线系列 超低功率光学传感器,为无线应用优化

ADNS-3060 有线系列 高性能光学传感器

ADNS-3080 游戏系列 高分辨率光学传感器,为游戏应用

ADNS-3530 MINI 系列 MINI 系列低功率,芯片-基板-LED 整合设计

光学传感器,为无线应用设计

ADNS-3550 MINI 系列 MINI 系列低功率,芯片-基板-LED 整合设计

光学传感器,为无线应用设计

ADNS-5000 有线系列 基于 LED 的导航传感器

ADNS-5020-EN 有线(小型封装) 小型封装光学传感器,较入门级性能有所提高

ADNS-5030 无线(小型封装) 低功率,小型封装光学传感器,为无线应用设计

ADNS-5050 有线系列 性能提升的基于 LED 的导航传感器

LaserStream 激光引擎系列

型号 系列 描述

ADNS-6000 有线系列 高性能激光鼠标传感器

ADNS-6010 游戏系列 高分辨率激光鼠标传感器,为游戏设计

ADNS-6090 专业游戏系列 增强型游戏级激光传感器

ADNS-6530 MINI 系列 MINI 系列低功率,芯片-基板-LED 一体化设

计激光传感器,为无线应用设计

ADNS-7010 休闲游戏系列 休闲型游戏级激光传感器

ADNS-7050 无线系列 低功率激光传感器

ADNS-7530 无线系列 整合型,入门级,小型封装激光传感器

ADNS-7550 有线系列 整合型,入门级,小型封装激光传感器

以 LOGI 为主的厂家,包括 MS 等,以及国产的双飞燕等,均广泛使用安捷伦的芯片

总结

作为业界的领袖企业,安捷伦(安华高)的芯片发展,也代表这整个业界的技术发展方向。 而安

捷伦芯片的技术参数,直接决定了鼠标的性能。对于市场上五花八门的宣传口号,形形色色

的鼠标参数,可能很多坛友们有些迷惑。上面的介绍和参数,均来自官方渠道,可以供各位坛友

参考,用做选择产品时的指南。

可能很多坛友不知道自己的鼠标的芯片到底是哪一款,其实很多鼠标可以从参数上来推测出其鼠

标芯片,比如 MX518,根据参数就可以推测它采用的应该是 ADNS-3080 系列,双飞燕的一些产品也

采用此系列。 G9 则是采用的性能最高端的 ADNS-6090 系列~ 当然,大家百度之也可能得到正确答

案。

最新文章

  • 生活
  • 美食
  • 数码
  • 时尚
  • 教育
  • 汽车

发表评论