光学鼠标和光电鼠标,光电鼠标光学引擎浅析

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光电鼠标光学引擎浅析

日期:2007-07-23   荐:
  近期微软的新一代激光鼠已经上市了,1000dpi的分辨率,6000帧的采样率足以和罗技的MX1000激光鼠标相抗衡。随着技术的快速革新,这两家大厂的鼠标性能已经凸显出来,其他厂商根本无力追逐了。是什么决定了鼠标的整体性能呢?今天就给大家介绍光电鼠标的技术核心——光学引擎

什么是鼠标的光学引擎

  光学引擎(Optical Engine)可以说是光电鼠标中最为精密的部件。它是一套扫描分析系统,它会不断发出脉冲光波扫描鼠标底部的平面,得到一张张图片进行分析后确定鼠标的运动方向和轨迹。光学引擎主要是由CMOS图像感应器和DSP数字信号处理器两大部分组成。前者负责收集鼠标底部平面的信息,并且将所有信息转化为二进制数据。后者对这些数据进行比较,由此来计算出鼠标的运动轨迹。我们平时最为关心的光电鼠标性能参数如分辨率、采样频率等都是由光学引擎所决定的。

光学引擎的性能指标

  在购买光电鼠标时,分辩率是我们比较关心的一个指标。它的单位是dpi即鼠标移动每英寸的采样点数。光电鼠标在工作的时候会不断产生光电脉冲,每秒产生的脉冲越多鼠标也就越灵敏。目前主流光学鼠标的分辨率为400/800/1000dpi。

  采样频率是大家最为关心的一个指标,它是指图像感应器每秒采集分析的能力。度量单位是帧/每秒。早期的光学引擎采样率仅有1500帧/秒,也就是说每秒中只能解析1500次。这仅仅相当于14英寸/秒的运动速度。而人类手臂的运动速度能达到30英寸/秒。尤其是玩一些第一人称射击游戏时,低采样率的鼠标会非常不爽。此后光学引擎的技术不断发展,采样率也达到了6000帧以上。

  图像处理能力是分辨率与感应器的乘积,它反映了DSP数字信号处理器的计算能力。一般光电鼠标的感应器为22×22=484象素。当鼠标的采样率为1500帧的时候,光学引擎的图像处理能力为484×1500=72.6万个像素。

早期光学引擎的发展

  虽然光学引擎看起来结构不复杂,但是技术含量和制作工艺要求都非常高。目前世界上只有微软、安捷伦、罗技这三家厂商才具有设计和制造能力。微软独创的IntelliEye光学引擎只使用在自家的光学鼠标产品上,并不对外出售。1999年微软推出了第一代IntelliEye光学引擎,它的分辨率达到了400dpi,采样率只有1500帧。不过这一代光电鼠标并不能满足竞技游戏玩家的需求。此后在2001年微软研发出了第二代IntelliEye光学引擎。虽然采样率达到了6000帧,但是分辨率依然维持在400dpi。

  而安捷伦走的是供应商路线,向鼠标制造商提供零配件产品,其自身并不制造生产鼠标。不过市面上几乎所有的光电鼠标都使用的是安捷伦的光学引擎。它首批推出的是H2000光学引擎。与微软首批产品相似仅具备400dpi的分辨率和1500帧的采样率。2001年安捷伦推出了第二代A2000系列光学引擎,分辨率大幅提升到800dpi的水平,采样率也提升到了2300帧。此时的微软还固守400dpi阵营,微软的工程师当时固执的认为1024×768时代没有必要将分辨率提高到800dpi。最后在2002年下半年,安捷伦与罗技携手推出了“MX光学引擎”。它的采样频率大幅提升到了5300帧,并且CMOS感应元件的分辨率也从原来的22×22象素提升到了30×30象素。这使得MX光学引擎具备470万象素的处理能力。

  罗技的情况比较特殊,以前曾经使用安捷伦的光学引擎,后来罗技自己研发出了强大的激光光学引擎,所有鼠标开始慢慢转向使用自家引擎技术。

  2004年9月,罗技第一只采用激光光学引擎的鼠标MX1000正式登场了,它也是世界上第一款激光鼠标。它的分辨率为800dpi,采样率为6400帧,图像处理能力达到了580万象素。2005年9月微软也正式发布了第三代IntelliEye光学引擎,它也被形象的称为Laser激光引擎。其主打产品暴雷鲨6000的分辨率更达到了恐怖的1000dpi。

  激光鼠为什么会这么强呢,这还要从传统光学引擎的弊端说起。传统光电鼠标的光学引擎采用发光二极管作为光源,这是一种散射光源。并且它要依靠鼠标垫表面的漫反射光来成像。漫反射光照射在感应器上是非常模糊的。若你使用了表面非常光滑的透明玻璃作为鼠标垫,那么感应器捕获光波就会非常困难。

  而采用激光引擎的鼠标,彻底摒弃了发光二极管光源,转而采用了安全范围内的激光光源。我们都知道激光的方向性很好,光波不容易扩散。同时激光引擎的感应器采用了记录镜面反射机制。由此射入感应器内的光波会非常集中且清晰。激光光学引擎的灵敏度是传统光电鼠标的20倍。

总结:

  光学引擎是光电鼠标中最为重要的部件,它的优劣直接影响到鼠标的性能和使用感受。在经历了几代光学引擎的技术变革之后,今后的焦点将是激光引擎。随着光学引擎的换代,缺乏激光引擎技术的小厂很难在市场中立足。目前微软的激光鼠已经在市场上遍地开花,罗技MX1000一支独秀的局面已经不在。可以预见激光鼠价格大战即将在明年上演。

(出处:http://www.sheup.com)




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