Лазерные устройства могут работать практически на любой поверхности, но не оптические системы. Визуальные мыши используют легкое освещение и для точности должны располагаться на неотражающих поверхностях. Если вы используете очень блестящий или отражающий свет прибор, он будет неточным и бесполезным.
С точки зрения оптических мышей…
В этой статье мы рассмотрим, как работают визуальные датчики мыши, прольем свет на историю развития технологии и развенчаем мифы о визуальных «грызунах».
Сегодня мы знаем визуальные мыши с 1999 года, когда на массовом рынке появились первые такие устройства управления от компании Microsoft, а также первые устройства других производителей. До и после появления этих мышей большинство серийно выпускаемых компьютерных «грызунов» представляли собой визуальные механизмы (мышь приводилась в действие оптической системой, которая видела движение мыши и детали инженеров — два цилиндра видят оси X и Y, и, в свою очередь, движение мыши при перемещении пользователя от шарика мыши при движении пользователя). Однако существовали и чисто визуальные модели мышей, для которых требовался специальный коврик. Однако эти устройства не пользовались большой популярностью, и идея разработки такого оператора постепенно сошла на нет.
‘Основываясь на общих принципах работы, известный сегодня тип оптической мыши был разработан в исследовательских лабораториях всемирно известной компании Hewlett-Packard Co. Корпорация HP Structure. Сегодня компания Agilent Technologies, Inc. является монополистом на рынке визуальных датчиков для мышей. Ни одна другая компания не разрабатывает их, независимо от того, кто и что рассказывает об эксклюзивных технологиях Intellieye или MX Optical Engine Technologies.. Смелые китайцы уже научились «клонировать» датчики от Agilent Technologies, поэтому, купив дешевую оптическую мышь, они могут легко установить в нее «поддельный» датчик.
Мы увидим, к чему приводят ощутимые различия в мышах позже, а пока давайте рассмотрим основы оптических мышей и, в частности, их системы обнаружения.
Как «видят» компьютерные мыши
В этом разделе мы рассмотрим основные принципы работы следящих оптических систем, используемых в современных операторах типа «мышь».
Таким образом, компьютерная мышь приобретает «зрение» в результате следующих действий С помощью системы светодиодов и линз, фокусирующих свет, под мышью освещается часть поверхности. Отраженный от этой поверхности свет, в свою очередь, собирается другой линзой и отражается обратно в процессор изображения, который представляет собой чип-приемник. Этот чип получает высокочастотное (КГц) изображение поверхности под мышью. Более того, чип (назовем его визуальным сенсором) не только делает снимки, но и обрабатывает их, поскольку содержит две основные части: систему загрузки IAS и встроенный процессор обработки изображений DSP.
На основе анализа серии последовательных изображений (квадратные сетки пикселей разной яркости) встроенный DSP-процессор вычисляет полученные показания. Это указывает направление движения мыши по осям x и y. Результаты можно получить извне через последовательный порт.
Блок-схема одного из оптических датчиков показывает, что чип состоит из нескольких блоков.
- основной блок, это, конечно же, Image Processor — процессор обработки изображений (DSP) со встроенным приемником светового сигнала (IAS);
- Voltage Regulator And Power Control — блок регулировки вольтажа и контроля энергопотребления (в этот блок подается питание и к нему же подсоединен дополнительный внешний фильтр напряжения);
- Oscillator — на этот блок чипа подается внешний сигнал с задающего кварцевого генератора, частота входящего сигнала порядка пары десятков МГц;
- Led Cоntrоl — это блок управления светодиодом, с помощью которого подсвечивается поверхность под мышью;
- Serial Port — блок передающий данные о направлении перемещения мыши вовне микросхемы.
Мы рассмотрим некоторые детали работы чипа оптического датчика немного подробнее, когда доберемся до чего-то более продвинутого, чем современные датчики, а пока давайте вернемся к основным принципам работы системы управления движением с использованием оптического оператора.
Обратите внимание, что информация о движении мыши не передается непосредственно на компьютер микросхемой оптического датчика через последовательный порт. Он поступает на отдельный чип контроллера в мыши. Этот второй «основной» чип в устройстве отвечает за нажатие кнопок мыши и вращение колеса прокрутки. Этот чип также мгновенно информирует компьютер о направлении движения мыши, преобразуя данные с оптического датчика в сигнал, который передается через интерфейс PS/2 или USB. Компьютер также использует драйвер мыши для перемещения курсора по экрану на основе информации, полученной через эти интерфейсы.
Это связано с наличием «второго» чипа контроллера, а также с тем, что тип микрочипа значительно отличается от типа микрочипа первых моделей оптических мышей. В случае с дорогими устройствами Microsoft и Logitech ничего плохого сказать нельзя (хотя они и не были «идеальными»), но масса более дешевых мышей, которые последовали за ними, работали недостаточно хорошо. Когда эти мыши работали на обычном коврике для мыши, экранный курсор делал странные колеса, почти подпрыгивая на полу рабочего стола, иногда …. даже самостоятельно перемещались по экрану, когда пользователь даже не касался бицепса. Иногда казалось, что мышь запускает компьютер и неправильно регистрирует движение, когда на самом деле ею никто не пользовался.
Из истории мышиного зрения
Инженеры-конструкторы компании Agilent Technologies, Inc. не теряли времени даром. За последние пять лет их оптические датчики достигли значительных технологических успехов, а их последние модели обладают впечатляющими техническими характеристиками.
Но сначала по порядку. Первым оптическим датчиком в массовом производстве был HDNS-2000 (рис. 8). Разрешение этих датчиков составляло 400 cpi (counts per inch), то есть точек (пикселей/дюйм), со скоростью установки оптического датчика 1500, рассчитанной на максимальную скорость мыши 12 дюймов в секунду (около 30 см/с). Кадры в секунду. Допустимое ускорение (при стабильности датчика) чипа HDNS-2000 составляет до 0,15 g (примерно 1,5 м / сек2).
Далее шли микросхемы оптических датчиков ADNS-2610 и ADNS-2620. Оптический датчик ADNS-2620 уже поддерживал программируемую частоту «захвата» поверхности под мышью на уровне 1500 или 2300 снимков в секунду. Каждая загрузка была сделана с разрешением 18×18 пикселей. Для датчика максимальная рабочая скорость была ограничена 12 дюймами в секунду, но предел ускорения был повышен до 0,25 g, а частота «стрельбы» по поверхности составила 1500 кадров в секунду. Эта микросхема (ADNS-2620) также имеет всего восемь выводов, что делает ее намного меньше, чем микросхема ADNS-2610 (16 выводов), которая похожа на HDNS-2000. Компания Agilent Technologies, Inc. хотела «минимизировать» чип, чтобы сделать его более компактным, сэкономить энергию и облегчить установку в портативные и беспроводные продукты.
Чип ADNS-2610 был «большим» аналогом 2620, но не обладал «продвинутой» способностью 2300 кадров в секунду. Кроме того, эта версия требовала питания 5 В, в то время как чип ADNS-2620 поддерживал только 3,3 В.
Чуть позже был выпущен чип ADNS-2051. Это было гораздо более мощное решение, чем HDNS-2000 или ADNS-2610, но они были очень похожи (по комплектации). Сенсор уже позволял программно управлять «разрешением» оптического датчика, изменяя его от 400 до 800 cpi. Вариант чипа также позволял регулировать частоту выстрелов по поверхности, причем в очень широком диапазоне — 500, 1000, 1500, 2000 или 2300 выстрелов в секунду. Размер этих изображений составлял всего 16×16 пикселей. Даже при 1 500 выстрелах в секунду максимально допустимое ускорение мыши при «вытягивании» составляло 0,15 g, а максимально возможная скорость перемещения — 14 дюймов в секунду (т.е. 35,5 см в секунду). Микросхема рассчитана на напряжение питания 5 В.
Датчик ADNS-2030 предназначен для беспроводных устройств и поэтому потребляет меньше энергии, требуя только питания 3,3 В. Чип также имел функции энергосбережения, включая режим энергосбережения при бездействии и спящий режим при подключении мыши через USB. Кстати, мышь также может работать в энергосберегающем режиме. Значение ‘1’ бита sleep в одном из регистров микросхемы делало датчик «всегда включенным», в то время как значение по умолчанию ‘0’ соответствовало режиму работы. чип, когда мышь не двигалась (точно такое же изображение поверхности было сделано сразу после 1500 точно) и через 1 секунду сенсор и мышь перешли в энергосберегающий режим. Что касается других ключевых характеристик датчика, то они не отличаются от характеристик ADNS-2051. Та же 16-контактная рамка, скорость до 14 в/с, максимальное ускорение 0,15 g, программируемое разрешение 400 и 800 cpi соответственно, а частота съемки может быть точно такой же, как и в упомянутой выше версии чипа.
Преимущества проводных мышей: + дешевле беспроводных + меньше задержек + фиксированное соединение + легче беспроводных
Конструкция
Современные мыши имеют встроенную видеокамеру, которая делает снимки поверхности с поразительной скоростью (более 1000 раз в секунду) и отправляет эту информацию в процессор. Процессор сравнивает изображения и определяет положение и размер движения мыши.. Для получения более качественного изображения поверхность должна быть освещена. Для этого используются различные технологии.
Оптические мыши.
Светодиоды используются для определения местоположения устройства, что позволяет датчику лучше получать информацию, а процессору — быстрее считывать ее.
Лазерные мыши
Использует полупроводниковый лазер вместо светодиодов для контрастного освещения поверхности, а датчик настроен на захват соответствующей длины волны этого света.
Разрешающая способность
Параметр dpi, часто встречающийся на ценниках в магазинах, где продаются мыши, означает количество точек на дюйм или разрешение. Чем он выше, тем чувствительнее устройство. Для обычной работы на компьютере достаточно 800 dpi. Достаточно оптической мыши, но любителям игр и профессиональным дизайнерам требуется максимальное разрешение оператора, поэтому им следует приобрести лазерную мышь.
Оптические мыши.
Большинство мышей имеют разрешение до 800 dpi, а максимальное разрешение составляет 1200 dpi.
Лазерные мыши
Лазерные мыши имеют среднее разрешение 2000 dpi и максимальное разрешение более 4000 dpi. Недавно была выпущена лазерная мышь с разрешением 5700 dpi. Это позволяет регулировать разрешение для экономии энергии.
Оптические мыши.
Самые дешевые мыши стоят примерно от 200 рублей.
Лазерные мыши
Достаточно дорогие: от 600 до более 5000 рублей (топовые модели игрушек).
Скорость и точность
Полупроводниковые лазеры излучают свет в невидимой инфракрасной области, который является более точным и лучше считывает информацию, делая положение мыши более точным. Улучшаются такие стандарты, как скорость и точность. Это особенно актуально для геймеров и графических дизайнеров. Рекомендуется выбирать лазерную мышь.
Фото: www.modlabs.net
Как можно легко понять, основываясь на данных таблицы, частота кадров датчика определяется по следующей простой формуле Частота кадров = (частота опорного генератора (24 МГц) / значение регистра частоты кадров).
Разрешение сенсора
Разрешение сенсора (DPI / CPI) — одна из самых важных характеристик мыши. Это означает, что чем выше разрешение, тем дальше курсор может перемещаться по экрану по сравнению с расстоянием, на которое мышь может перемещаться по поверхности. Современные мыши могут достигать 16 000 точек на дюйм, но высокое разрешение не обязательно означает высокую точность. Во многих случаях достаточно 1600 точек на дюйм, но стрелки предпочитают гораздо меньшие настройки, такие как 800 или 1200 точек на дюйм, из-за более высокой точности сигнала. Высокий DPI используется в играх MOBA. Поэтому не стоит гнаться за мышью с самым высоким разрешением.
Время отклика — это параметр, определяющий, сколько времени требуется для того, чтобы сигнал от мыши достиг компьютера. Чем короче время отклика, тем лучше. Для игрушечной мыши это может быть всего одна миллисекунда. Максимальное ускорение — это ускорение мыши, когда она уже не чувствует коврик и вращается вокруг своей оси. Оптические мыши превосходят их в этом отношении, обеспечивая точную работу при резких движениях.
Эргономика и дизайн
Большинство мышей выпускаются в симметричном или правостороннем исполнении, которые соответствуют анатомической форме руки с учетом изгибов и впадин. Мыши для левшей также доступны и их легко найти среди геймеров. Поэтому рекомендуется подбирать мышь под основную руку и ее размер. Очень маленькие мыши неудобны для игрока. Обратите внимание на материал, из которого изготовлена мышь. Полностью пластиковая мышь будет скользить. Выберите мышь с эластичной вставкой или мышь из матового/тертого пластика. Это предотвратит скольжение пальцев при намокании и сделает ощущения более комфортными. Также важно иметь высококачественные тефлоновые ножки, чтобы обеспечить плавное скольжение мыши. Также желательно иметь в комплекте запасные ножки.
При выборе мыши, в зависимости от типа игры (шутерам не нужно много кнопок, наоборот они могут быть громоздкими стратегиям или RPG), дополнительные кнопки для входа в игру могут быть очень полезны. Например, игровая мышь RazerNaga имеет 12 боковых кнопок. Также проверьте основные клавиши. Левая и правая кнопки мыши должны обеспечивать достаточную тактильную отдачу.
Проводная или беспроводная?
При выборе игровой мыши многие задаются вопросом, какую модель лучше приобрести — проводную или беспроводную.
Преимущества проводных мышей: + дешевле беспроводных + меньше задержек + фиксированное соединение + легче беспроводных
Преимущества беспроводных мышей: + отсутствие кабелей, поэтому вы можете свободно перемещать мышь — + отсутствие кабелей, поэтому ваш рабочий стол выглядит лучше.
Недостатки проводных мышей:- Кабели могут мешать на столе, запутываться с другими кабелями и создавать беспорядок.
Недостатки беспроводных мышей: — большая задержка по сравнению с проводными мышами (хотя не всегда, многие беспроводные мыши среднего и высокого класса используют технологию низкой задержки, например Logitech LightSpeed) — дороже проводных мышей — тяжелая мышь Количество используемых батареек — необходимо регулярно менять батарейки и хранить их дома, чтобы мышь не разряжалась.
Можно сделать вывод, что проводные мыши имеют много преимуществ перед беспроводными. Однако если вы можете найти недорогую мышь, у вас дома есть запасные батарейки или время ожидания невелико, беспроводная мышь определенно того стоит.
