что значит мышка оптическая

Лазерная мышь или оптическая — что лучше?

Компьютерные мыши отличаются не только цветами и дизайном. Одним из главных отличий моделей можно считать принцип работы. Разбираемся, какие мыши лучше: оптические или лазерные?

Сердце каждой компьютерной мыши — сенсор, контролирующий передвижение по поверхности.

Принцип их работы схож между собой, отличается только конструкция сенсора. Оптический аксессуар работает на стандартном светодиоде, лазерные же девайсы оснащены специальным инфракрасным излучателем.

Как работают мыши разных типов?

Оптико-светодиодный сенсор состоит из излучателя, специального датчика и микросхемы, которые регистрируют скорость и направление перемещения компьютерной мыши. Работает это следующим образом:

В недорогих девайсах используют светодиоды красного цвета. Это связано с низкой ценой таких излучателей и высокой чувствительностью кремниевых фотоприемников к частотному диапазону излучения в пределах 660 нанометров. В дорогих моделях могут применяться светодиоды прочих цветов, включая спектры, не воспринимаемые глазом.

В лазерных мышках подсветку создает лазерный инфракрасный диод. Тонкий луч передается через сенсор непосредственно на процессор. Инфракрасное излучение позволяет точно фокусироваться на плоскости с более мелкими неровностями, чем может воспринять устройство с обычным источником света.

Лазерные и оптические мыши: главные отличия

Долгое время считалось, что оптические мыши идеальны для офисного использования, а геймерам и дизайнерам лучше подходят лазерные. Однако со временем оптические практически догнали своих «конкурентов» по всем характеристикам: у них тоже высокое разрешение, высокая точность и скорость отклика. Но конструктивные особенности остались прежними, и этим обусловлена их главное отличие.

Лазерные мыши гораздо более безразличны к качеству поверхности. Если вам приходится работать в «походных условиях», двигая мышь то по листу бумаги, то по полированному столу, то по собственной ноге, лазер будет иметь большое преимущество перед оптикой. Мышь со светодиодом не обеспечит вам плавного перемещения, например, по глянцевой поверхности: курсор будет «скакать».

Но, если вы используете мышь на коврике, как и положено, разницы не будет никакой. Разумеется, если речь идет о периферии одной ценовой категории.

Какая мышка лучше: другие отличия

Для тех, кто любит вникнуть в суть, разберемся в характеристиках более подробно. Вас могут убеждать, что лазерные мыши гораздо более «продвинутые», но так ли это важно?

Разрешение

Оптические светодиодные мыши среднего уровня имеют разрешение 800 до 1600 dpi, хорошие игровые имеют регулируемые 200 — 3200 dpi. Манипуляторы с лазерным сенсором охватывают диапазон 1200 — 16000 dpi.

Оптимальное для большинства ПК, ноутбуков, позволяющее работать без задержек — 800 dpi. Именно этот показатель был у первых шариковых мышек, он остается минимальным для манипуляторов и сегодня. Если вы покупаете мышь, чтобы работать в офисе, нет никакой разницы, оптическая она или лазерная.

Время отклика

Время отклика мыши — еще один важный параметр, в первую очередь для геймеров. Оно никак не зависит от типа манипулятора: офисные модели могут иметь отклик порядка 10 мс, игровые — 1 мс.

Скорость

Лазерные манипуляторы обладают хорошей скоростью, в то время как у оптических аналогов она ниже. По сути скорость зависит от разрешения сенсора, размера и разрешения монитора. Например, при одном и том же разрешении сенсора скорость движения по монитору FHD и 4К будет разной. Если вы профессионально играете на большом 4К мониторе, вам пригодится лазерная мышь с 1600 dpi и выше.

Рабочая поверхность

Как мы уже отмечали, лазерная мышка более приспособлена для универсального использования — качество ее работы не ухудшается при смене рабочей площади. Даже на тканевых и стеклянных поверхностях она показывает отличные результаты. Оптическая может «глючить».

Автономность работы

Элемент питания в мышах менять приходится не так часто. Но лазерные модели более экономичны: батарейки хватает на несколько лет даже при ежедневном активном использовании. Конечно, это не решающий аргумент, но все же еще одно отличие между мышами двух типов.

Стоимость

Теоретически лазерные мыши дороже аналогичных оптических. Но сегодня на рынке есть множество разных производителей: продукция менее известных брендов гораздо доступнее, чем признанных лидеров. Поэтому можно купить хорошую лазерную мышь дешевле, чем оптическую.

Лазерная мышь среднего уровня Logitech G G Pro Gaming Mouse

Лазерная мышь или оптическая: что лучше для игр?

Это может показаться странным, но большинство киберспортсменов используют оптические модели мышей. Такие модели более удобны, потому что обеспечивают более стабильное и предсказуемое поведение, а в играх это принципиально важно. В шутерах высокие DPI — это не всегда хорошо. Нелегко целиться во врага, когда малейшее дрожание руки сбивает прицел.

Как отличить лазерную мышь от оптической?

Вид современной компьютерной мыши сложно отличать на глаз. Тип сенсора можно определить, опираясь сразу на несколько параметров:

Для полной достоверности необходимо соответствие минимум трех перечисленных пунктов. При необходимости информацию можно узнать у продавца — консультанта.

Итого: лазерная или оптическая мышь лучше?

Для большинства пользователей тип сенсора не имеет никакого значения. Гораздо более важно обратить внимание на другие параметры: эргономичность, вес, наличие дополнительных кнопок. Выбор игровой мыши — это целая наука. Наши рекомендации по этому поводу ищите в этой статье.

Другие полезные статьи о мышках:

Источник

Параметры сенсоров мышей и игровых мышей

Содержание

Содержание

Игровые мыши — это огромный мир периферийных устройств, который по-своему интересен: он удивляет техническими рекордами, новыми разработками и постоянным развитием эргономики. Несмотря на большое количество материалов на эту тему, сенсорам уделяется не так много внимания. Именно поэтому речь сегодня пойдет только о сенсорах.

Оптическая светодиодная мышь чаще всего выбирается для работы — она самый частый гость в офисах. Оптическая лазерная мышь — выбор профессиональных геймеров. Вообще главное отличие геймерской мыши от простой заключается не в уникальном дизайне и даже не в типе сенсора, а в характеристиках устройства.

Сегодня в продаже можно встретить устройства с максимальным разрешением датчика от 300 до 24000 dpi, но большая часть мышей имеет максимальное разрешение, которое не превышает 5000 dpi. Почему же так происходит? Давайте разбираться.

Принцип работы, разбираемся в тонкостях

Сердцем любой компьютерной мыши является сенсор. На сегодняшний день самыми распространенными являются два типа устройств— оптическая светодиодная и оптическая лазерная мышь. В основе первого типа устройств лежит стандартный светодиод, во втором случае — инфракрасный излучатель (лазер).

Инфракрасный лазер оптической лазерной мыши

Игровые мыши чаще всего оснащаются инфракрасным лазерным излучателем — такие устройства отличаются высочайшей точностью и предельной скоростью реагирования. Разрешение сенсора у игровых мышей может достигать рекордных значений.

Видна часть оптического датчика светодиодной мыши

Что касается оптических светодиодных мышей, то они отличаются умеренной точностью, работают относительно быстро, без задержек и для своих целей вполне оправданны.

Оптико-светодиодный сенсор

В бюджетных устройствах используются оптические сенсоры с диодами красного цвета, так как подобные излучатели являются самыми доступными в производстве. Диод-излучатель, под специальным углом, излучает свет, который формирует тени на поверхности стола/коврика. Сенсор оснащается камерой низкого разрешения, которая покадрово фиксирует тени в микронеровностях. Каждый полученный кадр преобразуется в систему координат, которая позволяет точно воспроизвести месторасположение мыши в пространстве.

Как работает сенсор оптической светодиодной мыши

Для тех, кому интересен процесс работы сенсора подробнее, рассмотрим его детальнее. CMOS камера с высокой скоростью (несколько тысяч снимков в секунду, в зависимости от производителя и модели мыши) фотографирует маленькие участки коврика или другой поверхности. Полученный кадр делится на квадраты — каждому из них присваивается средний показатель яркости. Например: от 0 до 70 единиц, где 0 — черный, а 70 — самый яркий белый участок. Одновременно формируется подобие мозаики, которая состоит из огромного числа таких квадратиков.

Рабочая поверхность в представлении процессора мыши

Один такой квадрат является тем самым count или отсчетом, который указывается в качестве единицы измерения разрешения сенсора. Все считываемые изображения накладываются друг на друга, но со смещением. Обработку отснятых кадров осуществляет процессор устройства. Каким именно образом происходит обработка, зависит от производителя мыши — алгоритмы являются закрытыми и запатентованными.

Все полученные кадры сопоставляются друг с другом — в итоге CPU мыши идентифицирует величину/вектор передвижения устройства. Затем все данные трансформируются в координатную систему, вычисляются и передаются уже в систему компьютера.

Мышь с оптическим сенсором. Хорошо виден свет от красного излучателя

Лазерно-инфракрасный диод

Лазерно-инфракрасный диод используется в мышах с лазерным сенсором. Благодаря передаче луча прямо на процессор (илл. ниже), достигается высочайшая точность измерений. Инфракрасное излучение точнее фокусируется на плоскостях, которые содержат большое количество неровностей.

Схема работы оптической светодиодной и оптической лазерной мыши

Лазерная мышь эффективно взаимодействует с любым типом поверхности, включая глянцевые, стеклянные, основания. Кроме этого мыши с лазерным сенсором отличаются низким уровнем энергопотребления.

Лазерная мышь практически не чувствительна к типу поверхности

Что такое интерполяция

Интерполяция — это пропуск кадров. Интерполяция активируется, когда микроконтроллер вынужден угадывать значения датчика в оси координат, вместо того, чтобы иметь «реальные» значения положения мыши в пространстве. Пропуск кадров происходит в двух случаях.

Первый — если датчик отслеживает значения, которые превышают его диапазон по умолчанию (нейтральный диапазон).

Второй случай — если данные приемника-датчика и микроконтроллера не синхронизированы, либо — если сервисный интервал возвращает ошибку, сброс или нулевые данные. Последнее происходит, когда события ESD содержат недопустимые адреса, например — в случае поломок микроконтроллера.

Основные параметры сенсоров

К основным параметрам сенсоров можно отнести: разрешение, время отклика, максимальное ускорение.

Сенсор мыши — именно этот компонент определяет точность и трекинг.

Разрешение сенсора обозначается как DPI или CPI — эти аббревиатуры используются для обозначения количества точек на дюйм. Чем больше разрешение сенсора, тем продолжительнее расстояние, которое пройдёт курсор на экране, по отношению к пути мыши на рабочем основании.

G403 — предельная точность и скорость в играх. Высочайшее разрешение обеспечивается лазерным сенсором HERO 16K

Сенсор мыши определяет точность и трекинг. К основным параметрам сенсоров можно отнести разрешение и время отклика.

Как меняется разрешение: современные игровые мыши позволяют менять разрешение не только программным образом, но и при помощи кнопок, которые находятся на корпусе устройства. Последний способ предпочтительнее, так как разрешение можно менять на лету — за считанные секунды, что особенно актуально в играх. Программно менять разрешение можно при помощи специализированных утилит или путем задействования различных макросов.

Как измеряется: разрешение сенсора измеряется в DPI или CPI — эти характеристики используются для обозначения количества точек на дюйм и количества считываний на дюйм, соответственно. Если быть скрупулезным и более точным, то измерять разрешение сенсора нужно только в CPI, так как мы измеряем именно число считываний, а не число точек.

На что влияет: разрешение определяет перемещение устройства по рабочему основанию. Максимальное значение разрешения позволяет понять, какое минимальное движение мыши будет зафиксировано и считано самим устройством.

G PRO — один из королей геймерской периферии. В основе — всё тот же HERO 16K. Мышь улавливает количество точек в диапазоне от 100 до 16000 dpi. Идеальный выбор для профессиональных геймеров

Частота опроса или время отклика — еще один важный параметр для игровых мышей. Чем меньшее время отклика, тем быстрее мышь будет «откликаться» на действия игрока, наприме — в динамичных шутерах. Современные игровые мыши обладают временем отклика, которое варьируется в пределах миллисекунды. Частота опроса или время отклика — это характеристика, которая показывает насколько часто контроллер устройства сравнивает данные о текущем местоположении с исходным расположением.

Чем выше опросная частота, тем плавнее будет передвигаться курсор мыши на экране. Измеряется опросная частота в Герцах. Чтобы было понятнее, как эта характеристика влияет на отклик, приведем пример: при частоте опроса 500 Гц отклик будет составлять около двух миллисекунд, при опросе 1000 Гц — уже около одной миллисекунды. Следовательно, при частоте опроса в 500 Гц мышь будет ощущаться острее, а при 1000 Гц — более плавно.

Таким образом, частота опроса — это характеристика, которая показывает, как часто процессор опрашивает матрицу (или, проще говоря, как часто он делает фото подложки).

Какие бренды пользуются наибольшим доверием

В условиях высочайшей конкуренции современные сенсоры практически не отличаются — наращивать, например, ту же мощность уже нецелесообразно. Даже если производитель использует какие-то собственные наработки — кастомные линзы или модернизированную прошивку, заметить это без специализированных тестов не сможет даже опытный геймер.

Сенсоры современных игровых мышей изготавливают множество производителей. Лучше выбирать сенсоры проверенных брендов. К ним можно отнести сенсорные модули следующих производителей:

● Pixart;
● TrueMove3;
● HERO;
● Mercury.

Модельные линейки сенсоров от значимых брендов

Вышеуказанные сенсоры используются при производстве многих популярных игровых мышей. Так сенсоры Pixart (серии 3389, 3390, 3391, 3366, 3361, 3367 3360, 3310, 3330, 3988) используются при создании мышей Razer, включая Naga Trinity, DeathAdder Elite. Сенсоры Pixart также используются в устройствах Lancehead, Pulsefire FPS Pro, Corsair IronClaw RGB, Asus ROG Gladuis, SteelSeries Rival 300. Вообще большинство геймерских мышей оснащаются именно сенсорами Pixart.

В основе DeathAdder одноименный сенсор с разрешением 6400 DPI. Бюджетный, но практичный вариант для любых игр

Сенсоры Mercury используется при создании мышей Logitech G102. Сенсоры HERO используется при создании мышей G502 HERO, G Pro Wireless и G502. Сенсоры TrueMove3 нашли применение в устройствах Rival, включая 650 Wireless и проводные мыши Rival 310, 710, 600. Также сенсорами TrueMove комплектуется мышь Sensei 310 производителя SteelSeries.

Заключение

Сегодня возможности игровых мышей практически сравнялись. Разницу можно ощутить лишь между светодиодными и лазерными устройствами. Для современной игровой мыши главной характеристикой является скорость и ускорение. Разрешение сенсора уже отошло на второй план. Выбирая геймерскую мышь нужно обратить внимание на производителя сенсора — лучше выбирать устройства в основе которых лежат проверенные разработки Pixart, TrueMove3 и HERO.

Источник

С точки зрения оптических мышей…

В этой статье мы рассмотрим принципы работы сенсоров оптических мышей, прольем свет на историю их технологического развития, а также развенчаем некоторые мифы, связанные с оптическими «грызунами».

Кто тебя выдумал…

Привычные для нас сегодня оптические мыши ведут свою родословную с 1999 года, когда в массовой продаже появились первые экземпляры таких манипуляторов от Microsoft, а через некоторое время и от других производителей. До появления этих мышей, да и еще долго после этого, большинство массовых компьютерных «грызунов» были оптомеханическими (перемещения манипулятора отслеживались оптической системой, связанной с механической частью — двумя роликами, отвечавшими за отслеживание перемещения мыши вдоль осей × и Y; эти ролики, в свою очередь, вращались от шарика, перекатывающегося при перемещении мыши пользователем). Хотя встречались и чисто оптические модели мышей, требовавшие для своей работы специального коврика. Впрочем, такие устройства встречались не часто, да и сама идея развития подобных манипуляторов постепенно сошла на нет.

Откуда берутся видимые отличия в работе манипуляторов, мы выясним чуть позднее, а пока позвольте приступить к рассмотрению базовых принципов работы оптических мышей, точнее их систем слежения за перемещением.

Как «видят» компьютерные мыши

В этом разделе мы изучим базовые принципы работы оптических систем слежения за перемещением, которые используются в современных манипуляторах типа мышь.

Итак, «зрение» оптическая компьютерная мышь получает благодаря следующему процессу. С помощью светодиода, и системы фокусирующих его свет линз, под мышью подсвечивается участок поверхности. Отраженный от этой поверхности свет, в свою очередь, собирается другой линзой и попадает на приемный сенсор микросхемы — процессора обработки изображений. Этот чип, в свою очередь, делает снимки поверхности под мышью с высокой частотой (кГц). Причем микросхема (назовем ее оптический сенсор) не только делает снимки, но сама же их и обрабатывает, так как содержит две ключевых части: систему получения изображения Image Acquisition System (IAS) и интегрированный DSP процессор обработки снимков.

На основании анализа череды последовательных снимков (представляющих собой квадратную матрицу из пикселей разной яркости), интегрированный DSP процессор высчитывает результирующие показатели, свидетельствующие о направлении перемещения мыши вдоль осей × и Y, и передает результаты своей работы вовне по последовательному порту.

Если мы посмотрим на блок-схему одного из оптических сенсоров, то увидим, что микросхема состоит из нескольких блоков, а именно:

Некоторые детали работы микросхемы оптического сенсора мы рассмотрим чуть далее, когда доберемся к самому совершенному из современных сенсоров, а пока вернемся к базовым принципам работы оптических систем слежения за перемещением манипуляторов.

Нужно уточнить, что информацию о перемещении мыши микросхема оптического сенсора передает через Serial Port не напрямую в компьютер. Данные поступают к еще одной микросхеме-контроллеру, установленной в мыши. Эта вторая «главная» микросхема в устройстве отвечает за реакцию на нажатие кнопок мыши, вращение колеса прокрутки и т.д. Данный чип, в том числе, уже непосредственно передает в ПК информацию о направлении перемещения мыши, конвертируя данные, поступающие с оптического сенсора, в передаваемые по интерфейсам PS/2 или USB сигналы. А уже компьютер, используя драйвер мыши, на основании поступившей по этим интерфейсам информации, перемещает курсор-указатель по экрану монитора.

Именно по причине наличия этой «второй» микросхемы-контроллера, точнее благодаря разным типам таких микросхем, довольно заметно отличались между собой уже первые модели оптических мышей. Если о дорогих устройствах от Microsoft и Logitech слишком плохо отозваться я не могу (хотя и они не были вовсе «безгрешны»), то масса появившихся вслед за ними недорогих манипуляторов вела себя не вполне адекватно. При движении этих мышей по обычным коврикам курсоры на экране совершали странные кульбиты, скакали чуть ли не на пол Рабочего стола, а иногда… иногда они даже отправлялись в самостоятельное путешествие по экрану, когда пользователь совершенно не трогал мышь. Доходило и до того, что мышь могла запросто выводить компьютер из режима ожидания, ошибочно регистрируя перемещение, когда манипулятор на самом деле никто не трогал.

Кстати, если вы до сих пор боретесь с подобной проблемой, то она решается одним махом вот так: выбираем Мой Компьютер > Свойства > Оборудование > Диспетчер устройств > выбираем установленную мышь > заходим в ее «Свойства» > в появившемся окне переходим на закладку «Управление электропитанием» и снимаем галочку с пункта «Разрешить устройству вывод компьютера из ждущего режима» (рис. 4). После этого мышь уже не сможет вывести компьютер из режима ожидания ни под каким предлогом, даже если вы будете пинать ее ногами 🙂

Итак, причина столь разительного отличия в поведении оптических мышей была вовсе не в «плохих» или «хороших» установленных сенсорах, как до сих пор думают многие. Не верьте, это не более чем бытующий миф. Или фантастика, если вам так больше нравится 🙂 В ведущие себя совершенно по-разному мыши часто устанавливались совершенно одинаковые микросхемы оптических сенсоров (благо, моделей этих чипов было не так уж много, как мы увидим далее). Однако вот, благодаря несовершенным чипам контроллеров, устанавливаемых в оптические мыши, мы имели возможность сильно поругать первые поколения оптических грызунов.

Однако, мы несколько отвлеклись от темы. Возвращаемся. В целом система оптического слежения мышей, помимо микросхемы-сенсора, включает еще несколько базовых элементов. Конструкция включает держатель (Clip) в который устанавливаются светодиод (LED) и непосредственно сама микросхема сенсора (Sensor). Эта система элементов крепится на печатную плату (PCB), между которой и нижней поверхностью мыши (Base Plate) закрепляется пластиковый элемент (Lens), содержащий две линзы (о назначении которых было написано выше).

В собранном виде оптический элемент слежения выглядит как показано выше. Схема работы оптики этой системы представлена ниже.

Оптимальное расстояние от элемента Lens до отражающей поверхности под мышью должно попадать в диапазон от 2.3 до 2.5 мм. Это рекомендации производителя сенсоров. Вот вам и первая причина, почему оптические мыши плохо себя чувствуют «ползая» по оргстеклу на столе, всевозможным «полупрозрачным» коврикам и т. п. И не стоит клеить на оптические мыши «толстые» ножки, когда отваливаются или стираются старые. Мышь из-за чрезмерного «возвышения» над поверхностью может впадать в состояние ступора, когда «расшевелить» курсор после пребывания мыши в состоянии покоя становится довольно проблематично. Это не теоретические измышления, это личный опыт 🙂

Кстати, о проблеме долговечности оптических мышей. Помниться, некоторые их производители утверждали что, дескать «они будут служить вечно». Да надежность оптической системы слежения высока, она не идет ни в какое сравнение с оптомеханической. В то же время в оптических мышах остается много чисто механических элементов, подверженных износу точно так же, как и при господстве старой доброй «оптомеханики». Например, у моей старой оптической мыши стерлись и поотваливались ножки, сломалось колесо прокрутки (дважды, в последний раз безвозвратно :(), перетерся провод в соединительном кабеле, с манипулятора слезло покрытие корпуса… зато вот оптический сенсор нормально работает, как ни в чем не бывало. Исходя из этого, мы смело можем констатировать, что слухи о якобы впечатляющей долговечности оптических мышей не нашли своего подтверждения на практике. Да и зачем, скажите на милость, оптическим мышам «жить» слишком долго? Ведь на рынке постоянно появляются новые, более совершенные модели, созданные на новой элементной базе. Они заведомо совершеннее и удобнее в использовании. Прогресс, знаете ли, штука непрерывная. Каким он был в области эволюции интересующих нас оптических сенсоров, давайте сейчас и посмотрим.

Из истории мышиного зрения

Инженеры-разработчики компании Agilent Technologies, Inc. не зря едят свой хлеб. За пять лет оптические сенсоры этой компании претерпели существенные технологические усовершенствования и последние их модели обладают весьма впечатляющими характеристиками.

Но давайте обо всем по порядку. Первыми массово выпускаемыми оптическими сенсорами стали микросхемы HDNS-2000 (рис. 8). Эти сенсоры имели разрешение 400 cpi (counts per inch), то бишь точек (пикселей) на дюйм, и были рассчитаны на максимальную скорость перемещения мыши в 12 дюймов/с (около 30 см/с) при частоте осуществления снимков оптическим сенсором в 1500 кадров за секунду. Допустимое (с сохранением стабильной работы сенсора) ускорение при перемещении мыши «в рывке» для чипа HDNS-2000 — не более 0.15 g (примерно 1.5 м/с 2 ).

Затем на рынке появились микросхемы оптических сенсоров ADNS-2610 и ADNS-2620. Оптический сенсор ADNS-2620 уже поддерживал программируемую частоту «съемки» поверхности под мышью, с частотой в 1500 либо 2300 снимков/с. Каждый снимок делался с разрешением 18х18 пикселей. Для сенсора максимальная рабочая скорость перемещения по прежнему была ограничена 12 дюймами в секунду, зато ограничение по допустимому ускорению возросло до 0.25 g, при частоте «фотографирования» поверхности в 1500 кадров/с. Данный чип (ADNS-2620) также имел всего 8 ножек, что позволило существенно сократить его размеры по сравнению с микросхемой ADNS-2610 (16 контактов), внешне похожей на HDNS-2000. В Agilent Technologies, Inc. задались целью «минимизировать» свои микросхемы, желая сделать последние компактнее, экономнее в энергопотреблении, а потому и удобнее для установки в «мобильные» и беспроводные манипуляторы.

Микросхема ADNS-2610 хотя и являлась «большим» аналогом 2620-й, но была лишена поддержки «продвинутого» режима 2300 снимков/с. Кроме того, этот вариант требовал 5В питания, тогда как чип ADNS-2620 обходился всего 3.3 В.

Вышедший вскоре чип ADNS-2051 представлял собой гораздо более мощное решение, чем микросхемы HDNS-2000 или ADNS-2610, хотя внешне (упаковкой) был также на них похож. Этот сенсор уже позволял программируемо управлять «разрешением» оптического датчика, изменяя таковое с 400 до 800 сpi. Вариант микросхемы также допускал регулировку частоты снимков поверхности, причем позволял менять ее в очень широком диапазоне: 500, 1000,1500, 2000 или 2300 снимков/с. А вот величина этих самых снимков составляла всего 16х16 пикселей. При 1500 снимках/с предельно допустимое ускорение мыши при «рывке» составляло по прежнему 0.15 g, максимально возможная скорость перемещения — 14 дюймов/с (т. е. 35.5 см/с). Данный чип был рассчитан на напряжение питания 5 В.

Сенсор ADNS-2030 разрабатывался для беспроводных устройств, а потому имел малое энергопотребление, требуя всего 3.3 В питания. Чип также поддерживал энергосберегающие функции, например функцию снижения потребления энергии при нахождении мыши в состоянии покоя ( power conservation mode during times of no movement), переход в режим «сна», в том числе при подключении мыши по USB интерфейсу, и т.д.. Мышь, впрочем, могла работать и не в энергосберегающем режиме: значение «1» в бите Sleep одного из регистров чипа заставляло сенсор «всегда бодрствовать», а значение по умолчанию «0» соответствовало режиму работы микросхемы, когда по прошествии одной секунды, если мышь не перемещалась (точнее после получения 1500 совершенно одинаковых снимков поверхности) сенсор, напару с мышью, переходил в режим энергосбережения. Что касается остальных ключевых характеристик сенсора, то они не отличались от таковых у ADNS-2051: тот же 16-и контактный корпус, скорость перемещения до 14 дюймов/с при максимальном ускорении 0.15 g, программируемое разрешение 400 и 800 cpi соответственно, частоты осуществления снимков могли быть точно такими же, как и у вышерассмотренного варианта микросхемы.

Такими были первые оптические сенсоры. К сожалению, им были свойственны недостатки. Большой проблемой, возникающей при передвижением оптической мыши по поверхностям, особенно с повторяющимся мелким рисунком, являлось то, что процессор обработки изображений порой путал отдельные похожие участки монохромного изображения, получаемые сенсором и неверно определял направление перемещения мыши.

В итоге и курсор на экране перемещался не так, как требовалось. Указатель на экране даже становился способен на экспромт 🙂 — на непредсказуемые перемещения в произвольном направлении. Кроме того, легко догадаться, что при слишком быстром перемещении мыши сенсор мог вообще утратить всякую «связь» между несколькими последующими снимками поверхности. Что порождало еще одну проблему: курсор при слишком резком перемещении мыши либо дергался на одном месте, либо происходили вообще «сверхъестественные» 🙂 явления, например, с быстрым вращением окружающего мира в игрушках. Было совершенно ясно, что для человеческой руки ограничений в 12-14 дюймов/с по предельной скорости перемещения мыши явно мало. Также не вызывало сомнений, что 0.24 с (почти четверть секунды), отведенные для разгона мыши от 0 до 35.5 см/с (14 дюймов/с — предельная скорость) это очень большой промежуток времени, человек способен двигать кистью значительно быстрее. И потому при резких движениях мыши в динамичных игровых приложениях с оптическим манипулятором может придтись несладко…

Понимали это и в Agilent Technologies. Разработчики осознавали, что характеристики сенсоров надо кардинально улучшать. В своих изысканиях они придерживались простой, но правильной аксиомы: чем больше снимков в секунду сделает сенсор, тем меньше вероятность того, что он потеряет «след» перемещения мыши во время совершения пользователем компьютера резких телодвижений 🙂

Хотя, как мы видим из вышеизложенного, оптические сенсоры и развивались, постоянно выпускались новые решения, однако развитие в этой области можно смело назвать «очень постепенным». По большому счету, кардинальных изменений в свойствах сенсоров так и не происходило. Но техническому прогрессу в любой области порой свойственны резкие скачки. Случился такой «прорыв» и в области создания оптических сенсоров для мышей. Появление оптического сенсора ADNS-3060 можно считать действительно революционным!

Лучший из

Общая схема анализа перемещений мыши не изменилась по сравнению с более ранними моделями — полученные блоком IAS сенсора микроснимки поверхности под мышью обрабатываются затем интегрированным в этой же микросхеме DSP (процессором), который определяет направление и дистанцию перемещения манипулятора. DSP вычисляет относительные величины смещения по координатам × и Y, относительно исходной позиции мыши. Затем внешняя микросхема контролера мыши (для чего он нужен, мы говорили ранее) считывает информацию о перемещении манипулятора с последовательного порта микросхемы оптического сенсора. Затем уже этот внешний контроллер транслирует полученные данные о направлении и скорости перемещения мыши в передаваемые по стандартным интерфейсам PS/2 или USB сигналы, которые уже от него поступают к компьютеру.

Но вникнем чуть глубже в особенности работы сенсора. Блок-схема чипа ADNS-3060 представлена выше. Как видим, принципиально его структура не изменилась, по сравнению с далекими «предками». 3.3 В питание к сенсору поступает через блок Voltage Regulator And Power Control, на этот же блок возложена функции фильтрации напряжения, для чего используется подключение к внешнему конденсатору. Поступающий с внешнего кварцевого резонатора в блок Oscillator сигнал (номинальная частота которого 24 МГц, для предыдущих моделей микросхем использовались более низкочастотные задающие генераторы) служит для синхронизации всех вычислительных процессов, протекающих внутри микросхемы оптического сенсора. Например, частота снимков оптического сенсора привязана к частоте этого внешнего генератора (кстати, на последний наложены не весьма жесткие ограничения по допустимым отклонениям от номинальной частоты — до +/- 1 МГц). В зависимости от значения, занесенного по определенному адресу (регистру) памяти чипа, возможны следующие рабочие частоты осуществления снимков сенсором ADNS-3060.

Доступная оптическая мышь для офиса и дома Oklick 695MW Black-Silver

Как нетрудно догадаться, исходя из данных в таблице, определение частоты снимков сенсора осуществляется по простой формуле: Частота кадров = (Задающая частота генератора (24 МГц)/Значение регистра отвечающего за частоту кадров).

Осуществляемые сенсором ADNS-3060 снимки поверхности (кадры) имеют разрешение 30х30 и представляют собой все ту же матрицу пикселей, цвет каждого из которых закодирован 8-ю битами, т.е. одним байтом (соответствует 256 градациям серого для каждого пикселя). Таким образом, каждый поступающий в DSP процессор кадр (фрейм) представляет собой последовательность из 900 байт данных. Но «хитрый» процессор не обрабатывает эти 900 байт кадра сразу по поступлении, он ждет, пока в соответствующем буфере (памяти) накопится 1536 байт сведений о пикселях (то есть добавится информация еще о 2/3 последующего кадра). И только после этого чип приступает к анализу информации о перемещении манипулятора, путем сравнения изменений в последовательных снимках поверхности.

С разрешением 400 или 800 пикселей на дюйм их осуществлять, указывается в бите RES регистров памяти микроконтроллера. Нулевое значение этого бита соответствует 400 cpi, а логическая единица в RES переводит сенсор в режим 800 cpi.

После того как интегрированный DSP процессор обработает данные снимков, он вычисляет относительные значения смещения манипулятора вдоль осей × и Y, занося конкретные данные об этом в память микросхемы ADNS-3060. В свою очередь микросхема внешнего контроллера (мыши) через Serial Port может «черпать» эти сведения из памяти оптического сенсора с частой примерно раз в миллисекунду. Заметьте, только внешний микроконтроллер может инициализировать передачу таких данных, сам оптический сенсор никогда не инициирует такую передачу. Поэтому вопрос оперативности (частоты) слежения за перемещением мыши во многом лежит на «плечах» микросхемы внешнего контроллера. Данные от оптического сенсора передаются пакетами по 56 бит.

Ну а блок Led Cотtrоl, которым оборудован сенсор, ответственен за управление диодом подсветки — путем изменения значения бита 6 (LED_MODE) по адресу 0x0a микропроцессор оптосенсора может переводить светодиод в два режима работы: логический «0» соответствует состоянию «диод всегда включен», логическая «1» переводит диод в режим «включен только при необходимости». Это важно, скажем, при работе беспроводных мышей, так как позволяет экономить заряд их автономных источников питания. Кроме того, сам диод может иметь несколько режимов яркости свечения.

Лазерное будущее?

Недавно сеть наполнили хвалебные статьи о мыши Logitech MX1000 Laser Cordless Mouse, в которой для подсветки поверхности под мышью использовался инфракрасный лазер. Обещалась чуть ли не революция в сфере оптических мышей. Увы, лично попользовавшись этой мышью, я убедился, что революции не произошло. Но речь не об этом.

Я не разбирал мышь Logitech MX1000 (не имел возможности), но уверен, что за «новой революционной лазерной технологией» стоит наш старый знакомый — сенсор ADNS-3060. Ибо, по имеющимся у меня сведениям, характеристики сенсора этой мыши ничем не отличаются от таковых у, скажем, модели Logitech МХ510. Вся «шумиха» возникла вокруг утверждения на сайте компании Logitech о том, что с помощью лазерной системы оптического слежения выявляется в двадцать раз (!) больше деталей, чем с помощью светодиодной технологии. На этой почве даже некоторые уважаемые сайты опубликовали фотографии неких поверхностей, дескать, как видят их обычные светодиодные и лазерные мыши 🙂

Конечно, эти фото (и на том спасибо) были не теми разноцветными яркими цветочками, с помощью которых нас пыталась убедить на сайте Logitech в превосходстве лазерной подсветки системы оптического слежения. Нет, конечно же, оптические мыши не стали «видеть» ничего подобного на приведенные цветные фотографии с разной степенью детализации — сенсоры по-прежнему «фотографируют» не более чем квадратную матрицу серых пикселей, отличающихся между собой лишь разной яркостью (обработка информации о расширенной цветовой палитре пикселей непомерным грузом легла бы на DSP).

Давайте прикинем, для получения в 20 раз более детализированной картинки, нужно, извините за тавтологию, в двадцать раз больше деталей, передать которые могут только дополнительные пиксели изображения, и ни что иное. Известно, что Logitech MX 1000 Laser Cordless Mouse делает снимки 30х30 пикселей и имеет предельное разрешение 800 cpi. Следовательно, ни о каком двадцатикратном росте детализации снимков речи быть не может. Где же собака порылась :), и не являются ли подобные утверждения вообще голословными? Давайте попробуем разобраться, что послужило причиной появления подобного рода информации.

Как известно, лазер излучает узконаправленный (с малым расхождением) пучок света. Следовательно, освещенность поверхности под мышью при применении лазера гораздо лучше, чем при использовании светодиода. Лазер, работающий в инфракрасном диапазоне, был выбран, вероятно, чтобы не слепить глаза возможным все-таки отражением света из-под мыши в видимом спектре. То, что оптический сенсор нормально работает в инфракрасном диапазоне не должно удивлять — от красного диапазона спектра, в котором работает большинство светодиодных оптических мышей, до инфракрасного —«рукой подать», и вряд ли для сенсора переход на новый оптический диапазон был труден. Например, в манипуляторе Logitech MediaPlay используется светодиод, однако также дающий инфракрасную подсветку. Нынешние сенсоры без проблем работают даже с голубым светом (существуют манипуляторы и с такой подсветкой), так что спектр области освещения — для сенсоров не проблема. Так вот, благодаря более сильной освещенности поверхности под мышью, мы вправе предположить, что разница между местами, поглощающими излучение (темными) и отражающими лучи (светлыми) будет более значительной, чем при использовании обычного светодиода — т.е. изображение будет более контрастными.

И действительно, если мы посмотрим на реальные снимки поверхности, сделанные обычной светодиодной оптической системой, и системой с использованием лазера, то увидим, что «лазерный» вариант куда более контрастен — отличия между темными и яркими участками снимка более значительны. Безусловно, это может существенно облегчить работу оптическому сенсору и, возможно, будущее именно за мышами с лазерной системой подсветки. Но назвать подобные «лазерные» снимки в двадцать раз более детализированными вряд ли можно. Так что это еще один «новорожденный» миф.

Какими будут оптические сенсоры ближайшего будущего? Сказать трудно. Вероятно, они перейдут таки на лазерную подсветку, а в Сети уже ходят слухи о разрабатываемом сенсоре с «разрешением» 1600 cpi. Нам остается только ждать.

Источник