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你知道鼠标是如何工作的吗?
如果你觉得鼠标是依靠扫描下方的图案来判断移动方向和距离的,那可就错了。因为如果是这样,那么在不同图案的鼠标垫上,鼠标的灵敏度就会出现差距,而在一个纯色的鼠标垫上则完全没有办法使用。但实际情况是,不管鼠标垫是纯色还是花色,甚至是一块金属或直接放在木质桌面上,鼠标都可以正常使用。那么鼠标到底是如何工作的呢?将鼠标翻过来,我们可以看到鼠标的下方有一个亮着红灯的小窗口,这里面就是鼠标最核心的部件:图像采集系统。
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图像采集系统?从名字来看,不还是根据图像判断移动的吗?说对了一半,这套系统采集的并不是平面图像,而是立体图形。
图像采集系统中有着一个由横竖各40个像素组成的微型传感器。横竖各40像素?也就是说总共才1600像素,比起手机摄像头动辄几千万的像素而言,可是差远了,这么点像素的传感器能识别什么呢?其实这个传感器要识别的并不是图案和颜色,而是凸起与凹陷,也就是鼠标垫上的纹理。
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鼠标里有一个红外LED灯,会把一束光斜着照射到鼠标下的平面上。
说是平面,但实际上无论是桌面,还是鼠标垫,表面都存在着大量密密麻麻的凸起和凹陷,当一束斜着的光照射到上面时,凸起的地方会被照亮,凹陷的地方则会产生阴影,鼠标垫或桌面在鼠标里的微型传感器看来就变成了一片山峦叠嶂、沟壑起伏的立体地形图。由此可见,鼠标也不是在什么地方都可以正常工作,如果将鼠标放在一片光滑的玻璃上,它就无法工作,而玻璃鼠标垫为了满足鼠标工作的条件,特意将原本光滑的表面加工得凹凸不平,这一点通过抚摸就能感觉到。
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微型传感器虽然只有1600像素,但功能却十分强大,每秒钟大概可以拍摄17000张照片。
一秒钟就17000张?这么多照片存哪呢?鼠标只是拍摄,但并不保存。在鼠标内部的芯片上有一个名为“DSP”的模块,该模块的中文名字是“数字信号处理器”,它通过运行一种叫做“互相换”的算法,来比对传感器拍摄的每一张照片。
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鼠标并不保存照片,每拍一张就对比一张。
鼠标一秒钟可以拍摄17000张照片,这意味着每张照片之间的时间间隔只有59微秒,DSP模块会在如此短的间隔内完成图片的对比,具体的做法就是将新拍的图在旧图上进行平移,然后找到差异最小的位置,一个位置平移了多少,就代表鼠标在59微秒里移动了多少。59微秒一张图片,一毫秒就是17张,将这17张图片的位移结果加在一起,就得出了鼠标在这一毫秒里的移动情况,最后只需要将结果通过USB接口或蓝牙传输给电脑就可以了。
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最后解释一个鼠标经常会遇到的数值DPI。
普通鼠标的DPI大概在几千,顶级游戏鼠标可以达到2万以上。通常认为DPI越高就越精准,其实是错误的。DPI就是指鼠标移动一英寸,屏幕上的光标移动多少个像素,但不管是什么鼠标,图像传感器的像素都只有1600,那多出来的像素并不是拍出来的,而是通过算法增加的虚拟像素,通俗一点来讲就是把原本的一个像素切割成几十甚至几百个,所以DPI越高并不代表越精准,只意味着光标移动得更快。
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