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鼠标光学传感器 「科普」大部分性能由它决定,你了解鼠标的光学传感器吗?

发布时间:2024-10-06 16:10:29

「科普」大部分性能由它决定,你了解鼠标的光学传感器吗?

黑五海淘如火如荼,双十二又要来了,所以近期后台留言给小狮子要求推荐游戏鼠标的朋友不少。不过老实说,鼠标这东西牵扯到了“手感”这个非常玄学的方面,根据每个人的手型大小、左右手操作习惯、主玩游戏类型等等……会出现众口难调的问题,小狮子的推荐也是很谨慎。但是在鼠标的性能决定点中,大部分参数可以说都是由鼠标的光学传感器决定的。今天小狮子就和大家简单聊聊。

鼠标光学传感器怎么起的作用?

小狮子简单一句话概括:

光学传感器,就是将光线转换为鼠标核心芯片可以测量的电子信号的元件。

光学传感器会以一定的众多性能参数(后面会提到),在你移动鼠标时不间断的工作,采集生成不同的可以量化的图像数据,作为芯片处理的图像依据,最终传递到电脑转化为屏幕上的显示信号。 而长期以来,鼠标传感器,还是以CMOS为主。所以,鼠标核心是一种“相机”设备,并无不妥。

至于整个工作流程,大致是这样的:鼠标处理芯片(DSP电路、专用芯片、驱动芯片等),在单位时间内,收到传感器发来的图像信息,会将图像相互比较,以查看是否存在位移、位移了多少:这时处理芯片会使用控制方案的内部网格,将图像的所有像素都对齐并给出标识,当下一幅传感器发来的图像经过对比确认发生位移时,像素的位置在网格中就会变化,从而形成精确的位置信息变动。

传感器和控制芯片知道两点之间的位移、所花时间,就可以知道鼠标移动速度以及加速度,控制芯片进行运算后,叠加其他操作(按键)数据,再向电脑传送,转化为操作显示效果。一切都非常快完成。

传感器采集的同样像素的位置变动形成了鼠标的移动信息

早期的微软IntelliMouse Explorer鼠标光学传感器芯片,已经相当复杂

当然,原理说起来简单,最终形成的传感器参数和性能却差异很大:比如,不同光源在不同平面上反射率不同,如何处理数据?纯色平面和杂色平面形成的像素差异如何做模糊处理又不失精准?

所以,传感器不仅要求精度,也要求构成传感器方案的驱动和控制芯片足够先进强大,这才是各家鼠标厂商形成不同性能风格的根本原因:传感器芯片方案的不同。

怎么看鼠标传感器的核心性能?

相信大家肯定见多了CPI、DPI、Hz之类鼠标性能指标。其中大部分都是由传感器方案所决定的,或者说,鼠标的定位精确性、灵敏度,基本由传感器方案决定,并决定相当部分的手感(移动、定位手感)。而剩下的操作手感则由外观和人体工学设计、按键材质和设计、微动开关方案决定。

但鼠标传感器方案的核心性能,绝不仅仅是CPI\DPI\Hz几个参数决定的,实际上可以考虑的点很多:

抖动

鼠标抖动发生在传感器看到一个嘈杂的信号时,可以是不平的表面、杂色的表面图案等等。这导致屏幕上的光标跳动。激光传感器方案特别容易出现这种情况,因为激光传感器成像更清晰,它能检测到鼠标垫材料的差异,并将其反映在屏幕上,导致光标比光学传感器更跳跃。

几种常见游戏鼠标在织物类表面上的抖动轨迹,可见传感器性能较好的产品还是能大幅度纠正抖动

平滑插值

实际上鼠标传感器捕获的图像比它报告给计算机的要多。例如,传感器每秒可以采集生成2000个图像,而它只每秒1000次(1000Hz)报告给控制芯片和电脑(回报率 )。

当鼠标传感器和控制芯片为了节省算力,将两个捕捉的图像位置平均化(类似插值运算) ,而不是共享最新的实际位置 时,就会发生平滑现象,从而导致屏幕上对手部运动的反应更加迟缓。

左侧是未经插值预测平滑的鼠标轨迹,右边是经过插值预测平滑处理的鼠标轨迹。对游戏玩家来说,左边的轨迹尽管歪歪扭扭但更加精准

光标加速

大多数用户喜欢手到光标运动的1:1反馈,这需要光标移动的速度等于你的手移动的速度。但实际上很多传感器方案进行光标加速,以便显得更加“灵敏”。加速的最初目的是为了防止鼠标光标从屏幕的一侧移动到另一侧时人产生疲劳,对生产力场景来说可能很方便,但对游戏来说意味着定位不准。很多鼠标传感器方案将加速功能内建,玩家需要仔细考虑是否需要这种芯片级的原生加速。

上方为无光标加速情况下,鼠标移动3厘米,电脑上光标仅移动300像素;而下方是有光标加速情况下,鼠标同样移动3厘米,电脑上光标移动了800像素

预测运算

有些传感器方案具有预测功能。如果传感器芯片认为你正试图在一条直线上移动,它就会善意地告诉电脑你在一条直线上移动。预测有助于帮助几乎垂直或水平的运动在屏幕上呈现出完美的直线,画图人可能很喜欢。但在游戏中,手的运动与屏幕上的运动相匹配是精确游戏的必要条件。这也是很多设计鼠标到了游戏应用环境中表现一塌糊涂的原因之一。

上为带有预测预算的办公鼠标做随机纵横划线轨迹,下为无预算运算的游戏鼠标的随机纵横划线,可见办公鼠标出现了一些明显平直的线段

轴不对称性

一个好的传感器应该对X轴(左/右)或Y轴(上/下)的运动作出相同的反应。但有些传感器有缺陷,使X轴运动比Y轴运动略微敏感。

分辨率

分辨率是指鼠标传感器对物理运动的敏感程度,它以每英寸计数(CPI)或每英寸点数(DPI)表示。正确的术语是每英寸计数(CPI),传感器对每英寸的物理运动报告多少,但通常被大家称为每英寸点数(DPI)。这一点,玩家有自己的偏好,没有一个最佳的CPI设置。

严格来说DPI的说法是不够严谨的,尽管很多商家还在使用

回报率/刷新率/轮询率

鼠标回报率,又称刷新率或轮询率,是指鼠标更新计算机新信息的速度,不能与鼠标传感器的捕获帧率相混淆。它的单位是Hz,1000Hz意味着鼠标每秒向电脑报告1000次。

对于游戏玩家来说,较高的回报率总是比较好的,让电脑尽可能获得最新的鼠标定位数据。但对无线鼠标来说,较高的回报率会消耗更多的电力。

大多数游戏鼠标传感器能够达到1000Hz的轮询率,这对游戏来说是绰绰有余的,一些有竞争力的电竞选手仍然使用500赫兹的鼠标。有一些游戏鼠标具有更高的轮询率,最明显的是Razer Viper 8K,轮询率在超过1000赫兹时有明显的收益递减。

帧率/FPS

鼠标传感器的每秒帧数或帧率是指传感器摄像头在一秒钟内捕捉到的帧数,即图片。与回报率类似,越高越好,但传感器的FPS通常比回报率高几倍,所以它并不是衡量鼠标传感器性能的一个主要指标。

每秒英寸数(跟踪速度)

每秒英寸数(Inches Per Second,IPS)是对鼠标跟踪速度 的衡量标准,即鼠标传感器能够处理多少运动。

如果你在1秒钟内将你的鼠标从移动10英寸(25.4cm),那么IPS就是10。目前大多数鼠标传感器的IPS额定值都远远超过150IPS。

最大加速度

不要与传感器的加速度相混淆,最大加速度是衡量鼠标传感器能够处理多少加速度,这是以g为单位的。

鼠标必须能够处理方向的变化和从静止状态下突然的快速移动,并能正确跟踪。如今鼠标传感器的能力已经远远超出了现在的人手物理移动能力,但选购游戏鼠标的时候,还是要找至少有20G加速度处理能力的传感器。

抬起距离(LOD)

LOD是传感器与平面的工作距离的量度,单位是毫米。

抬起距离的偏好很主观,因为有些游戏操作很依赖这个参数,比如低鼠标灵敏度设定下,玩家大幅度移动鼠标操作后的归位动作(一些职业CS选手喜欢的操作方式)。

而很多游戏鼠标传感器有可定制的抬起距离,通过在驱动配置程序里来实现不同的数值。

如何查传感器的核心指标?

就目前来说,大部分的鼠标传感器,大家能从商品介绍页面中查到的核心指标,基本只有分辨率和回报率,少数游戏鼠标会有帧率和每秒英寸数。而从供应链文书方面,还能查到的有最大加速度等数据。简单来说,要了解全面的鼠标核心指标,建议首先找客服询问鼠标的传感器型号,然后可以到具体的厂商官网,查到该型号的PDF性能书,上面的性能就非常详尽了。

例如,雷蛇的巴赛利斯蛇鼠标,其传感器是PWM3390,而这是雷蛇为激光光源定制PWM3389传感器改进型,那么可以查到其实际CPI为16000,IPS450,最大加速度50g,fps12000,抬起距离<2mm。

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首搭PAW3398传感器!雷柏VT1PRO鼠标评测:身材轻盈表现硬核

一、前言:首搭PAW3398传感器的雷柏鼠标来了

原相出品的PAW3395光学传感器算是无线鼠标传感器中的天花板了,想要使用无线鼠标体验到接近有线的体验,一款配备原相PAW3395传感器的无线鼠标是少不了的。

雷柏是原相的深度合作厂商商之一,近期就推出了VT1系列无线鼠标,共有三款:主打轻量化和竞技性的VT1Air MAX、兼性能和超长续航能力的VT1PRO MAX,售价都是349元,还有该系列中最便宜的VT1PRO,性能和续航能力同样不俗。

日前我们已经拿到了雷柏VT1PRO这款鼠标,雷柏VT1 PRO搭配的是来自原相的PAW3398传感器,它可以视为PAW3395的高定版,支持50-26000可调节DPI、650IPS追踪速度、50G加速度。

在仅有59g的身材内,雷柏VT1PRO实现了7档DPI切换、X/Y轴的DPI可独立设置、4K无线/8K有线回报率,还有800mAh的电池保证续航,看起来就是专为游戏玩家而设计的一款鼠标。

接下来,我们来实测一下这款雷柏VT1PRO双模无线鼠标,看看其表现怎么样。

二、外观:外观简约 定制3398传感器+自研瑞昱RTL8762GKH主控方案

雷柏VT1PRO鼠标包装盒一览,表面可跟随角度和光影产生多彩的变化。

包装盒简略介绍了这款鼠标的特性,支持无线4K、有线8K的回报率,为2.4G/有线双模连接。

雷柏VT1PRO鼠标本体,以白色为基色,黑色按键为点缀,官方将其命名为无极。

尺寸在119×62×38mm,重量约在59g,为了保证极致轻量化设计,外观相对来说,还是较为简洁的。

这款鼠标显然是专为中小手型的用户而推出,支持趴握、抓握、指握,122、131多重握法,在握感还是较为舒适的,

整体配有7个按键+1个滚轮,共可实现10个功能:左右按键、滚轮(前滚、下压、后姑娘)、DPI+/DPI-、侧边前进后退按键、还有底部的DIY独立建(默认为回报率切换)。

雷柏VT1PRO鼠标的接口为USB-C端口,除了充电作用外,还可以用于切换到有线连接,可实现最大8K回报率。

底部则是电源开关、DIY自定义按键、隐形磁吸USB接收器收纳仓,收纳藏内放着USB-A端口的微型Nano 4K接收器。

收纳仓的盖帽支持磁吸,拆出来后还可以将其作为充电模块扩展仓,不过充电器模块就要单独购买了。

除本体外,包装内附带的说明书、PEFE特氟龙脚垫备用件、1.8m伞绳材质电源数据线、USB-C To USB-A的转接器。

将雷柏VT1PRO鼠标拆解后,微动和PCB底板是分离的设计,仅用排线连接,可满足不同玩家的手感要求,减少空腔音。

PCB底板上方是800mAh的电池,在1000Hz回报率可提供约180小时的续航时长,基本满电下可以使用一个月。

这款鼠标采用了欧姆龙微动,官方宣称寿命可高达6000万次点击,按键还有雷柏自研的C+Click分离式按键预压调教技术,用户可以通过调整螺丝来进行手感调教。

雷柏VT1PRO鼠标的PCB底板的结构一览。

传感器为原先定制3398光学引擎,可实现650IPS追踪速度、50G加速度、50-26000DPI灵敏度、0.7-1.7mm多档位静默高度、X/Y轴独立设置,这其实也是原相3395的高定版。

主控芯片采用瑞昱RTL8762GKH,雷柏自主研发,并且这传感器在自家VT9Air也有使用,可以在保持轻量化的同时,并提供超高速连接。

三、性能测试:2.4G/有线表现出色 还可以“开核”变为蓝牙鼠标

评测工具我们使用驱动之家出品的鼠标测试大师,体积仅有不到4MB,软件界面设计非常简洁。

这款工具能够检测鼠标的各个功能键是否正常,还可以测试鼠标的平滑度、回报率两个重要参数,测试结果会以分数、多种图表类型予以展示,还会给出性能水平评估,包括一般、优秀等。

还能够直观展示鼠标测试大师已经陪伴你多少天、今日和历史移动里程、左右键历史点击总次数。

雷柏鼠标的驱动控制面板中,设置项还是非常齐全的,玩家可以在这里自由更改DPI、回报率、移动同步、直线修正、波纹修正、光学引擎静默高度、按抬去抖延迟等选项。

——有线模式

在有线连接模式下,我们将雷柏VT1PRO鼠标设置为1600 DPI、最大8000Hz回报率、测试1000 CPI的表现,其它功能均保持默认设置。

这个部分主要是看X轴、Y轴的曲线(绿色)和离散点(蓝色)是否重合,曲线表示鼠标的移动轨迹越是否平滑;离散点越接近这条线,就表示引擎的抖动越小。

因为更改了8000 DPI,回报率收集的数据较为密集,但整体来看,离散点和曲线还是比较贴合的。

鼠标测试大师对雷柏VT1PRO鼠标最终给出了96分,评价为极度优秀。

“间隔”为鼠标回报延迟、“时间”为回报率,两个存在对应关系,同样,离散点越接近这条线,表示传输越稳定。

一般情况下,125Hz回报率大概是8ms报告一次,1000Hz就是1ms回报一次,4000Hz是秒0.25ms回报一次,8000Hz则是0.125ms汇报一次。

从结果来看,得益于8000Hz超高回报率,延迟无限已经接近0ms了,这样的成绩即便面对FPS、MOBA这类比较考验手速的游戏,它也毫无压力,可做到完全跟手的水平,达到了专业级游戏级鼠标的水准。

“X vs. Y”这部分可以记录鼠标的轨迹,能够可以用于检测鼠标丢帧,同时也可以考察鼠标的回报率稳定性、IPS性能。

一般情况下,鼠标的轨迹点分布比较均匀(路线连贯,没有轨迹点缺失,即便不勾选“连线”,也能大致看出鼠标轨迹。)。

雷柏VT1PRO鼠标在隔一段会丢1-2个轨迹点,但得益于8K的超高回报率,完全可以保持操作的连贯性。

至于丢轨迹点这个问题,必须要提出的是,这并不是鼠标本身有问题,而是Windows 11的做出的优化。

简单来说,如果鼠标的回报率过高,系统就需要短时间内大量处理输入的包,这样的结果就是导致硬件占用会过高,系统会出现卡顿问题。

所以Windows 11会摒弃掉系统处理不过来的包,从而保证游戏和系统的正常使用。

如果你不是Windows 11,解决的方法也很简单,将回报率调低即可。

鼠标测试大师可以检测鼠标DPI的最大值和平均值,DPI是一个表示鼠标精度的硬件指标,DPI值越大,鼠标指针在屏幕上的移动也就越快。

雷柏VT1PRO的回报率最高可以达到7188,平均在6354Hz。

——2.4G模式

在2.4G连接模式下,我们将雷柏VT1PRO鼠标设置为1600 DPI、最大4000Hz回报率、测试1000 CPI的表现。

平滑和抖动测试中,X轴、Y轴的离散点和曲线可称得上是完美重合,鼠标测试大师对雷柏VT1PRO鼠标最终给出了96分,评价为极度优秀。

从结果来看,得益于4000Hz/0.25ms的回报率表现同样不俗,与有线模式一样,延迟无限接近0ms,同样可满足专业玩家的高精度操作需求。

在2.4G模式、4000Hz回报率下,雷柏VT1PRO鼠标倒是没有出现丢轨迹点的问题,走向非常连贯,可看出大致轨迹。

雷柏VT1PRO鼠标,回报率最高可以达到4011,平均3044Hz。

——蓝牙模式

虽然雷柏VT1PRO官方宣称是2.4G/有线双模,但其实它还支持“开核”操作,可通过组合键开启蓝牙模式,这个过程也并不复杂。

只需长按滚轮和两个侧键,持续3秒即可开启蓝牙模式,长按左右键和滚轮三秒切换到配对模式。

不过在模式下,无法通过雷柏鼠标的驱动控制面板进行DPI、回报率等项目进行调整,以下测试均在蓝牙模式、默认配置下进行测试。

平滑和抖动测试中,离散点和曲线完美重合,说明抗干扰性做的很不错,但在快速移动时时会出现断连问题。

也就是说只合适浏览网页、办公聊天这类场景使用,并不合适FPS、MOBA这类对精度要求较高的游戏。

这主要是因为一般蓝牙鼠标的回报率较低,导致的移动数据识别不连贯。

所以在蓝牙模式下,鼠标测试大师对雷柏VT1PRO鼠标最终给出了47分,评价为较差,这也是蓝牙鼠标常规成绩。

回报延迟、回报率测试项目,同样离散点和曲线完美重合,但延迟较高,在7ms左右,这也是为什么蓝牙鼠标不太合适高精度的操作。

由于蓝牙鼠标的回报率一般在125Hz,回报率较低,轨迹点无法看出路线。

但整体来看,操作路线没有轨迹点缺失,间隔较为均匀,属于蓝牙鼠标的正常水平。

回报率测试结果,雷柏VT1PRO鼠标最高可以达到132,平均125Hz。

四、总结:仅售229元 表现足够硬核的无线鼠标

雷柏VT1PRO作为229元的无线鼠标,在简约的外观下,却拥有着不属于电竞鼠标的内核。

实际上这款鼠标表现也足够硬核,无线模式在4K回报率下,我们的鼠标测试大师给出了高达96的分数,与有线8K模式相同,可见它的表现是多么硬核。

在4K回报率下,无限接近0ms的延迟,对玩家在MOBA、FPS这类高精度的游戏中,玩家上手的话,最大的感受应该就是“趁手”,完全可以实现指哪打哪,称它为游戏利器也不为过。

很难想象这是身材仅有59g的轻量级鼠标应有的表现,即便面对千元机的无线游戏鼠标,它的表现也不落下风。

要说唯一的缺点,就是对手大的用户不太友好,如果你是习惯鼠标底部更高一些的握法,它可能不太符合你的需求。

但对中小手用户来说,它的强悍表现也确实与宣传一样,称得上万金油,即便是续航也无需忧虑,180小时的续航日常玩游戏、浏览器网页啥的,完全不在话下。

考虑它仅售229元的价格,如果你近期想换一换摆脱有线操作无负担、游戏性能强悍、续航持久的双模鼠标,那么这款雷柏VT1PRO,我觉得一定值得你入手。

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