高DPI你需要吗?鼠标光学引擎详解

三、鼠标的采样频率与像素处理能力

　　采样频率，它所指的是感应器每秒钟采集/分析图像的能力，单位为"帧/秒"，它是光学鼠标独有的性能指标。鼠标的CPI越高，每次拍摄的照片中的点数量越多。但是，如果移动速度相同且CPI相同，采样频率越高的鼠标，在单位时间内所获得的像素点数也就越多，这样在屏幕反映出来的效果就是：在同样移动距离和时间内，鼠标指针出现的次数增加了，给人的感觉就是"鼠标稳多了"。这正是作图工作所需要的。

　　明白了采样率这一概念后，接着我们来回答一个比较常见的疑问：为什么快速移动鼠标会产生丢帧？早期的鼠标光学引擎的采样率一般只有1500帧/秒，这意味着它在一秒钟内只能采集和处理1500张图像，此时它所能追踪到鼠标的最快移动速度约为14英寸/秒，倘若鼠标的移动速度超过这个范围，便会出现追踪失败，光标暂时消失的现象，也就是通常所说的丢帧。出现这种情况是因为当鼠标高速移动时出现了CMOS接连两次拍摄的图像中没有任何的共同特征的采样点，没有共同的采样点当然也就无从比较移动的方向，就好比一个人在长途汽车上睡着了，醒来时就开始难以辨别方向的道理是一样。这样DSP当然无法正常处理采样信号，从而产生大量了错误信号（图4），从而导致采样图片丢失数个点，进而转换为桌面移动时的丢帧。

　　不过有人可能会这样问："罗技的MX系列鼠标采样频率远不及微软的鼠标，但为什么在同等条件设置下罗技鼠标的移动速度并不比微软的差呢？"对此，我们不得不提到跟鼠标采样频率相关的参数--像素处理能力，它等于CMOS的尺寸与采样频率的乘积，单位是像素/秒，它所描述的实际上是图像分析芯片（DSP ）的计算能力。比如罗技极光云貂（MX500）的像素处理能力是470万像素/秒。而微软的光学银光鲨4.0（IE4.0）有6000帧/秒的采样频率和22×22的CMOS尺寸，我们很容易算出微软这款鼠标的像素处理能力=22×22×6000=290万像素/秒。罗技的MX引擎就是依靠比微软更大的CMOS图片采样尺寸而取得了同样的效果。所以说，在不同的CMOS的尺寸下谈采样频率的区别其实是不科学的（图5）。

　　刚才我们说过分辨率是一个精度意义上的概念，那么采样频率与像素处理能力就是一个广度意义上概念，我们可以将鼠标比作一把尺子，那么分辨率就是对应了尺子的刻度精度，而采样频率与像素处理能力则对应的是尺子的长短，就是所能测量的范围。当然，鼠标的测量范围就是指鼠标垫的粗糙的范围，也就是说鼠标对环境的存在一个感知的范围，太粗或太细，它都是不能感应的。

　　小知识：罗技的MX引擎的CMOS尺寸更大，为何对鼠标垫的适应程度上却不如微软的IntelliEye引擎了？

　　光电鼠标对鼠标垫的适应性取决于它能够在一个很小的单位面积的采样表面上能够得到多少有效特征点，这个"很小的单位面积"由鼠标的CPI和CMOS芯片尺寸共同决定。过粗或过细腻的鼠标垫，都会造成光电鼠标对其适应性下降，具体表现为在过粗的鼠标垫上，鼠标会"丢帧"，而在过细腻的鼠标垫上，鼠标会"迟钝"，也就是它对于鼠标垫表面的适应性要更差了。更高的鼠标分辨率能够提升鼠标有效的移动速度，而采样频率的提高则让鼠标可以在更多的介质上使用，所以，只要是专业鼠标都会搭配一个专门的鼠标垫，其实就是这个道理。