鼠标知识充电

1、前言：鼠标是大家每天接触最多的电脑配件之一，作为最主要的输入工具，鼠标早已经是每部电脑不可缺少重要组成部件。对于鼠标的选购，我们并不能像选购传统板卡一样，直接从用料和做工等方面入手，作为外设产品的鼠标，在很多方面是不能与板卡类产品相提并论的。1968 年 12 月 9 日，第一款鼠标在加州旧金山市正式与世人见面。原以为鼠标不过就是在苹果的macintosh推出前一段时间才被发明的，没想到它俨然已经经历了整整40 年的风风雨雨。鼠标是由加州斯坦福研究所的douglas engelbart 和其同事一起研发的，这群人当年致力于研究更加简捷地操作电脑的方法，就这样鼠标诞生了。差不多两个月前，鼠标经过

2、了它的40 岁生日。第一款鼠标原型1971 年，(施乐公司 )帕洛阿尔托研究中心与斯坦福大学研究所签署了一份使用协议，允许施乐公司使用该项鼠标技术， 自此，鼠标技术开始逐步发展起来,他们在 1972 年推出世界上首款的机械滚轮鼠标名为“alto mouse ” ，现今的机械滚轮技术，很大程度上来自于施乐公司帕洛阿尔托研究中心的贡献。随着技术的发展与市场的需求，帕洛阿尔托研究中心在1985 年推出了首款光学鼠标，不过这款光学鼠标需要在特殊的有栅格的鼠标垫上才能正常使用，因此它只能说是光学鼠标的雏形。终于在 1999 年，安捷伦公司推出了一款具有革命性意义的光学定位传感器，它通过鼠标在移动过程中对

3、接触界面的不断“拍照” ，对比前后图像，得出鼠标的具体位移和速度。同年由微软生产出世界上第一个光学鼠标产品。光学鼠标的诞生也成为自19 世纪 60 年代鼠标诞生以来，在鼠标技术上取得的最大进步。第一款光学鼠标，来自微软要选购一款合适的鼠标，立足点当然是自己的用途，对于一般mm 用户可能小巧时尚的靓丽外形更能吸引她们眼球；对于经常移动办公的笔记本人士当然是无线便携小鼠标更适合；对于长时间触碰鼠标的图形工作者，除了要求鼠标的反应速度和定位精度一定要好以外，人体工程学设计及舒适性也不能忽略；而对于fps 游戏发烧玩家来说，鼠标的反应速度和定位精度才是关键所在。为了帮助大家了解鼠标选购的一些基本参数和

4、知识，这次我们选取了鼠标上出现频率较高的关键词如分辩率、刷新频率、人体工程学等进行解析，一起来一次鼠标知识大充电吧！鼠标引擎分类及原理详解传统光学鼠标的工作原理传统光学鼠标工作原理示意图光学跟踪引擎部分横界面示意图光学鼠标主要由四部分的核心组件构成，分别是发光二极管、透镜组件、光学引擎（optical engine）以及控制芯片组成。光学鼠标通过底部的led 灯，灯光以 30 度角射向桌面， 照射出粗糙的表面所产生的阴影，然后再通过平面的折射透过另外一块透镜反馈到传感器上。什么是激光鼠标？学过物理学的朋友都知道，光具有波粒二象性，干涉和衍射特性就是激光鼠标产生的灵感和起源。激光鼠标其实也是光电

5、鼠标，只不过是用激光代替了普通的led 光好处是可以通过更多的表面，因为激光是coherent light（相干光），几乎单一的波长，即使经过长距离的传播依然能保持其强度和波形；而led 光则是 incoherent light（非相干光） 。激光鼠标传感器获得影像的过程是根据，激光照射在物体表面所产生的干涉条纹而形成的光斑点反射到传感器上获得的， 而传统的光学鼠标是通过照射粗糙的表面所产生的阴影来获得。因此激光能对表面的图像产生更大的反差，从而使得“cmos 成像传感器”得到的图像更容易辨别，提高鼠标的定位精准性。蓝光引擎近日由微软首先推出的“蓝影技术引擎”是一种蓝光引擎。蓝光引擎同样是光学

6、引擎，只是采用特定波长的蓝光技术，定位更加精准，也有更强的表面适应能力，同时，蓝光比原先的红光更加省电，据说电池寿命延长一倍。但是升级到蓝光引擎，最大的好处就是可以增强鼠标对更多材质表面的兼容性，这对笔记本用户来说是十分有意义的。 因为笔记本电脑相比台式机的意义就是便携和方便移动，当用户带着本本去到一个地方使用，那里未必有鼠标垫或较好的平面供鼠标滑行，蓝光引擎使用户不必为鼠标挑平面而烦恼，必定会受到更多爱本帮的追捧。鼠标分辨率鼠标的分辨率， 这是出现频率最高的关键词，它是我们寻购鼠标的主要依据之一。鼠标的分辨率通常单位是dpi 或 cpi，dpi 是 dots per inch 的缩写 (cp

7、i 是 count per inch 的缩写 )，意思是每英寸的像素数，这是由鼠标核心芯片生产厂商安捷伦定义的标准，意思是每英寸的采样率(鼠标每移动一英寸能够从移动表面上采集到多少个点的变化 )。下面我们简单举例说明一下。在windows 默认鼠标速度下, 关闭鼠标加速，拥有400dpi 的鼠标在鼠标垫上移动一英寸 , 鼠标指针在屏幕上则移动400 个像素，而800dpi 鼠标则是在屏幕上移动800 个像素， 2000dpi 对应 2000 个像素 .大家很容易能明白了。这里补充一下，windows 默认打开鼠标加速，需要通过修改windows 系统的鼠标指针选项来关闭鼠标加速，一些追求游戏操

8、作精确性的玩家常常需要关闭鼠标加速，在后面我们将会具体介绍一下关闭的方法。很多鼠标上都可随意调节dpi 大小在 2000dpi 的鼠标情况下 , 关闭加速 , 1280 x1024 分辩率的屏幕从左面到最右面，鼠标只需要移动半英寸，而 400dpi 的鼠标在1280 分辩率下从左到右则需要3 寸。分辨率越高鼠标所需要的最小移动的距离就越小，也就是说 dpi 数值高的鼠标更适合高分辩率屏幕(游戏 )下使用， 但是并不是说dpi 越高鼠标精确度越高，很多刚入门的朋友容易混淆，而分辨率也不是越高越好，因为越高分辩率下要做出的微小操作越困难，对于大多数用户来说 800dpi 已经绰绰有余了。目前，大部

9、分的光电鼠标的分辨率都达到了800dpi，而且个别名牌鼠标还具有可以调控分辩率的功能，但此类鼠标，最适合游戏玩家，而普通用户400dpi 就已经足够日常使用。另外，许多厂商将cpi 作为鼠标分辨率的参数，这与dpi 有一点不同，这也成为许多网友经常问及的问题。dpi 是 dots per inch 的缩写，意思是每英寸的像素数。cpi 是 count per inch 的缩写，意思是每英寸的采样率。基本上两个值是十分接近的，在较高数值的时候dpi 相对 cpi 来说分辨率要更高一些。鼠标的刷新频率质量比较差的鼠标常常有跳帧的情况出现，这要追溯于它的刷新频率。光电鼠标的刷新频率也被称为扫描频率或

10、者帧速率，它反映了光学传感器内部的dsp 对 cmos 每秒钟可拍摄图像的处理能力。在鼠标移动时，光学传感器中的数字处理器通过对比所“拍摄”相邻照片间的差异，从而确定鼠标的具体位移。但当光电鼠标在高速运动时， 可能会出现相邻两次拍摄的图像中没有明显参照物的情况。若光电鼠标无法完成正确定位，也就会出现我们常说的“跳帧”现象。而提高光电鼠标的刷新频率就加大了光学传感器的拍摄速度，也就减少了没有相同参考物的几率，达到了减少跳帧的目的。描述刷新频率的单位是fps，也就是鼠标每秒扫描的帧数。光学引擎 (包括激光 )，每秒对鼠标垫扫描多少次。光学鼠标就是靠不停的扫描，扫描出鼠标移动的方向。可是在高速移动过

11、程中，fps 低的话会导致扫描的图像连不上了。就失去了定位。好比相机对一个地方每秒照一次，上一张照片看见一个人，下一张照片人直接没了.那么你能判断这个人去了哪个方向么？显然不能！如果一秒照100 张呢？这个人从哪个方向离开，就可以判断了。fps 绝对是越高越好，而且它和dpi 无关。当鼠标移动的时候，成像传感器录得连续的图案，然后通过“数字信号处理器”(dsp) 对每张图片的前后对比分析处理， 以判断鼠标移动的方向以及位移，从而得出鼠标x, y 方向的移动数值。再通过 spi 传给鼠标的微型控制单元（ micro controller unit） 。鼠标的处理器对这些数值处理之后，传给电脑主机

12、。传统的光电鼠标采样频率约为 3000 frames/sec（帧 /秒） ，也就是说它在一秒钟内只能采集和处理3000 张图像。根据上面所讲述的光学鼠标工作原理，我们可以了解到，影响鼠标性能的主要因素有哪些。第一，成像传感器。成像的质量高低，直接影响下面的数据的进一步加工处理。第二， dsp 处理器。 dsp 处理器输出的x，y 轴数据流，影响鼠标的移动和定位性能。第三， spi 于 mcu 之间的配合。数据的传输具有一定的时间周期性（称为数据回报率），而且它们之间的周期也有所不同，spi 主要有四种工作模式，另外鼠标采用不同的mcu，与电脑之间的传输频率也会有所不同，例如 125mhz 、8

13、 毫秒； 500mhz ，2 毫秒，我们可以简单的认为mcu 可以每 8 毫秒向电脑发送一次数据，目前已经有三家厂商 （罗技、 razer、laview ）使用了 2 毫秒的 mcu，全速 usb 设计， 因此数据从spi 传送到 mcu，以及从 mcu 传输到主机电脑，传输时间上的配合尤为重要。鼠标速度与鼠标加速现在说鼠标速度。 这里的鼠标速度也就是windows 的鼠标速度设定。 默认情况， 就是鼠标反映1 点，windows移动 1 像素。在鼠标速度设定较高的情况下，则是鼠标反映了1 点， windows 移动 2 个或 4 个等等像素 (根据速度的大小，成正比) 但是，中间的像素是跳过

14、的！指针在在屏幕上的精确度也就下降了。大家可以把鼠标速度调到最高，然后开画板画一条斜线。看看楼梯是怎样造成的无论多少dpi 的鼠标，这里的楼梯效果都是一样的。鼠标速度降低的情况下, 则鼠标反映2 个点，4 个点等等，指针在屏幕上才移动一个像素。(别忘记屏幕上最小单位是像素) 这就会导致较小的鼠标移动windows 根本不识别 .800dpi 鼠标在 2 个点， windows 移动 1 个像素的速度下，达到了和标准速度设定400dpi 鼠标一样的速度。2000 dpi 鼠标在这个时候，报给windows5 个点，windows 移动一个像素的时候, 达到了和标准速度设定400dpi 鼠标一样的

15、速度。而利用 windows 提高鼠标速度的时候，假如在400dpi 的情况下，我们把鼠标在鼠标垫上移动1/400 英寸，指针将在桌面上移动1 个像素，假定从像素点a 到 b；而这时我们如果在系统中将鼠标速度加快一倍，那么鼠标移动 1/400 英寸，指针将移动2 个像素， 从 a 到 c，而跳过 b 点，也就是说，速度虽然翻倍，不过精度却只有原来的一半了。上图中windows 的“提高指针精确度”其实是一个鼠标加速的选项，大体情况是，比如在鼠标一秒内汇报超过 200 点的时候 , 则鼠标指针开始加插值。也就是在鼠标每秒超过200 点的时候， 开始每个点加一个插值像素。超过每秒汇报400 点的时

16、候，加2 个插值像素。但是在cs 里就会带来高速移动时的距离不确定性。在这一类游戏中，建议用户关闭这个鼠标加速选项。而war3 里则鼠标指针起速、高速、降速，到达目标(假如 cs 这样估计你就被暴头了 ). 所以 war3 是否关闭加速并没关系，习惯就好。鼠标加速其实是系统的所为，与鼠标本身是没有关系的，鼠标硬件方面并没有所谓的加不加速的鼠标。人体工程学人体工学是诞生于第二次世界大战后的一种技术，除了我们常见的造型设计外，人体工学实际上还包括了如按钮的位置安排、说明文字的设计等多种方面。而概括来说，实质上，所谓人体工学，在本质上就是使工具的使用方式尽量适合人体的自然形态，这样就可以使用工具的人

17、在工作时，身体和精神不需要任何主动适应，从而尽量减少使用工具造成的疲劳。典型的人体工学产品鼠标的人体工学设计，主要就是鼠标的造型设计。而要研究这个问题，首先需要研究人手的自然结构。人手的自然形态：人手的结构中，与鼠标相关的部分向上包括前臂，而向下则有手腕、手掌、手指等结构。人前臂骨骼解剖结构：前臂内部包括尺骨、桡骨等主要的骨骼人就是依靠这两根骨头的交错来完成手腕的旋转的。而手腕结构中主要是一快腕骨，它的转动使得人的手腕可以仰俯。人手掌的肌肉组群解剖结构：而人的手掌则主要由两组肌肉组成，一个是拇指屈肌和外展肌组成的肌群，一个是小指屈肌及展肌组成的肌群，在两个肌群指间有一条沟壑。对于不同的人，这条

18、沟的深度和宽度是不同的。而这条沟内部，则是人手主要神经和血管所走的地方。手指的结构则相对比较简单，每个手指包括三个指节，并在一定范围内可以作横向的展开。这些结构的自然形态应该是什么样呢？首先，对于上臂来说，它的自然形态应该是使尺骨和桡骨接近平行的状态，这种状态，也就是当上臂和手掌平放桌上的时候，上臂和手掌呈接近垂直的倾斜状态，使用掌外侧触及桌面的形态。因为这种形态下，上臂的主要肌肉和血管不会发生扭曲，所以即便长时间保持这个姿势，也不会出现肌肉疲劳和缺氧情况多彩曾经推出过一款“竖着” 使用的鼠标， 虽然由于和大多数人的使用习惯不合而没有普及开来，但这种设计思路的确是符合人体工学要求的。而对于手腕

19、结构来说，多次的试验证明，当人的手腕呈“仰起”状态时，则“仰起”的夹角在15 度 30 度之间的时候，是最舒适的状态，超出这个范围，会导致前臂肌肉处于拉伸状态，而且也会导致血流的不畅。而对于手掌来说，其最自然的形态就是半握拳状态。而鼠标的造型设计，实际上就是要尽量贴合这个形态。分解开来，它包括三个概念：1、 要使鼠标外壳紧密贴紧人手掌的两个主要肌群拇指肌群和小指肌群。使它们能够贴紧而又不受压迫。受压迫会导致手掌处于疲劳状态，而贴不紧又有握不住的感觉。2、 要使鼠标外壳紧贴掌弓而又不压迫它。也就是鼠标外壳要贴紧手掌中间的那条“沟”。如果它不能贴紧，那么手心就会有“悬空”的感觉，而如果压迫了它，因

20、为下面是手主要动脉和神经的必经之地，时间长了以后会导致手缺氧。3、鼠标的最高点应该位于手心而不是后部的掌浅动脉弓，否则会造成手掌产生压迫感。对于手指， 手指的自然形态应该是五个手指都不悬空，而且处于呈150 度左右的自然伸展状态。而对于鼠标设计来说， 手指部分的一个特别要求，就是当手指自然伸展时，第三指节的指肚应该正好处于鼠标按键的微动开关上，这样才能获得最佳的按键手感。正确的人体工学设计，东西方人手型的差异并不是看起来外形不太规则的鼠标就是“人体工学”了，这种徒有虚名的“人体工学”暂不论，就是真正的人体工学鼠标， 也并不是适合每个人。人体工学造型本身的设计思想就决定了针对某一种人设计的产品可

21、能完全不适应于另一部分人。这里面最明显的例子就是东西方人手型的差别。适合西方人手型的鼠标更适合东方人手型的鼠标其实说东西方并不确切，更清楚的说一点，其实是所谓蒙古利亚人种和雅利安人种在手型上的差异。蒙古利亚人也就是像我们这样的黄皮肤东亚人，而大多数欧美鼠标则都是针对西方人中一部分的雅利安人种设计的。与我们这样的东方人相比，雅利安人的手有这样几个主要特点1、雅利安人的手比较大，一方面，普遍的，雅利安人的手的绝对尺寸就要大，这是因为他们的平均身高要比蒙古利亚人高得多。欧美男士的身高在180 以上的占了60%以上的比例，女士身高在170 以上的占了55%以上的比例；而亚洲男士身高在175 以下的占6

22、5%以上的比例，亚洲女士身高在165 以下的占了70%比例。另一方面，按照四肢和身长的比例看，雅利安人的比例也要高得多，换句话说，即便身高相同的中国人和英国人，英国人的手也要比中国人的大。2、同等的手掌尺寸下，蒙古利亚人的掌要比雅利安人更平，具体的说，雅利安人的掌弓要比蒙古利亚人的更宽、更深。3、同等的手掌尺寸下，雅利安人的手指要比蒙古利亚人的更长，而且蒙古利亚人具有一个独有的特点，在蒙古利亚人中，有相当比例的人小指明显较短，而大部分雅利安人的小指与其他手指的比例要高得多。正是这些差别，导致按照雅利安人手型设计的鼠标，并不能适应中国人的应用。无线鼠标知识充电随着人们对办公环境和操作便捷性要求日

23、益增高，无线鼠标普及也被提到日程上来。无线技术根据不同的用途和频段被分为不同的类别，其中包括蓝牙、wi-fi (ieee 802.11) 、infrared (irda) 、zigbee (ieee 802.15.4) 等等多个无线技术标准，但对于当前主流无线鼠标而言，仅有27mhz、 2.4g 和蓝牙无线鼠标共三类。那么这三种无线鼠标究竟有些什么区别和特点呢？27mhz radio frequence 全球首个采用27 mhz rf 无线技术的鼠标于1991 年由罗技发布，而这位业界巨人于1998 年发布了首款无线键鼠套装。至此，采用27 mhz rf 无线技术的键鼠产品拉开了进军市场的序幕

24、。罗技 v400 鼠标，采用27mhz 无线技术27 mhz rf 指的是使用27 mhz ism （工业、科学、医学）无线频率带的一项技术，输出功率54dbuv/m 。在这个频率带中有四个全球范围的频道：其中两个用于无线键盘，另外两个用于无线鼠标；因为27mhz 最远有效传输距离仅为6 英尺（ 182.88cm ） ，为了防止出现频率干扰和传输不畅的情况，部分较新型的无线键鼠产品采用了双频道的方案。例如：双频道的无线键盘同时使用了频率为27.095mhz（频道1）和 27.195mhz（频道2）的频段，而早期的单频道无线键盘则仅使用了频率为27.095mhz 或 27.195mhz 的频段；

25、同理，鼠标方面，双频道无线鼠标采用了同时使用的频率为27.045mhz（频道1）和 27.145mhz （频道 2）的方案，而单频道无线鼠标则仅使用27.045mhz 或 27.145mhz 的频率。在这样的情况下，无线键盘和鼠标不但不容易出现互相干扰的情况，而且还因为双频道信号的使用而不容易出现信号“撞车”的情况。2.4ghz 非联网解决方案“ 2.4ghz 非联网解决方案”也就是我们俗称的2.4g 无线网络技术。它的优点是解决了27mhz 功率大、传输距离短、同类产品容易出现互相干扰等缺点而提出的。2.4g 无线技术之所以是“2.4g”而不是“ 2.5g”是因为该技术使用的频率是2.4-2

26、.485ghz ism 无线频段，该频段在全球大多数国家均属于免授权免费使用，这为产品的普及扫清了最大障碍。2.4g 无线鼠标相比于 27mhz 的低传输效率，2.4g 传输效率达到了2mbps，接收端和发射端之间并不需要连续性工作，从而大大降低了功耗、延长电池续航时间。同时为了避免27mhz 无线频段容易出现互相干扰的现象，2.4g 还采用了自动调频技术，接收端和传输端能够找到可用频段。此外，更重要的是2.4g rf 无线技术为双向传输模式，避免 27mhz 单向传输容易出现信号断续的情况。2.4ghz 非联网解决方案因为并不需要向任何组织或者个人交纳专利费等原因，其成本相对其他无线网络技术

27、（如： wifi/蓝牙等）要低廉不少。但采用2.4ghz 非联网解决方案的产品接收端和发送端在生长时便内置配对id 码，形成一对一模式，因此不同品牌、不同产品之间的接收端和发送端不能混用，这就大大限制了该技术在其他领域的使用和普及。蓝牙确切地说“蓝牙”技术是由一家成立于1998 年 9 月的私营非牟利组织special interest group （简称 sig）制定的一个标准。sig 组织本身并不制造、生产或销售任何蓝牙设备。为什么说“蓝牙”本身是一个标准，而不是频率（rf）呢？因为蓝牙使用的频段和2.4g rf 一致， 均为在大多数国家免费、无授权的2.4-2.485ghz ism （工业、科学、 医学） 之间， 但蓝牙技术在普通2.4g 无线技术上增加了自适应调频技术