鼠标基础知识指南——献给所有喜爱外设喜爱鼠标的玩家们

daimon · 发表于 2013-8-3 23:36

本帖最后由 daimon 于 2013-8-7 15:04 编辑

一、适用范围

本文主要内容为鼠标参数讲解，因此适用于喜欢外设，喜爱鼠标，并且对鼠标知识不太懂的所有新人玩家们。

二、目的

帮助新人玩家们更快速的了解鼠标，并希望能在一定程度上尽可能帮助他们选购适合的、满意的鼠标。

三、鸣谢

本文在编稿时，参考了很多技术性文章，在此daimon向这些文章的作者致敬，是你们为我等后辈点亮了明灯，让我们少走了弯路。另外，感谢坛友@greatdeer在编稿时给予的支持。最后感谢所有坛友们的支持与阅读本文，谢谢！

声明：由于作者水平有限，本文难免有错误和纰漏之处，欢迎并希望广大读者批评指正。

本文仅发于外设天下论坛，转载请注明出处及标明作者，谢谢！

1. 鼠标结构（光电式）

2. 工作原理

3. 鼠标技术参数

补充部分（进阶篇）

1. 什么是直线修正，直线修正的鼠标到底好不好？ 5楼

2. 鼠标自身的加速问题 5楼

3. dpi插值的解释 5楼

4. 鼠标垫颜色和丢帧问题 8楼（2013.8.5 更新了鼠标测试工具合集+Win系统去加速注册表文件）

一、鼠标结构

为什么要讲鼠标结构，因为不说这个下文没办法进行下去，好多东西都涉及到了，只为大家更全面了解。鼠标到目前为止按工作原理分为机械式（轨迹球）和光电式，本文讲解的鼠标为光电式。光电鼠标内部结构大致分为：

1.光学引擎（Optical Sensor=光学传感器）：负责采集光线并转化为图像，对图像分析比较。

2.主控芯片（MCU=微控制单元）：鼠标的中枢神经，控制与联络各部件。

3.透镜组：含棱镜与透镜，负责光线的折射。

4.发光体：通常为发光二极管，激光类鼠标发光体发出的光是激光而已。

5.微动：鼠标按键的开关

6.滚轮：目前我知道的滚轮结构有光栅式和编码器式。

7.射频发射器：一个小芯片，无线鼠标才有。

8.电路板

二、工作原理

简单地讲，就是光线经过透镜组传递到引擎，引擎将光线处理成图像，光线变化则图像变化，通过下一帧图像与上一帧的对比来判断鼠标的位移从而实现光标的定位。

图1. LED发出的光照射着鼠标的工作表面，呈现出一个含有高光和阴影的微型图案。这些图案都反射到了光学传感器，传感器以每秒上千张甚至更高的速度对其进行拍照。

图2. 传感器识别这些图像的共同特征来判断鼠标的位移。图B就是鼠标位移一段极短时间后所拍摄的一张照片，与图A相比，它仅仅是向下以及向左移动了一点。

daimon · 发表于 2013-8-3 23:54

本帖最后由 daimon 于 2013-8-4 17:07 编辑

三、鼠标技术参数

1.什么是鼠标分辨率？为什么又叫灵敏度？高分辨率就一定高级吗？如何选择比较合适的分辨率？

① 鼠标分辨率，通常用DPI=Dots Per Inch表示，译为每英寸像素。实际上这个东西我跟大鹿

还有很多老玩家都讨论过，用CPI=Counts Per Inch更准确，这个我们姑且不管，且用DPI这个主流的叫法。

通俗的解释DPI：举个例子，你的屏幕分辨率为800X400，你的鼠标是400dpi，那它在鼠标垫上移动一英寸光标就划过半个屏幕，若是2000dpi，那就划过2.5个屏幕了，或者说你只要移动1/5英寸就产生和400dpi一样的效果。体现在显示器上，你会觉得2000dpi明显比400dpi快了好多，因此，DPI可以说是衡量鼠标移动快慢的一个参数。

那么灵敏度的说法又从何而来呢？还是上述例子，换句话说，400dpi的鼠标，它能感受到的最小物理移动距离是1/400英寸，也就是0.0635mm，换言之，如果你的鼠标在鼠标垫发生的位移小于这个数值，那么光标是不会有反应的。同理，2000dpi的鼠标能感受到的最小物理移动距离是1/2000英寸，是前者的1/5，很显然它更精准，更灵敏。Dpi本身就是光学引擎的一个性能参数，如一款鼠标，官方给出的dpi值很高，而实际你知道它的引擎根本就不支持这么高，那这个dpi怎么来的？“插值”得来的，通过这个办法可以使得鼠标有更高的分辨率，但插的好就好，插不好那就是个虚的，阶梯线就是这么来的，有兴趣的朋友可以去深入了解下。

②那么说到这里，就听到很多商家吹捧高dpi了，什么高灵敏啊，什么定位精准啊云云。事实上，除了在显示器分辨率高的情况下高dpi能表现出优势外，我是真没看出来高dpi在游戏中有什么定位精准的优势，首先我们不得不承认高dpi确实能感受细微到极致的位移，但是，0.0635mm是个什么概念你要先搞清楚。

那么讲到这就有朋友问了，说我调高dpi，再把控制面板鼠标速度调到最小是不是定位就精准了？答案是不一定，系统的鼠标速度，除了中间那格是默认为鼠标dpi，其余和上文讲的“插值”是殊途同归的，所以，盲目的想通过降低系统鼠标速度来获取高精准的定位并不可取。

③那么如何选取合适的dpi？其实也比较简单，通常你只要关注这几个因素：是游戏还是办公？是何种游戏？游戏分辨率是多少？显示器分辨率是多少？甩鼠标的方式是手腕还是手臂？

举个例子，你是用来办公/上网，不想太累，习惯了小范围的移动鼠标，显示器分辨率是1600*900，那么2000~3200dpi肯定已经够用了，因为你可以很轻松的就甩过一个屏幕。

④主流的光电鼠标dpi档位有400/800/1200/1600/1800/2000/3200/3500，常见的光学引擎有安华高公司生产的A3050/3090/9500等。

安化高A3090光学引擎安装在鼠标中

台湾原相公司生产的PAW3305DK/3602DH/3603DH等。此外还有飞利浦公司出品PLN2033/2032新一代激光引擎，最高支持到6400dpi，雷蛇的曼巴4G，帝王蟒等采用的就是此款引擎。我将几个主流引擎的参数以及代表鼠标列了个表，方便大家了解：

按照性能高低排个座次，我觉得应该是这样的，供大家参考：

普通光电类：A5050＜A3060＜A3050＜PAW3305＜A3080≤A3090

激光类：A6010＜A7700＜A9500≤PLN2033＜A9800

2.什么是回报率（轮询率）？低回报率鼠标就丢帧？

回报率，指的是鼠标与电脑之间传输数据的频率，单位是赫兹Hz。

Mouserate checker是一款测试鼠标回报率的小软件

例如125Hz，简单的认为就是每8ms向电脑发送一次数据，1000Hz就是每1ms就向电脑发送一次数据。

理论上讲（忽略PC控制器触发延迟以及电流传播速度等各种因素），高回报率延迟就会小，比方说你打CS/CF，刚好在上一次数据发送结束时开了一枪，若是125Hz，则8ms后显示器显示你打中敌人，而1000Hz的呢，1ms之后就得到反馈，1000Hz要比125Hz的快7ms，显然是占优势的，但这仅仅表现了鼠标按键传输的快慢，那如果是光标移动呢？也是一样的吗？

如果说对于光标的移动，不得不牵扯到显示器的刷新率，因为鼠标物理移动体现出的效果就是光标在显示器上的移动。普通的液晶显示器，刷新率是75Hz，每1/75=13.3ms刷新一次画面，而常见的鼠标，最低也达到了125Hz的回报率，每1/125=8ms就传递一次数据，显然对于显示器是“超前”了的，换句话说，你显示器要落后我鼠标13.3-8=5.3ms才将光标的移动反映出来

所以，125Hz的鼠标完全可以满足使用，再高意义也不大。而上文讲到的7ms，实在也是没什么必要纠结，因为我讲的都是最理想的理论状态，实际上加上人的反应快慢、电脑流畅度、网络延迟等诸多因素，7ms的优势荡然无存，也没见过哪位电竞选手是因为使用了1000Hz的鼠标获得世界冠军。

3.鼠标采样率又是个什么玩意？

采样率，又叫刷新率，单位是fps=Frames Per Second，译为帧每秒，对于鼠标来讲，它是指光学引擎1秒钟采集光线并转化为图像的次数，通俗地说，你可以理解为在1秒钟内引擎对鼠标底部拍照的次数。

采样率高达9000fps的IE3.0复刻版

通过前文我们知道光电鼠标的工作原理，它是通过图片的对比来定位鼠标的移动，因此每秒拍摄的图片越多，对比就越细腻，也就越能判断鼠标的移动轨迹，所以fps越大肯定是越好的。

在购买鼠标时，我们经常可以看到“图像处理能力”这么一个参数，单位通常是XX百万像素/秒。这个参数就是用刷新率乘以引擎中图像传感器(CMOS)像素大小得来的，数据越大越好，举个例子，老版蝰蛇采用的A3090引擎，它的图像处理能力是580万像素/秒，刷新率是6400fps，那我们就可以得出A3090芯片中的CMOS的像素大小是30*30=90。

所以，图像处理能力这个参数是一个比较综合的数据，既反映了拍照的次数又反映了照片的大小。

树袋熊 · 发表于 2013-8-4 16:10

本帖最后由树袋熊于 2013-11-29 10:30 编辑

回头又看了一遍，发现一个问题：

例如125Hz，简单的认为就是每8ms向电脑发送一次数据，1000Hz就是每1ms就向电脑发送一次数据，理论上讲，高回报率延迟就会小，比方说你打CS/CF，刚好在上一次数据发送结束时开了一枪，若是125Hz，则8ms后显示器显示你打中敌人，而1000Hz的呢，1ms之后就得到反馈，1000Hz要比125Hz的快7ms，显然是占优势的，但这仅仅表现了鼠标按键传输的快慢，那如果是光标移动呢？也是一样的吗？

这是不可能的。

很多人追求尽可能高的回报率，企图缩短延迟，理论上没错，但实际效果是有限的。

游戏用 PC 设备从控制器触发操作事件开始到显示器完成体现该事件的刷新结束，可能实现的最短延迟在 35~40ms 的水平，超过 100ms 甚至 200ms 都是很正常的，而鼠标的延迟只是其中忽略不计的一小部分。对于一般的游戏应用而言，缩短延迟最有效的方法是使用性能过剩的主机和总延迟低的高频电竞显示器，而非升级控制器。

从 125Hz 升到 500Hz 甚至 1000Hz ，延迟方面的进步就整个系统而言很小（最多 7ms）。提高回报率能够提升游戏体验的主要原因是通过远远超过显示刷新率及物理刷新率的回报率避免了两者频率不一致带来的跳动，使得光标或视角的运动更顺滑。

还是前面提到的，现代游戏鼠的 1000Hz 回报很大程度上是 8bit 回报时代鼠标超频的遗存，相对 500Hz 很难说有什么实际价值。

树袋熊 · 发表于 2013-10-26 18:26

本帖最后由树袋熊于 2013-10-27 00:14 编辑

lolo0166 发表于 2013-10-15 06:00
怪不得现在职业选手就算用顶配的主机也是坚决去除一切画面特效

　不错。职业选手对于硬件瓶颈在哪还是比较清醒的。

　　不过这很大程度上也只是一种保留下来的习惯。
　　在职业电竞刚流行的年代，显卡都是采用的分立渲染管架构，就是说每个工序有专门的硬件支持，完成一部分后数据送到下一环节的硬件继续处理。这样一来渲染流程就很长，相邻帧的运算有大量时间重叠，即便名义上帧率已经很高，完成一帧渲染的总时间也不低。这种条件下画面效果高低对总延迟的影响是很大的。
　　现代显卡使用的是通用可编程渲染管架构，每一帧在演算中大部分时间对显卡硬件是独占的，只要帧率过关，就可以保证延迟很小。于是在保证帧率的前提下画面效果高还是低已经影响不大了。拿 Titan 或者 290X 这类的牛卡玩 CS GO 什么的，开最低还是最高画质对性能压根就没影响。

daimon · 发表于 2013-8-4 14:27

dike520 发表于 2013-8-4 12:44
楼主说的挺详细的。
就对一点不同意，玩fps很多都是用低dpi慢游戏鼠标移动速度，来达到稳定跟细微的调整。 ...

我知道，那只是单就速度这一项而言，很多低端芯片确实可以胜任，但是其它方面方面包括处理图像的能力肯定是不行动，我后面加了一句丢帧不一定就是速度不够造成的。
之所以没有把垫子的颜色以及材质表面加上去，还是因为面向的群体，真要说的刨根问底，那恐怕几天都说不完，非常感谢你的建议和分享，有时间我会继续讲内容补充到进阶篇中！

daimon · 发表于 2013-8-4 11:56

DarkNight 发表于 2013-8-4 10:07
中间插楼的几个兄弟对不住了，为了保证帖子的连续性我就删掉插楼的内容了。

感谢版主的支持！

daimon · 发表于 2013-8-4 11:55

夜飞行发表于 2013-8-4 09:57
NICE 非常好的普及贴！！狂顶一下

感谢夜大的帮顶！

daimon · 发表于 2013-8-4 00:39

本帖最后由 daimon 于 2013-8-4 00:42 编辑

兵不厌诈发表于 2013-8-4 00:33
日产欧姆龙的寿命多写了一个0

不光是日产，所有欧姆龙的理论机械寿命都是不小于100万，条件是最高以60次/分的按键速度，这点在安捷伦的文档里都是有的，相比其他厂，欧姆龙算很好的，起码在文档很谨慎很谦虚，而其他厂直接是标成XXX百万，并且条件也不给，这点欧姆龙规范多了。
我之所以不些理论机械寿命多少多少，那是因为欧姆龙的微动在实际使用来看口碑还算不错的，加上文章的面向群体，不想造成困扰和误导，所以才会沿用，感谢交流

daimon · 发表于 2013-8-4 00:11

本帖最后由 daimon 于 2013-8-5 13:25 编辑

4.鼠标垫颜色与丢帧问题

感谢坛友@dike520 交流分享，关于低dpi下大幅度甩鼠，低端引擎吃不消的问题。这里我再强调一次，我所说的大部分鼠标能满足玩家的极限移鼠速度，是单就鼠标移动速度而言的，低端引擎之所以丢帧也不见得就是速度不够，低端芯片在很多方面的不足都是导致鼠标丢帧的罪魁祸首，例如采样率太低且不固定，CMOS像素太低，DSP运算能力差等等。

既说到丢帧，那就就这一项粗谈下个人的感受，仅供各位坛友参考。

RGB是光的三原色，这是我们大家熟知的，三原色按不同比例混合几乎可以得到自然界任何一种色光。我们看到的物体之所以是红色是因为反射红光，白色物体则反射所有颜色的光因此呈现白色。

但自然界很难有纯单色光，也不存在只对一种色光反射的物体，物体之所以五颜六色是因为对不同的色光反射率不同，反射出来的光其实也是混合色光，反射哪种色光居多则物体就呈现哪种颜色。

好了，科普结束，进入正题，为什么鼠标在彩色鼠标垫上更容易丢帧？彩色鼠标垫，每一块区域呈现不同的颜色，表明每一块区域对该种颜色的色光反射率较高，当鼠标光头经过区域的边界时，由于反射率的突然变化，导致传感器感光块接受到的色光发生变化甚至无法识别，鼠标发生抖动也就不奇怪了。

理论上，那些颜色变化非常显著的垫子，鼠标光头在经过深浅色变化的区域时丢帧的可能性更大，当然了，现在的游戏级光电鼠引擎性能都非常牛X，彩色垫子丢帧的担心也没太大的必要，画厂钢厂垫子还不照买不误，谁说不是呢。。。

鼠标测试软件包下载：
感谢坛友@树袋熊热心的交流以及上传的文件，我补充了压缩包并将其分类并作了说明，方便坛友下载：
①鼠标测试工具合集：

鼠标测试工具合集.zip (114.24 KB, 下载次数: 2559) 包含了Mouse Test；Mouse Rate Checker；Mouse Movement Recorder；Mouse Timer Dialog 共4个小软件。

Mouse Test界面，它是一款比较全面的测试鼠标的小软件，可以检测鼠标丢帧，直线修正，还有dpi等等，功能比较丰富，还带测试键盘的功能哦

Mouse Rate Checker界面，它能测试鼠标的回报率，但要注意的是回报率这东西跟移鼠速度有相当大的关系，速度越快值就越接近峰值，测试时要以一个相对不快而又平稳的速度进行。

Mouse Movement Recorder界面，它叫鼠标位移记录工具，它能检测你的鼠标移动是否和光标移动按1：1的关系，也能查看回报率和系统的“去指针精确度”是否关闭，配合去加速文件这个软件用来测试鼠标是否自带加速度是最好的了。

Mouse Timer Dialog界面，它能查看鼠标的响应时间和回报率

②.Win系统去加速度文件

MarkC_Windows_8 7 XP_MouseFix.zip (80.08 KB, 下载次数: 2363) 这是一个外国朋友制作的注册表文件，可以去除Win系统的加速度，去掉后不管你是否勾选“去指针精确度”都默认为无加速，当然了文件包还包括恢复加速的注册表，如不喜欢恢复后就OK，操作后要重启电脑。

daimon · 发表于 2013-8-4 00:08

进阶篇

注：这是作者在写完基础知识后临时想到的，内容都是涉及大家经常提问的一些东西，所以大家有兴趣的可以看一下，也许里面有你想知道的。

1.什么是直线修正？有直线修正的鼠标，到底好还是不好？

为了能通俗易懂，我觉得这么解释最好了：当你非常平稳的移动鼠标想努力画一条直线时，得到的结果是

说的技术点就是，你自以为你的手是非常平稳的横向移动鼠标，其实在这个过程当中是有很多抖动的，直线修正的鼠标就忽略了这些抖动，认为轨迹仍然是一条直线，而非直线修正则将抖动原封地表现出来。

我经常看到很多玩家在选择鼠标时，只要听说这鼠标带直线修正就呲之以鼻，直线修正的鼠标就真的那么差劲？直线修正到底影响了什么？

我是一名FPS玩家，仅以我打CS的实例来告诉大家，直修和非直修在游戏中有什么不同。

我的视野里有三个敌人，大致在一条水平线上，准心也和他们的脑袋平齐，我移动鼠标将中间那个爆头，如果我的鼠标带直线修正，那么我继续向左或者向右移动准心，显然准心更容易保持原先的高度，将敌人爆头。

现在我的准心在这个位置，我蹲下来想要压枪，由于我的准心偏离了敌人身体位置一点点，因此当我把准心往下移时，由于直线修正的缘故，我可能很难第一时间把准心压到敌人的左脚。显然在这里直线修正是不利的。

当然，这些也都是我的个人感受，我只是想更清楚的解释什么是直线修正。我不玩RTS游戏，RTS选手也可以类比到游戏中，去理解直线修正。

总之，直线修正就是能更轻易的划出直线，而非直线修正就是光标的运动轨迹更随意些。至于哪个好，不做评价，只要你真的理解了，你就会选择了。

2.鼠标的加速问题

这里说的加速和前文中的加速不是一个概念，它和控制面板里的“提高指针精确度”倒是有点类似。

① 一个鼠标如果无加速度，那么在同等的移动距离条件下，不管它的移动速度是快还是慢，指针在屏幕上划过的像素点是一样的。（反映在游戏中就是准心在屏幕划过的距离一样）

② 一个鼠标如果有正加速度，那么在同等的移动距离条件下，快速移动鼠标会比慢速移动鼠标使得指针在屏幕上划过的像素点更多，速度越快，指针划过的像素点越多。（反映在游戏中就是越快速的移动准心在屏幕划过的距离越大）

③ 一个鼠标如果有负加速度，那么在同等的移动距离条件下，快速移动鼠标会比慢速移动鼠标使得指针在屏幕上划过的像素点更少，速度越快，指针划过的像素点越少。（反映在游戏中就是越快速的移动准心在屏幕划过的距离越小）

上图是我用CS1.6作为例子，来更直观的表达，结合文字，大家自己感受一下。

需要说明的是，对于一个鼠标，加速度并不是一个“有”或“无”的问题，而是“强”和“弱”的问题，而且奇怪的是，有些鼠标在不同dpi值下表现出来的加速问题还不一样，比方说低dpi下无加速，高dpi下有负加速，至于为什么会这样，是引擎的问题还是算法的问题？我也不知道，也不想去深究了。

3.插值问题，插值dpi

上文讲过，很多鼠标官方标出的dpi并不是引擎原生的数值，那么就有很可能是通过插值得出来的。

数学中对插值的解释：在离散数据的基础上补插连续函数，使得这条连续曲线通过全部给定的离散数据点。插值是离散函数逼近的重要方法，利用它可通过函数在有限个点处的取值状况，估算出函数在其他点处的近似值。

光学中插值的解释：插值，是一种为数码相机在计算像素时可以增加有效像素（实际像素）的成像方法。这种方法是将数码相机中的感光器件所形成的实际像素，通过相机中内置的软件，根据实际感光影像的像素，按照一定的运算方法进行计算，产生出新的像素点，并将其插入到原来像素附近的空隙处，从而实现增加了像素总量和增大了像素密度的目的。其实，不但是数码摄像会用到插值，数码变焦的基本原理也是采用插值算法的，它是一种由电子线路实时实现图像空间变换的效果。

简单的举一例描述：一个鼠标DPI最高为1000，通过内置在鼠标里的控制器或者驱动软件等各种计算办法将DPI提高到2000，这2000是“虚的”，这是鼠标插值最简单明了的解释。但还有一种改变dpi的办法，如通过提高圆形透镜的放大倍数以放大最小感应移动来提高dpi，这种就不算作是插值方法。

daimon · 发表于 2013-8-4 00:00

本帖最后由 daimon 于 2013-8-4 11:34 编辑

4.什么是最大移动速度？

最大移动速度，是衡量鼠标动态能力的一个重要参数，它的单位是ips=Inches Per Second，译为英寸每秒。它的定义是光学引擎能识别的最大速度值，如果移动鼠标的速度超过这个值，引擎则不能识别，体现在光标上则可能是抖了一下，或者直接甩飞了，也就是大家常说的“丢帧”。

需要说明的是除非你是没事找抽型的喜欢乱甩鼠标，否则市面上的大部分鼠标支持的最大移动速度都能满足需求，举个例子，就拿最不济的A5050来说，30ips，换算成毫米是762，差不多是两个400mm宽垫子的宽度，你需要1秒钟做这么快速的移动吗？正常人都不需要，而且上文虽然说了超过最大速度会丢帧，但丢帧又不一定就是速度不够造成的，对吧。

5.什么又是最大加速度？

加速度，我们都知道是衡量速度变化快慢的一个物理矢量，它的物理公式是△V/△t，速度变化量除以速度变化所用时间，单位是m/s^2。在鼠标参数中最大加速度通常用重力加速度g来表示，如15g，20g，它代表引擎能承受的速度变化量的最大数值，你可以理解为你的鼠标移动速度在1秒内发生的变化不要超过这个数值就行了。