Мифы об игровых мышках развеяны

Оптика точнее лазера. Чем выше DPI, тем лучше. Ускорение — это дьявол. Беспроводные мыши медленнее проводных. Ваш параметр чувствительности мыши Windows должен быть установлен на 6. Если вы понимаете что-либо из этого, скорее всего, вы потратили некоторое время, читая об игровых мышах, пытаясь выяснить, что на самом деле имеет значение в игровой мыши.

Когда я писал о лучших игровых мышах, я объяснил, как я их тестировал, и определил некоторые ключевые термины, такие как джиттер, ускорение и CPI (количество на дюйм, более точный дескриптор, чем DPI). Но определение этих терминов — это лишь малая часть — есть длинные, чрезвычайно подробные статьи и сообщения на форумах о мелочах игровых мышей в Интернете, многие из которых наполнены устаревшей информацией, техно-вуду и интернет-фольклором. Чтобы отделить факты от вымысла, я поговорил с Франсуа Морье, старшим инженером Logitech в течение 15 лет. И в этом случае «старший инженер» — это немного преуменьшить: когда дело доходит до разработки сенсоров для мыши, Морье — это парень в Logitech. Он знает о сенсорах мыши больше, чем кто-либо другой на планете.

Из моих интервью с Мориером и Крисом Пейтом, старшим менеджером по продукту игрового подразделения Logitech, я попытался осветить некоторые из наиболее запутанных элементов технологии игровых мышей и исправить некоторые из наиболее распространенных заблуждений.

Миф о мышах: оптические мыши лучше лазерных

Вердикт: Верно, но это сложнее. Для начала, лазерные мыши на самом деле являются оптическими мышами.

Это вполне возможно , наиболее распространенный аргумент , вы увидите около игровых мышей онлайн. Оптические мыши лучше и точнее лазерных. Лазерные мышки — мусор! Увы, все больше и больше игровых мышей используют лазерные датчики, что делает оптических мышей все более редкими и особенными. Такова история. Но какова реальность?

Во-первых, лазерные датчики и оптические датчики более похожи, чем вы думаете.

Крис Пэйт: «[В« лазерной »мыши] на самом деле это не лазерный датчик. Это оптический датчик. Он просто использует лазер для освещения. Но людям легче сокращать его до оптического, чем от лазера, хотя на самом деле это инфракрасный или красный светодиод [для оптической мыши] по сравнению с VCSEL (лазер с поверхностным излучением с вертикальной полостью) … это все еще светодиод, но это лазер … Все датчики делают несколько тысяч изображений в секунду, сравнивают их друг с другом и определяют направление перемещения и расстояние на основе этих изображений”

Мыши с оптической и лазерной подсветкой используют КМОП-сенсоры, чтобы делать снимки поверхности под ними и использовать эти снимки для определения движения. Это датчик CMOS, такой же, как в вашем смартфоне или цифровой камере, хотя способ его работы сильно отличается (во-первых, он делает тысячи изображений в секунду). Итак, если сам датчик такой же, что делает оптическое «лучше» лазерного освещения?

Морье: «Лазерный свет имеет другую длину волны. Он больше смотрит на структуру материала, чем обычный светодиодный свет, который больше освещает поверхность. Это делает [лазер] более чувствительным к шероховатости поверхности … Светодиод больше остается на верхней части поверхности, поэтому он очень воспроизводим. Наверху поверхности есть пики, и это только пики.

«Если вы посмотрите на тканевые прокладки, которые сделаны из структуры волокон, лазер настолько точен, что … показывает вам природу структуры. Тебя это не волнует. Вы просто хотите измерить расстояние … Лазер действительно войдет в поверхность, а затем, особенно на низкой скорости, будет вести себя совсем иначе. Вот почему у вас большая разница между низкой и высокой скоростью ».

Датчики с лазерной подсветкой очень хорошо работают на жестких подушках, но на мягких подушках с большей глубиной поверхности они собирают слишком много бесполезной информации, что приводит к расхождениям в том, как они отслеживают на разных скоростях. Это то, что большинство людей называют «ускорением», но Морье называет это «ошибкой разрешения в зависимости от скорости». (Подробнее об этом через секунду).

Так какая же в конечном итоге разница между оптическими сенсорами и сенсорами с лазерной подсветкой? По словам Морье, датчики с лазерной подсветкой имеют отклонение в отслеживании на 5-6 процентов на разных скоростях. Для лучших оптических датчиков это число составляет менее 1 процента.

Миф о мышах: когда мышь работает по-разному на разных скоростях, возникает проблема, называемая «ускорением».

Вердикт: ложный. Это является реальной проблемой, но ускорение является неточным термином , чтобы описать его. Эксперты Logitech по мышам предлагают две альтернативы: «ошибка разрешения в зависимости от скорости» и «разница в точности, связанная со скоростью».

Ускорение — это большая и сложная проблема. Вот как это обычно описывается в Интернете: если вы быстро проведете мышью по коврику для мыши, а затем медленно вернете ее в исходное положение, ваш курсор должен вернуться в исходное положение. В противном случае мышь демонстрирует некоторую форму ускорения, что означает, что она по-разному переводит ваши физические движения с разной скоростью. А это плохо, правда? Потому что вам нужно точное соотношение 1: 1 между вашими движениями и курсором. В противном случае, например, в интенсивной перестрелке FPS вы можете быстро повернуть мышь и неверно оценить расстояние, на которое будет перемещаться курсор.

Так что же вызывает эту проблему? И почему «ускорение» — плохой термин для этого?

Пейт: «Ускорение, как его понимают люди в Интернете, особенно применительно к определенному семейству датчиков с лазерной подсветкой, на самом деле является проблемой с точностью относительно скорости перемещения мыши. Дело не в том, что мыши присуще ускорение в положительном или отрицательном направлении. Сложно заставить курсор перемещаться на одно и то же расстояние, если вы перемещаете мышь на одно и то же физическое расстояние с разной скоростью. Очень сложно разобрать все, что я только что сказал, и очень легко сказать: «У лазера есть ускорение» ».

Франсуа Морье называет ускорение «ошибкой разрешения в зависимости от скорости», но важно отметить, что в этом контексте «разрешение» не имеет ничего общего с качеством изображения (не думайте, что 1080p против 4K и т. Д.).

Морье: «Разрешение для меня означает перевод между движением вашей руки и расстоянием, которое вы преодолеваете на экране. Это просто фактор зависимости между, я сдвигаюсь на один дюйм, сколько пикселей я покрыл на экране. Это решение ».

Дело не в том, что курсор или датчик мыши ускоряется, когда вы перемещаете мышь с разной скоростью. Проблема в том, что данные, которые мышь считывает с разной скоростью, расходятся. Объяснить, почему это происходит, довольно сложно, и мы углубимся в действительно технические детали в следующем мифе о DPI. Но на высоком уровне ошибка разрешения в зависимости от скорости происходит из-за того, что датчики мыши улавливают слишком много шума на своем изображении при сканировании поверхности мыши. Как вы, возможно, помните из последнего мифа, это чаще встречается у мышей, освещенных лазером.

Как объясняет Морье, когда вы перемещаете мышь, датчик может считывать только одно «правильное» направление: точное направление, в котором вы движетесь. Когда датчик улавливает шум, это добавляет «счет» движений в неправильных направлениях — например, крошечные движения вверх или вниз при перемещении мыши в сторону. Добавление этих неправильных подсчетов «меняет количество отсчетов, которое у вас будет в конце [движения мыши]. Поэтому, если вы путешествуете по полной горизонтальной оси, но ваша система делает что-то подобное, вы потеряете часть горизонтального движения, потому что часть горизонтального движения будет сообщаться по вертикали, поэтому в конце ваша траектория будет короче».

Миф о мышах: чем выше DPI, тем лучше.

Вердикт: ложный. Мало того, что некоторые параметры DPI (6000+) смехотворны для размеров и разрешений современных мониторов, но многие мыши фактически используют датчики, изначально не предназначенные для таких высоких значений DPI, что отрицательно сказывается на производительности.

Если вы когда-либо следили за маркетингом смартфонов или цифровых камер, вы, вероятно, знакомы с гонкой мегапикселей: разрешение камер постоянно увеличивается, потому что это отличный маркетинговый показатель. Но есть много других факторов, которые улучшают качество фотографий, например, качество объектива и фактический размер пикселей на датчике CMOS. Вот почему камеры iPhone от Apple с каждым годом становятся лучше, хотя со времен iPhone 4S они были 8 мегапикселей.

Оказывается, то же самое относится и к CMOS-сенсорам, используемым в мышах. Теперь более высокий DPI не является плохим по своей сути . 30-мегапиксельный датчик DSLR может быть фантастическим, не так ли? Проблема с вариантами высокого разрешения у мышей заключается в том, как датчики достигают этих значений.

Во-первых, мы должны понять, как CMOS-датчик работает в мыши. Массив пикселей сенсора мыши намного меньше, чем у камеры, и у него нет глубины цвета. На самом базовом уровне он делает тысячи снимков поверхности в секунду. При 6000 DPI он может снимать 6000 изображений в секунду.  Изменить: приведенное выше число было неправильной экстраполяцией Морие, утверждающего, что Logitech G502 может делать 12000 снимков в секунду. DPI (или CPI, количество на дюйм) не связано со скоростью датчика CMOS. Ключевой факт, который необходимо понять, заключается в том, что, в отличие от датчиков CMOS в камерах, датчики мыши принимают многие тысячи изображений в секунду. Датчик работает, сравнивая эти изображения и используя это сравнение для определения направления и расстояния, пройденного мышью.

Морье: «В оптическом зондировании [разрешение] полностью отличается от разрешения вашей камеры. Ваша камера имеет разрешение, умноженное на количество пикселей, которое имеет массив пикселей. Оптический сенсор не такой. Разрешение — это не количество пикселей. Это размер пикселя на столе. Итак, вы берете только один пиксель и представляете его, потому что есть линза и оптическая система, и вы [определяете, насколько] велик этот пиксель на столе. Затем вы [определяете], сколько вы можете вставить в один дюйм? И это разрешение. Итак, если размер вашего пикселя в матрице составляет 30 микрон, сколько раз вы можете поместить 30 микрон на один дюйм? Это разрешение. [В этом примере] это около 840 точек на дюйм ».

Если матрица датчиков CMOS использует пиксели размером 30 микрон, разрешение составляет около 840 точек на дюйм или CPI, то есть количество отсчетов, которое мышь делает за один дюйм движения. Но здесь все усложняется: мышь с разрешением 8400 DPI не обязательно имеет пиксели в 10 раз меньше, как вы ожидаете. Зачем? Поскольку увеличение DPI сенсора часто происходит из-за разделения этих пикселей на все меньшие и меньшие приращения. Это также то, где более высокие значения DPI могут быть плохой новостью.

Морье: «Физическое разрешение составляет один пиксель, [но] сенсорная система может видеть менее одного пикселя, выполняя обработку изображения. Он умеет понимать доли пикселей. Если система достаточно сильная, она способна различать, скажем, в восемь раз меньше одного пикселя. Итак, вы разрезаете пиксель на восемь частей … Этот мини-кусок в восемь раз меньше 30 микрон, вы кладете его на стол, и сколько я могу положить на один дюйм? Много могу поставить, но исходное разрешение не изменилось. Исходное разрешение остается исходным физическим пикселем.

«Но обработанное разрешение или то, что было создано алгоритмом сенсора, и есть этот очень тонкий срез. А потом представляете, их можно поставить очень много. Но от этого вы ничего не добьетесь с точки зрения точности. Это просто быстрее, вам нужно переместиться только на это [меньшее расстояние], чтобы увидеть один счет. Но пиксель не очень большой, 30 микрон, если вы уменьшите его на восемь, вы говорите о чем-то очень маленьком. И этот очень маленький предмет чувствителен … намного более чувствителен, чем большая 30-микронная система».

Каждый датчик мыши улавливает определенный объем действительного сигнала и определенный уровень шума, называемый минимальным уровнем шума. Теперь представьте, что у вас есть целые 30 микрон данных для работы: будет (относительно) легко отфильтровать шум из сигнала. А теперь представьте для сравнения, что у вас есть только одна восьмая объема данных. Чем больше вы разделяете свой пиксель, тем ближе ваш сигнал и минимальный уровень шума друг к другу, и тем сложнее становится отличить достоверные данные от шума. Когда их становится слишком сложно различить, датчик мыши начинает сообщать о шуме, что приводит к неточным движениям.

Морье: «Вот почему увеличение DPI очень опасно, если вы не понимаете, с точки зрения конструкции датчика, каковы основные возможности датчика. Если вы просто заметите очень большое количество DPI, и ваше дизайнерское мышление основано только на этом, вы потерпите неудачу. В конце концов у вас будет очень плохая система. Он делает то, что вы называете ложным движением, что означает, что вы ничего не делаете, вы кладете мышь на стол, а курсор просто улетает, он улавливает шум и создает счет. Так что это проблема, если вы его неправильно спроектируете. Правильный подход — спроектировать его правильно для низкого разрешения, сделать его прочным и надежным, а затем посмотреть, сколько вы можете разрезать срезы, но не сразу заметить для высокого разрешения, а затем сломать все с точки зрения дизайна . »

Многие игровые мыши, особенно игровые мыши с лазерной подсветкой, фактически используют датчики, которые существуют уже много лет. При обновлении мыши с версии 2013 года до версии 2015 года может использоваться тот же самый датчик, но с более высоким числом точек на дюйм за счет разделения исходного разрешения. «Когда вы начинаете разделять пиксели, вы достигаете минимального уровня шума и, в конечном итоге, доходите до точки, в которой с более старыми поколениями сенсоров согласованность изображений, которые вы обрабатываете, немного сомнительны», — говорит Крис Пейт.

Это плохо. Очень плохо. Конечно, это не означает, что мышь, использующая старый датчик с повышенным разрешением, будет плохо работать при любых настройках. При более низких значениях DPI он будет работать так же хорошо, как и более старая модель, поскольку этот более низкий DPI находится в пределах (или ближе к) исходным параметрам дизайна. Но поверните DPI полностью до максимума, и вы можете начать видеть ложное движение, ошибку разрешения в зависимости от скорости, пульсацию курсора и другие проблемы. Поэтому, когда вы видите новую мышь, рекламирующую более высокий параметр DPI: будьте осторожны. Это не обязательно хорошо.

На следующей странице: проводная и беспроводная, настройки чувствительности Windows, и остается ли MX518 лучшей игровой мышью?