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鼠標，電腦的黃金搭檔，使用時，鼠標可以將它的運動軌跡同步到電腦桌面，從而控制電腦的運行。那么，鼠標是如何將它的運動軌跡同步的呢?或者說，我們在移動鼠標時，它內部發(fā)生了什么?關于這個問題的答案，我們直接看下文~

現在的鼠標基本都是光電鼠標，其底部有圖像采集系統(tǒng)，由紅外LED、一對透鏡和圖像像素陣列(或圖像傳感器)組成，如下圖1-1所示。

圖1-1

正常工作時，LED產生的紅外光穿過透鏡，照亮鼠標正下方的表面(一般為鼠標墊)，然后紅外光從(鼠標墊)表面反射通過第二個透鏡，然后通過一個小孔徑，最后到達一個相當復雜的圖像像素陣列(或圖像傳感器)，如下圖1-2所示。

圖1-2

圖像像素陣列由1600個像素組成，布局為40×40。一般而言，鼠標所接觸的鼠標墊或表面會有一些圖案或各種顏色，但鼠標不會捕捉這些顏色或圖案。也就是說，即使你的鼠標墊表面五顏六色，鼠標也無法捕捉以及記錄。那么，它捕捉的是什么呢?

鼠標紅外LED發(fā)出的光線以較淺的角度發(fā)射，照亮了(鼠標墊)表面的紋理，如圖1-3所示，這些紋理就像地形的山脊和山谷，山的頂部捕捉和反射光線并被照亮，但光線沒有到達山谷，因此它們仍然是黑暗的。亮暗不同的光照強度被圖像傳感器捕捉，形成一張由1600個像素組成、布局為40×40的圖像像素陣列。

圖1-3

由于紅外光的角度較淺且鏡頭聚焦，圖像傳感器能夠捕捉到地形和紋理復雜的景觀，注意，如果表面非常光滑且沒有瑕疵，鼠標將難以在其上工作，這就是為什么某些鼠標在玻璃上無法正常工作的原因。

雖然，具有1600像素的圖像傳感器僅聚焦與鼠標正下方的一個微小區(qū)域，但圖像傳感器每秒最多可拍攝17000張表面照片!因此，即使你將鼠標在鼠標墊上移動僅0.1秒，圖像傳感器也會在此期間拍攝大約1700張照片，如下圖1-4所示。

圖1-4

鼠標不會保存任何這些圖像，而是每次拍攝照片時，它都會將其與59微秒前拍攝的前一張照片進行比較，然后微芯片使用兩個圖像之間的差異來確定X(橫向)的變化和Y(豎向)的變化，或者本質上是你在59微秒內移動鼠標的距離和方向。

如果我們有兩張相隔59微秒的表面地形紋理圖像，那么微芯片究竟如何確定它們之間X和Y的變化?

其實，為了計算這個X和Y的變化，兩個間隔59微秒的圖像被發(fā)送到鼠標的數字信號處理器或簡稱DSP的微芯片部分，在那里執(zhí)行一種稱為互相關的算法。如前所述，每個圖像由40×40像素組成，每個像素生成一個介于0到4095之間的值，該值與撞擊該特定像素的光照強度有關。

圖1-5

這里我們用每個像素的高度來表示值，如圖1-5所示。DSP獲取第一幅圖像并將第二幅圖像疊加，然后從第一個圖像中減去第二個圖像的單個像素的所有值，并計算兩個圖像之間的差異，直到找到結果圖像最小的位置。

達到最小結果圖像的位置偏移量準確地告訴我們，鼠標在兩幅相隔0.001秒的連續(xù)圖像之間移動了多遠，從而產生了X變化和Y變化，如圖1-6所示。

圖1-6

59微秒后，另一幅新的圖像被捕捉，處理器執(zhí)行相同的互相關算法。由于新圖像四處移動，而前一圖像靜止，從而產生另一組值。處理器繼續(xù)捕捉新圖像并執(zhí)行17次互相關算法，然后將所有值相加，我們得到鼠標在一毫秒內移動了多遠，如下圖1-7所示。

圖1-7

一毫秒內X和Y的這種組合變化然后被發(fā)送到這里的片上系統(tǒng)，該系統(tǒng)又使USB收發(fā)器或藍牙將信息中繼到你的計算機。

綜上，鼠標在移動時，會通過圖像收集不斷記錄這個移動過程中鼠標墊表面的不同紋理，然后通過不同圖像的不同紋理計算出鼠標的偏移量，進而將偏移量信息發(fā)送給電腦!

我終于知道，為什么我桌面那么光滑的時候鼠標那么不靈敏~你知道了嗎?

(技成培訓網原創(chuàng)，作者：楊思慧，未經授權不得轉載，違者必究)