從原始鼠標(biāo)、機(jī)械鼠標(biāo)、光電鼠標(biāo)、光機(jī)鼠標(biāo)再到如今的光學(xué)鼠標(biāo)，鼠標(biāo)技術(shù)經(jīng)歷了漫漫征途終于修成正果。

鼠標(biāo)是我們最頻繁操作的設(shè)備之一，但它卻一直未能獲得應(yīng)有的重視。在早些年，大多數(shù)用戶都只愿意在鼠標(biāo)身上花費(fèi)不超過20元投資，當(dāng)然此種情況今天已難得一見，應(yīng)用的進(jìn)步讓人們對(duì)鼠標(biāo)開始提出更多的要求，包括舒適的操作手感、靈活的移動(dòng)和準(zhǔn)確定位、可靠性高、不需經(jīng)常清潔，鼠標(biāo)的美學(xué)設(shè)計(jì)和制作工藝也逐漸為人所重視。是什么推倒了鼠標(biāo)技術(shù)的進(jìn)展?有人說是CS之類的第一人稱設(shè)計(jì)游戲，也有人說是計(jì)算機(jī)多媒體應(yīng)用的影響。無論怎樣，都是應(yīng)用催生了技術(shù)的進(jìn)步。在現(xiàn)在電腦中，鼠標(biāo)的操縱性往往起到關(guān)鍵性的作用，而鼠標(biāo)制造商迎合這股風(fēng)潮開始大刀闊斧的技術(shù)改良，從機(jī)械到光學(xué)、從有線到無線，造型新穎、工藝細(xì)膩的高端產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。今天，一款高端鼠標(biāo)甚至需要高達(dá)500元人民幣才能買到，這在幾年前是難以想象的。毫無疑問，一款優(yōu)秀的鼠標(biāo)產(chǎn)品會(huì)讓操作電腦變得更富樂趣，這也是近年來鼠標(biāo)領(lǐng)域技術(shù)不斷革新、高端產(chǎn)品層出不窮的一大誘因。

盡管如此，我們對(duì)鼠標(biāo)依然知之不多，也許是它太過常見的緣故。在下面的文章中，我們將向大家介紹鼠標(biāo)的全面技術(shù)情況，包括它的起源和發(fā)展歷史，你可以從中了解到鼠標(biāo)家族的誕生、發(fā)展以及今天的情況，當(dāng)然，我們也將向大家介紹時(shí)下高端鼠標(biāo)所引進(jìn)的各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)。

鼠標(biāo)的發(fā)展簡(jiǎn)史及其技術(shù)派系

盡管鼠標(biāo)是在80年代后才得到廣泛應(yīng)用，但它的歷史最早卻可以追溯到上個(gè)世紀(jì)60年代末，其發(fā)明者是美國(guó)斯坦福研究所的道格拉斯·恩格爾巴特博士。當(dāng)然，以今天的眼光來看道格拉斯博士的“鼠標(biāo)器”是極其原始的，它只能進(jìn)行很簡(jiǎn)單的定位，自然談不上有什么精度指標(biāo)了。然而在那個(gè)年代并沒有PC機(jī)出現(xiàn)，主流的計(jì)算機(jī)種為大型機(jī)、中型機(jī)和小型機(jī)，它們大多用在與國(guó)防有關(guān)的關(guān)鍵場(chǎng)合，運(yùn)算能力是決定優(yōu)劣的唯一指標(biāo)。至于人機(jī)操作界面卻沒有人注重，因?yàn)檫@類計(jì)算機(jī)的操作者都是那些水平高超的計(jì)算機(jī)科學(xué)家。在后來的二十余年中，道格拉斯博士的這項(xiàng)發(fā)明基本上被束之高閣。

在蘋果電腦出現(xiàn)之后，鼠標(biāo)的價(jià)值終于被發(fā)現(xiàn)。1983年，蘋果公司在推出的Lisa機(jī)型中首次使用了鼠標(biāo)，這也是鼠標(biāo)的第一次商業(yè)化應(yīng)用，盡管Lisa機(jī)型并未獲得多大的成功，蘋果公司也開始走下坡路，但鼠標(biāo)之于計(jì)算機(jī)的影響開始體現(xiàn)。緊接著，微軟在Windows 3.1中也對(duì)鼠標(biāo)提供支持，而到了Windows 95時(shí)代，鼠標(biāo)已經(jīng)成為PC機(jī)不可缺少的操作設(shè)備。在此之后，鼠標(biāo)得到了迅速普及。

與主流PC部件相比，鼠標(biāo)的技術(shù)革新顯得非常保守，從道格拉斯博士的原始鼠標(biāo)，再到后來的純機(jī)械鼠標(biāo)、光電鼠標(biāo)、光機(jī)鼠標(biāo)，以及現(xiàn)在方興未艾的光學(xué)鼠標(biāo)，鼠標(biāo)技術(shù)只經(jīng)歷寥寥幾次大變革，其中真正算得上成功的其實(shí)只有光機(jī)鼠標(biāo)和光學(xué)鼠標(biāo)，它們也是當(dāng)前鼠標(biāo)技術(shù)的主流形態(tài)。其中，光機(jī)鼠標(biāo)為過去的主流，我們一般也將它俗稱作“機(jī)械鼠標(biāo)”，但這個(gè)名稱并不確切(可從后文得知)。至于光學(xué)鼠標(biāo)，則是鼠標(biāo)技術(shù)的發(fā)展方向，目前它已經(jīng)開始大面積取代過時(shí)的光機(jī)鼠標(biāo)產(chǎn)品。

原始鼠標(biāo)

最原始的鼠標(biāo)為道格拉斯博士于1968年所設(shè)計(jì)，它是利用鼠標(biāo)移動(dòng)時(shí)引發(fā)電阻變化來實(shí)現(xiàn)光標(biāo)的定位和控制的。原始鼠標(biāo)的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，底部裝有兩個(gè)互相垂直的片狀圓輪(非球形)，每個(gè)圓輪分別帶動(dòng)一個(gè)機(jī)械變阻器，當(dāng)鼠標(biāo)移動(dòng)之時(shí)會(huì)改變變阻器的電阻值。如果施加的電壓固定不變，那么鼠標(biāo)所反饋的電信號(hào)強(qiáng)度就會(huì)發(fā)生變化，而利用這個(gè)變化的反饋信號(hào)參數(shù)，系統(tǒng)就可以計(jì)算出它在水平方向和垂直方向的位移，進(jìn)而產(chǎn)生一組隨鼠標(biāo)移動(dòng)而變化的動(dòng)態(tài)坐標(biāo)。這個(gè)動(dòng)態(tài)坐標(biāo)就決定了鼠標(biāo)在屏幕上所處的位置和移動(dòng)的情況，于是它便可以代替鍵盤的上、下、左、右四個(gè)鍵，讓使用者可將光標(biāo)定位在屏幕的各個(gè)地方。由于原始鼠標(biāo)的尾部拖著一條數(shù)據(jù)連線，看起來很像一只小老鼠，后來人們干脆就直接將它稱為“Mouse”，這也就是“鼠標(biāo)”的得名由來。

當(dāng)然，若以今天的眼光來看這個(gè)原始鼠標(biāo)的確顯得相當(dāng)簡(jiǎn)陋，它使用全木質(zhì)外殼，棱角分明，龐大且笨重，而且需要配備一個(gè)額外的電源才能夠正常工作，用起來并不方便。加上使用了大量的機(jī)械組件，隨著時(shí)間的積累，鼠標(biāo)會(huì)出現(xiàn)非常嚴(yán)重的磨損問題。另外，原始鼠標(biāo)使用的是模擬技術(shù)，反應(yīng)靈敏度和定位精度都不理想。種種弊端加在一起，導(dǎo)致沒有多少人愿意用它。但作為初生的新產(chǎn)品，我們不能對(duì)它苛求太多。原始鼠標(biāo)的最大意義在于，它的誕生意味著計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備有了更多樣的選擇，并為操作系統(tǒng)采用圖形界面技術(shù)奠定了基礎(chǔ)，我們很難想象，如果只有鍵盤，用戶們?cè)撊绾尾僮鱓indows或者M(jìn)ac OS。

純機(jī)械式鼠標(biāo)

原始鼠標(biāo)只是作為一種技術(shù)驗(yàn)證品而存在，并沒有被真正量產(chǎn)制造。在鼠標(biāo)開始被正式引入PC機(jī)之后，相應(yīng)的技術(shù)也得到革新。依靠電阻不同來定位的原理被徹底拋棄，代之的是純數(shù)字技術(shù)的“機(jī)械鼠標(biāo)”。

與原始鼠標(biāo)不同，這種機(jī)械鼠標(biāo)的底部沒有相互垂直的片狀圓輪，而是改用一個(gè)可四向滾動(dòng)的膠質(zhì)小球。這個(gè)小球在滾動(dòng)時(shí)會(huì)帶動(dòng)一對(duì)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)(分別為X轉(zhuǎn)軸、Y轉(zhuǎn)軸)，在轉(zhuǎn)軸的末端都有一個(gè)圓形的譯碼輪，譯碼輪上附有金屬導(dǎo)電片與電刷直接接觸。當(dāng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，這些金屬導(dǎo)電片與電刷就會(huì)依次接觸，出現(xiàn)“接通”或“斷開”兩種形態(tài)，前者對(duì)應(yīng)二進(jìn)制數(shù)“1”、后者對(duì)應(yīng)二進(jìn)制數(shù)“0”。接下來，這些二進(jìn)制信號(hào)被送交鼠標(biāo)內(nèi)部的專用芯片作解析處理并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)變化信號(hào)。只要鼠標(biāo)在平面上移動(dòng)，小球就會(huì)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而使譯碼輪的通斷情況發(fā)生變化，產(chǎn)生一組組不同的坐標(biāo)偏移量，反應(yīng)到屏幕上，就是光標(biāo)可隨著鼠標(biāo)的移動(dòng)而移動(dòng)。

與原始鼠標(biāo)相比，這種機(jī)械鼠標(biāo)在可用性方面大有改善，反應(yīng)靈敏度和精度也有所提升，制造成本低廉，成為第一種大范圍流行的鼠標(biāo)產(chǎn)品。但由于它采用純機(jī)械結(jié)構(gòu)，定位精度難如人意，加上頻頻接觸的電刷和譯碼輪磨損得較為厲害，直接影響了機(jī)械鼠標(biāo)的使用壽命。在流行一段時(shí)間之后，它就被成本同樣低廉的“光機(jī)鼠標(biāo)”所取代，后者正是現(xiàn)在市場(chǎng)上還很常見的所謂“機(jī)械鼠標(biāo)”。

光學(xué)機(jī)械式鼠標(biāo)

為了克服純機(jī)械式鼠標(biāo)精度不高，機(jī)械結(jié)構(gòu)容易磨損的弊端，羅技公司在1983年成功設(shè)計(jì)出第一款光學(xué)機(jī)械式鼠標(biāo)，一般簡(jiǎn)稱為“光機(jī)鼠標(biāo)”。光機(jī)鼠標(biāo)是在純機(jī)械式鼠標(biāo)基礎(chǔ)上進(jìn)行改良，通過引入光學(xué)技術(shù)來提高鼠標(biāo)的定位精度。與純機(jī)械式鼠標(biāo)一樣，光機(jī)鼠標(biāo)同樣擁有一個(gè)膠質(zhì)的小滾球，并連接著X、Y轉(zhuǎn)軸，所不同的是光機(jī)鼠標(biāo)不再有圓形的譯碼輪，代之的是兩個(gè)帶有柵縫的光柵碼盤，并且增加了發(fā)光二極管和感光芯片。當(dāng)鼠標(biāo)在桌面上移動(dòng)時(shí)，滾球會(huì)帶動(dòng)X、Y轉(zhuǎn)軸的兩只光柵碼盤轉(zhuǎn)動(dòng)，而X、Y發(fā)光二極管發(fā)出的光便會(huì)照射在光柵碼盤上，由于光柵碼盤存在柵縫，在恰當(dāng)時(shí)機(jī)二極管發(fā)射出的光便可透過柵縫直接照射在兩顆感光芯片組成的檢測(cè)頭上。如果接收到光信號(hào)，感光芯片便會(huì)產(chǎn)生“1”信號(hào)，若無接收到光信號(hào)，則將之定為信號(hào)“0”。接下來，這些信號(hào)被送入專門的控制芯片內(nèi)運(yùn)算生成對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)偏移量，確定光標(biāo)在屏幕上的位置。

借助這種原理，光機(jī)鼠標(biāo)在精度、可靠性、反應(yīng)靈敏度方面都大大超過原有的純機(jī)械鼠標(biāo)，并且保持成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，在推出之后迅速風(fēng)靡市場(chǎng)，純機(jī)械式鼠標(biāo)被迅速取代。完全可以說，真正的鼠標(biāo)時(shí)代是從光機(jī)鼠標(biāo)開始的，它一直持續(xù)到今天仍未完結(jié)，目前市場(chǎng)上的低檔鼠標(biāo)大多為該種類型。不過，光機(jī)鼠標(biāo)也有其先天缺陷：底部的小球并不耐臟，在使用一段時(shí)間后，兩個(gè)轉(zhuǎn)軸就會(huì)因粘滿污垢而影響光線通過，出現(xiàn)諸如移動(dòng)不靈敏、光標(biāo)阻滯之類的問題，因此為了維持良好的使用性能，光機(jī)鼠標(biāo)要求每隔一段時(shí)間必須將滾球和轉(zhuǎn)軸作一次徹底的清潔。在灰塵多的使用環(huán)境下，甚至要求每隔兩三天就清潔一次。另外，隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，光機(jī)鼠標(biāo)無法保持原有的良好工作狀態(tài)，反應(yīng)靈敏度和定位精度都會(huì)有所下降，耐用性不如人意。

光電鼠標(biāo)

與光機(jī)鼠標(biāo)發(fā)展的同一時(shí)代，出現(xiàn)一種完全沒有機(jī)械結(jié)構(gòu)的數(shù)字化光電鼠標(biāo)。設(shè)計(jì)這種光電鼠標(biāo)的初衷是將鼠標(biāo)的精度提高到一個(gè)全新的水平，使之可充分滿足專業(yè)應(yīng)用的需求。這種光電鼠標(biāo)沒有傳統(tǒng)的滾球、轉(zhuǎn)軸等設(shè)計(jì)，其主要部件為兩個(gè)發(fā)光二極管、感光芯片、控制芯片和一個(gè)帶有網(wǎng)格的反射板(相當(dāng)于專用途的鼠標(biāo)墊)。工作時(shí)光電鼠標(biāo)必須在反射板上移動(dòng)，X發(fā)光二極管和Y發(fā)光二極管會(huì)分別發(fā)射出光線照射在反射板上，接著光線會(huì)被反射板反射回去，經(jīng)過鏡頭組件傳遞后照射在感光芯片上。感光芯片將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)后將之送到定位芯片中專門處理，進(jìn)而產(chǎn)生X-Y坐標(biāo)偏移數(shù)據(jù)。

此種光電鼠標(biāo)在精度指標(biāo)上的確有所進(jìn)步，但它在后來的應(yīng)用中暴露出大量的缺陷。首先，光電鼠標(biāo)必須依賴反射板，它的位置數(shù)據(jù)完全依據(jù)反射板中的網(wǎng)格信息來生成，倘若反射板有些弄臟或者磨損，光電鼠標(biāo)便無法判斷光標(biāo)的位置所在。倘若反射板不慎被嚴(yán)重?fù)p壞或遺失，那么整個(gè)鼠標(biāo)便就此報(bào)廢;其次，光電鼠標(biāo)使用非常不人性化，它的移動(dòng)方向必須與反射板上的網(wǎng)格紋理相垂直，用戶不可能快速地將光標(biāo)直接從屏幕的左上角移動(dòng)到右下角;第三，光電鼠標(biāo)的造價(jià)頗為高昂，數(shù)百元的價(jià)格在今天來看并沒有什么了不起，但在那個(gè)年代人們只愿意為鼠標(biāo)付出20元左右資金，光電鼠標(biāo)的高價(jià)位顯得不近情理。由于存在大量的弊端，這種光電鼠標(biāo)并未得到流行，充其量也只是在少數(shù)專業(yè)作圖場(chǎng)合中得到一定程度的應(yīng)用，但隨著光機(jī)鼠標(biāo)的全面流行，這種光電鼠標(biāo)很快就被市場(chǎng)所淘汰。

光學(xué)鼠標(biāo)

雖然光電鼠標(biāo)慘遭失敗，但全數(shù)字的工作方式、無機(jī)械結(jié)構(gòu)以及高精度的優(yōu)點(diǎn)讓業(yè)界為之矚目，倘若能夠克服其先天缺陷必可將其優(yōu)點(diǎn)發(fā)揚(yáng)光大，制造出集高精度、高可靠性和耐用性的產(chǎn)品在技術(shù)上完全可行。而最先在這個(gè)領(lǐng)域取得成果的是微軟公司和安捷倫科技。在1999年，微軟推出一款名為“IntelliMouse Explorer”的第二代光電鼠標(biāo)，這款鼠標(biāo)所采用的是微軟與安捷倫合作開發(fā)的IntelliEye光學(xué)引擎，由于它更多借助光學(xué)技術(shù)，故也被外界稱為“光學(xué)鼠標(biāo)”。

光學(xué)鼠標(biāo)的各項(xiàng)指標(biāo)完全達(dá)到了設(shè)計(jì)初衷。它既保留了光電鼠標(biāo)的高精度、無機(jī)械結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)，又具有高可靠性和耐用性，并且使用過程中勿須清潔亦可保持良好的工作狀態(tài)，在誕生之后迅速引起業(yè)界矚目。2000年，羅技公司也與安捷倫合作推出相關(guān)產(chǎn)品，而微軟在后來則進(jìn)行獨(dú)立的研發(fā)工作并在2001年末推出第二代IntelliEye光學(xué)引擎。這樣，光學(xué)鼠標(biāo)就形成以微軟和羅技為代表的兩大陣營(yíng)，安捷倫科技雖然也掌握光學(xué)引擎的核心技術(shù)，但它并未涉及鼠標(biāo)產(chǎn)品的制造，而是向第三方鼠標(biāo)制造商提供光學(xué)引擎產(chǎn)品，目前市面上非微軟、羅技品牌的鼠標(biāo)幾乎都是使用它的技術(shù)。

光學(xué)鼠標(biāo)的結(jié)構(gòu)與上述所有產(chǎn)品都有很大的差異，它的底部沒有滾輪，也不需要借助反射板來實(shí)現(xiàn)定位，其核心部件是發(fā)光二極管、微型攝像頭、光學(xué)引擎和控制芯片。工作時(shí)發(fā)光二極管發(fā)射光線照亮鼠標(biāo)底部的表面，同時(shí)微型攝像頭以一定的時(shí)間間隔不斷進(jìn)行圖像拍攝。鼠標(biāo)在移動(dòng)過程中產(chǎn)生的不同圖像傳送給光學(xué)引擎進(jìn)行數(shù)字化處理，最后再由光學(xué)引擎中的定位DSP芯片對(duì)所產(chǎn)生的圖像數(shù)字矩陣進(jìn)行分析。由于相鄰的兩幅圖像總會(huì)存在相同的特征，通過對(duì)比這些特征點(diǎn)的位置變化信息，便可以判斷出鼠標(biāo)的移動(dòng)方向與距離，這個(gè)分析結(jié)果最終被轉(zhuǎn)換為坐標(biāo)偏移量實(shí)現(xiàn)光標(biāo)的定位。

毫無疑問，集各項(xiàng)完美指標(biāo)于一身的光學(xué)鼠標(biāo)誕生起就注定它將具有光明的前途，盡管在最初幾年光學(xué)鼠標(biāo)價(jià)格昂貴，消費(fèi)市場(chǎng)鮮有人問津，但在2001年之后情況逐漸有了轉(zhuǎn)變，各鼠標(biāo)廠商紛紛推出光學(xué)鼠標(biāo)產(chǎn)品，消費(fèi)者也認(rèn)識(shí)到其優(yōu)點(diǎn)所在。此后，在廠商的大力推動(dòng)下，消費(fèi)者的觀念也逐漸發(fā)生轉(zhuǎn)變，花費(fèi)較多的資金購(gòu)買一款光學(xué)鼠標(biāo)的用戶不斷增加。同時(shí)，光學(xué)鼠標(biāo)的技術(shù)也不斷向前發(fā)展，分辨率提高到800dpi精度、刷新頻率高達(dá)每秒6000次，在激烈的競(jìng)技游戲中也可靈活自如，而困擾光學(xué)鼠標(biāo)的色盲癥也得到良好的解決。加上順利的量產(chǎn)工作讓其成本不斷下滑，百元左右便可買到一款相當(dāng)不錯(cuò)的光學(xué)鼠標(biāo)(廉價(jià)型產(chǎn)品可能只要30到40元)，光學(xué)鼠標(biāo)在近兩年進(jìn)入爆發(fā)式的成長(zhǎng)期，絕大多數(shù)裝機(jī)用戶都將它作為首選產(chǎn)品。而與此形成鮮明對(duì)照的是，光機(jī)鼠標(biāo)日薄西山，市場(chǎng)份額不斷縮小，雖然在低階領(lǐng)域還有一定的需求，但被光學(xué)鼠標(biāo)所取代，最終退出市場(chǎng)的趨向表現(xiàn)得非常明顯。

光學(xué)鼠標(biāo)的核心部件

前面我們簡(jiǎn)單介紹了光學(xué)鼠標(biāo)的工作原理，如果你想對(duì)它有更深的認(rèn)識(shí)，了解其部件的組成是非常必要的。除了外殼、按鍵和內(nèi)部的PCB電路板外，光學(xué)鼠標(biāo)還包含發(fā)光二極管、光學(xué)引擎、輔助透鏡組件以及控制芯片等四個(gè)部分，它們也是光學(xué)鼠標(biāo)賴以工作的核心部件。

發(fā)光二極管

光學(xué)鼠標(biāo)通過微型攝像頭來攝取不同的圖像，而要在黑漆漆的鼠標(biāo)底部拍攝到畫面，就必須借助發(fā)光二極管來照明。一般說來，光學(xué)鼠標(biāo)多采用紅色或者藍(lán)色的發(fā)光二極管，但以前者較為常見，原因并非是紅色光對(duì)拍攝圖像有利，而是紅光型二極管最早誕生，技術(shù)成熟，價(jià)格也最為低廉。與第一代光電鼠標(biāo)不同，光學(xué)鼠標(biāo)不需要攝取反射光來定位，發(fā)光二極管的唯一用途就是照明，因此其品質(zhì)如何與鼠標(biāo)的實(shí)際性能并不相關(guān)，只是一種常規(guī)部件。要注意的是，光學(xué)鼠標(biāo)內(nèi)只有一個(gè)發(fā)光二極管，而第一代光電鼠標(biāo)擁有X、Y兩個(gè)二極管，這是由二者不同的工作原理所決定的。

光學(xué)引擎

光學(xué)引擎(Optical Engine)是光學(xué)鼠標(biāo)的核心部件，它的作用就好比是人的眼睛，不斷地?cái)z取所見到的圖像并進(jìn)行分析。光學(xué)引擎由CMOS圖像感應(yīng)器和光學(xué)定位DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)所組成，前者負(fù)責(zé)圖像的收集并將其同步為二進(jìn)制的數(shù)字圖像矩陣，而DSP則負(fù)責(zé)相鄰圖像矩陣的分析比較，并據(jù)此計(jì)算出鼠標(biāo)的位置偏移。光學(xué)鼠標(biāo)主要有分辨率和刷新頻率兩項(xiàng)指標(biāo)，二者均是由CMOS感應(yīng)器所決定，不過若分辨率、采樣頻率較高，所生成的數(shù)字矩陣信息量也成倍增加，對(duì)應(yīng)的DSP必須具備與之相稱的硬件計(jì)算能力才行。

雖然光學(xué)引擎看起來結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，但世界上只有微軟和安捷倫兩家廠商才具有設(shè)計(jì)和制造能力。微軟的光學(xué)引擎只是用在自家的光學(xué)鼠標(biāo)產(chǎn)品身上，不對(duì)外出售，以此保證自己的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。而安捷倫走的是供應(yīng)商路線，向鼠標(biāo)制造商提供感應(yīng)器產(chǎn)品。羅技公司雖然在光學(xué)鼠標(biāo)領(lǐng)域舉足輕重，但它并沒有自行研制光學(xué)引擎，而是使用安捷倫的產(chǎn)品，只不過因擁有規(guī)模上的優(yōu)勢(shì)可以壟斷安捷倫感應(yīng)器的高階產(chǎn)品線而已，羅技現(xiàn)有的MX510系列高階鼠標(biāo)便是使用安捷倫科技出品的“新型MX光學(xué)引擎(羅技公司的命名)”。

透鏡組件

與發(fā)光二極管一樣，光學(xué)鼠標(biāo)的透鏡組件也屬于常規(guī)部件之列，但它卻是成像的必不可缺的關(guān)鍵部件。透鏡組件位于鼠標(biāo)的底部位置，它由連接在一起的一個(gè)棱光鏡和一個(gè)圓形透鏡共同組成。棱光鏡負(fù)責(zé)將發(fā)光二極管發(fā)射的光線折射至鼠標(biāo)底部并將它照亮，為“光線輸出”的必要輔助。而圓形透鏡則相當(dāng)于攝像機(jī)的鏡頭，它負(fù)責(zé)將反射圖像的光線聚焦到光學(xué)引擎底部的接收孔中，相當(dāng)于“光線輸入”的輔助。不難看出，棱光鏡與圓形透鏡具有同等的重要性，倘若我們將其中任何一個(gè)部件拿掉，光學(xué)鼠標(biāo)便根本無法工作。

透鏡組件不會(huì)直接決定光學(xué)鼠標(biāo)的性能指標(biāo)，不過與發(fā)光二極管一樣，它們的品質(zhì)會(huì)影響鼠標(biāo)的操作靈敏度。如果透鏡組件品質(zhì)不佳，光線傳輸時(shí)損耗較大，感應(yīng)器就無法得到清晰的圖像，定位芯片在判斷光標(biāo)位置很容易出現(xiàn)偏差，而品質(zhì)好的透鏡組件就沒有這個(gè)問題。一般來說，光學(xué)鼠標(biāo)的透鏡可使用玻璃和有機(jī)玻璃兩種材料，但前者加工難度很大，成本高昂，后者雖然透明度和玻璃有一定差距，但具有可塑性好、容易加工、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，因此有機(jī)玻璃便成為制造光學(xué)鼠標(biāo)透鏡組件的主要材料。

控制芯片

控制芯片可以說是光學(xué)鼠標(biāo)的神經(jīng)中樞，但由于主要的計(jì)算工作由光學(xué)引擎中的定位DSP芯片所承擔(dān)，控制芯片就不需要負(fù)責(zé)這部分工作。這樣，它的任務(wù)就集中在負(fù)責(zé)指揮、協(xié)調(diào)光學(xué)鼠標(biāo)中各部件的協(xié)調(diào)工作，同時(shí)也承擔(dān)與主機(jī)連接的I/O職能，光學(xué)鼠標(biāo)若要采用USB接口或者是藍(lán)牙技術(shù)，關(guān)鍵就在于控制芯片。但總的來說，控制芯片也屬于常規(guī)性部件，對(duì)光學(xué)鼠標(biāo)的實(shí)際性能沒有什么影響，鼠標(biāo)廠商完全可以自行設(shè)計(jì)，不過除了微軟公司外，甚少有廠商愿意這么做，一般都是直接采用第三方公司的產(chǎn)品，羅技公司新推出的MX510系列便是采用Cypress Semiconductor公司的CY7C63743控制芯片，它組合了USB 1.1接口和PS/2外圍控制器，具有8K EPROM。另外羅技公司也曾設(shè)計(jì)一款配合安捷倫H2000-A0214光學(xué)引擎的CP5919AM控制芯片，其功能與Cypress Semiconductor公司的CY7C63743差不多，這也是當(dāng)前較流行的方案。同樣，如果要使用紅外傳輸、藍(lán)牙之類的無線技術(shù)，控制芯片就必須整合相應(yīng)的控制功能才行。

光學(xué)引擎的技術(shù)進(jìn)展

光學(xué)鼠標(biāo)的性能主要以分辨率、采樣頻率兩項(xiàng)指標(biāo)作為衡量基準(zhǔn)，而也就是所謂的精度與速度，二者實(shí)際上都是光學(xué)引擎來決定的。另外，光學(xué)引擎的關(guān)鍵指標(biāo)還包括感應(yīng)器尺寸大小、圖像處理能力和加速度等等，它們也決定著光學(xué)鼠標(biāo)的實(shí)際性能。

光學(xué)鼠標(biāo)的指標(biāo)分析

我們先來看分辨率指標(biāo)，它一般是采用dpi(dots per inch，每英寸采樣點(diǎn)數(shù))指標(biāo)來衡量，這很容易會(huì)讓人誤認(rèn)為它在概念上與顯示器的分辨率類同，其實(shí)不然，鼠標(biāo)分辨率的正確單位應(yīng)該是cpi(count per inch，每英寸測(cè)量次數(shù))，它所指的是鼠標(biāo)在桌面上每移動(dòng)1英寸距離鼠標(biāo)所產(chǎn)生的脈沖數(shù)，脈沖數(shù)越多，鼠標(biāo)的靈敏度也越高。光標(biāo)在屏幕上移動(dòng)同樣長(zhǎng)的距離，分辨率高的鼠標(biāo)在桌面上移動(dòng)的距離較短，給人感覺“比較快”。對(duì)光機(jī)鼠標(biāo)來說，分辨率是由底部滾球的直徑與光柵轉(zhuǎn)軸直徑的比例以及光柵柵格的數(shù)量共同決定的。滾球直徑越大，光柵直徑越小，光柵柵格數(shù)量越多，分辨率就越高。一般說來，光機(jī)鼠標(biāo)的靈敏度在300到600cpi之間，少數(shù)專業(yè)產(chǎn)品甚至可達(dá)到2000cpi以上。而對(duì)光學(xué)鼠標(biāo)來說，分辨率高低就取決于感應(yīng)器本身，目前主流光學(xué)鼠標(biāo)的分辨率在400cpi/800cpi標(biāo)準(zhǔn)。我們必須注意的是，鼠標(biāo)的分辨率并非越高越好，它必須與顯示器的分辨率結(jié)合起來考慮。鼠標(biāo)分辨率越高，屏幕上的移動(dòng)速度就越快，倘若屏幕尺寸/分辨率低，那么就感覺屏幕上的光標(biāo)快速飛動(dòng)而無法定位。但如果使用的是高分辨率、大尺寸屏幕，而鼠標(biāo)分辨率很低，那么要將光標(biāo)從一頭移到另一頭就會(huì)相當(dāng)吃力，鼠標(biāo)要在桌面上移動(dòng)長(zhǎng)長(zhǎng)的距離才行，可用性很差。從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看，若是1024×768分辨率的屏幕，400cpi/800cpi指標(biāo)較為適合，如果屏幕分辨率高于這一指標(biāo)，800cpi的鼠標(biāo)是必要的。

采樣頻率是光學(xué)鼠標(biāo)獨(dú)有的性能指標(biāo)，它所指的是感應(yīng)器每秒鐘采集/分析圖像的能力，單位為“幀/秒”。安捷倫早期的H2000光學(xué)引擎的采樣率只有1500幀/秒，也就是說它在一秒鐘內(nèi)只能采集和處理1500張圖像，此時(shí)它所能追蹤到鼠標(biāo)的最快移動(dòng)速度為14英寸/秒，倘若鼠標(biāo)的移動(dòng)速度超過這個(gè)范圍，便會(huì)出現(xiàn)追蹤失敗，光標(biāo)暫時(shí)消失的現(xiàn)象，這個(gè)弊端給游戲玩家們?cè)斐上喈?dāng)大的困擾：在CS、Quake3之類的競(jìng)技游戲中，玩家們往往需要以30英寸/秒的高速度甩動(dòng)鼠標(biāo)，區(qū)區(qū)1500幀/秒采樣頻率顯然無法滿足要求。為此許多人認(rèn)為光學(xué)鼠標(biāo)不適合用來玩游戲，但后來光學(xué)引擎的發(fā)展讓這一幕成為歷史。

圖像處理能力所描述的實(shí)際上是光學(xué)引擎中定位DSP芯片的計(jì)算能力，它等于CMOS感應(yīng)器的尺寸與采樣頻率的乘積。以安捷倫科技的H2000引擎為例，感應(yīng)器尺寸為22×22=484像素，采樣頻率1500幀/秒，其圖像處理能力就等于484×1500=726,000，意思是每秒鐘可處理72.6萬個(gè)像素。毫無疑問，圖像處理能力高低是光學(xué)引擎實(shí)力的體現(xiàn)，目前新一代光學(xué)引擎擁有每秒580萬像素的高超處理能力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于第一代產(chǎn)品。

微軟在1999年推出的IntelliEye光學(xué)引擎揭開光學(xué)鼠標(biāo)普及的序幕，它的分辨率達(dá)到400cpi，采樣頻率為1500幀/秒。這個(gè)數(shù)字現(xiàn)在看來好像很寒酸，但在當(dāng)時(shí)卻引起了相當(dāng)大的轟動(dòng)。在產(chǎn)品化過程中，微軟發(fā)現(xiàn)采樣頻率上的不足讓它難以適應(yīng)競(jìng)技游戲的需要，為此在2001年研發(fā)出第二代IntelliEye引擎并一直沿用至今。第二代IntelliEye引擎的主要改進(jìn)就是將采樣頻率提高到6000幀/秒的水平，最快追蹤速度達(dá)到37英寸/秒(人手的極限移動(dòng)速度為30英寸/秒)，讓光學(xué)鼠標(biāo)玩游戲時(shí)光標(biāo)丟失的窘?jīng)r成為歷史，自此之后光學(xué)鼠標(biāo)才算真正得以取代光機(jī)鼠標(biāo)成為主流之選。另外，兩代IntelliEye引擎的感應(yīng)器尺寸均為22×22像素，不難推算出它們的圖像處理能力分別為每秒72.6萬像素和290.4萬像素。

但在分辨率方面，微軟認(rèn)為400cpi足夠使用，提高到800cpi并無必要，直到現(xiàn)在它也未放棄此種思想。在實(shí)際應(yīng)用中，400cpi分辨率表現(xiàn)良好，畢竟多數(shù)用戶的顯示器分辨率都在1024×768級(jí)別，提高至800cpi優(yōu)勢(shì)不明顯。不過隨著17英寸大尺寸LCD顯示器的普及，鼠標(biāo)分辨率提升到800cpi是大勢(shì)所趨，我們相信微軟會(huì)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)推出可達(dá)800cpi分辨率的第三代IntelliEye引擎。

安捷倫的光學(xué)引擎技術(shù)

作為光學(xué)鼠標(biāo)引擎的領(lǐng)導(dǎo)廠商，安捷倫科技在該領(lǐng)域有著豐富的積淀，它先后推出過三代光學(xué)引擎技術(shù)，但由于安捷倫自身沒有制造鼠標(biāo)，并沒有給光學(xué)引擎產(chǎn)品起個(gè)響亮的名字，因此少為人知。

前面介紹過的H2000為安捷倫的首代產(chǎn)品，指標(biāo)與微軟的第一代IntelliEye引擎相當(dāng)，我們不再贅述。之后安捷倫采取不同的思路開發(fā)產(chǎn)品，它認(rèn)為分辨率的重要性不亞于采樣頻率，這種思想在2001年推出的第二代引擎(A2030、A2051)中獲得充分體現(xiàn)。第二代光學(xué)引擎將采樣頻率小幅度提到2300幀/秒的水準(zhǔn)，但分辨率則大幅躍升到800cpi。雖然在專業(yè)作圖環(huán)境下，基于安捷倫第二代光學(xué)引擎的產(chǎn)品表現(xiàn)上佳，但在競(jìng)技游戲中顯然比不上微軟的產(chǎn)品。意識(shí)到這個(gè)缺陷之后，安捷倫便將重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到提高采樣頻率上來。2002年下半年，安捷倫與羅技公司合作，共同推出“MX光學(xué)引擎”，除了保留800cpi的高精度外，“MX光學(xué)引擎”將采樣頻率大幅度提高到5220幀/秒的水準(zhǔn)，同時(shí)將CMOS感光器的尺寸從22×22像素提升到30×30像素，這樣“MX光學(xué)引擎”便擁有高達(dá)470萬像素/秒的圖像處理能力，整體技術(shù)規(guī)格已然略微超過微軟同時(shí)代的產(chǎn)品。

在羅技新推出的MX510鼠標(biāo)上我們驚奇地發(fā)現(xiàn)“MX光學(xué)引擎”發(fā)展到了第二代。第二代MX引擎將采樣頻率再次提升至6500幀的驚人水準(zhǔn)，其圖像處理能力也進(jìn)一步提升至585萬像素/秒的驚人水平，堪稱光學(xué)鼠標(biāo)技術(shù)的巔峰。不難看出，此時(shí)安捷倫-羅技在引擎方面技術(shù)全面領(lǐng)先，盡管在實(shí)用中優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)得并不明顯，但無疑能夠影響消費(fèi)者的選擇取向，面對(duì)這樣的壓力，微軟不及時(shí)推出新產(chǎn)品來應(yīng)對(duì)似乎說不過去。當(dāng)然，光學(xué)引擎只是鼠標(biāo)的一個(gè)部件，并不反映鼠標(biāo)的操作手感，在很多時(shí)候，一款設(shè)計(jì)科學(xué)、造型美觀的產(chǎn)品往往會(huì)比單純的性能優(yōu)勢(shì)更具誘惑力。

人性化操作的技術(shù)革新

除了光學(xué)引擎的新進(jìn)展外，鼠標(biāo)本身的一些新技術(shù)也非常值得注意，其中以微軟在去年10月份推出的“Tilt Wheel(中文稱為縱橫滾輪技術(shù))”影響最大。我們知道，最初鼠標(biāo)只有左右兩個(gè)鍵，后來增加了中間的滾輪(非底部的滾球，注意概念區(qū)分)。在閱讀文檔的時(shí)候，用戶可以滾動(dòng)這個(gè)滾輪來快速上下卷動(dòng)頁(yè)面，因使用方便而深受用戶喜愛。而縱橫滾輪技術(shù)在此基礎(chǔ)上增加了一個(gè)新的功能，除了可以上下卷動(dòng)外，它還允許快速左右移動(dòng)頁(yè)面，用戶只需要對(duì)滾輪施加向左或向右的壓力令它朝向一側(cè)傾斜即可。其奧秘在于采用特殊的“傾斜滾輪”機(jī)構(gòu)，鼠標(biāo)的滾輪部分不是像傳統(tǒng)鼠標(biāo)一樣直接安裝在底座上，而是先裝在一個(gè)獨(dú)立的機(jī)械組件上，然后整個(gè)組件再借助縱軸懸掛在鼠標(biāo)底座上。滾輪左右側(cè)各有一個(gè)支點(diǎn)，下方為微動(dòng)開關(guān)，當(dāng)縱橫滾輪被向左或向右按動(dòng)時(shí)，支點(diǎn)便會(huì)與微動(dòng)開關(guān)接觸，進(jìn)而產(chǎn)生左右方向的位移。

縱橫滾輪技術(shù)被微軟用于新一代光學(xué)鼠標(biāo)產(chǎn)品中，微軟聲稱此項(xiàng)技術(shù)將使用戶在大多數(shù)應(yīng)用程序中受益，但尚未經(jīng)過實(shí)踐所驗(yàn)證。另外，羅技公司也透露將在近期發(fā)布擁有類似技術(shù)的新產(chǎn)品，其原理與微軟的“縱橫滾輪”如出一轍。

從原始鼠標(biāo)、機(jī)械鼠標(biāo)、光電鼠標(biāo)、光機(jī)鼠標(biāo)再到如今的光學(xué)鼠標(biāo)，鼠標(biāo)技術(shù)經(jīng)歷了漫漫征途終于修成正果。毫無疑問，光學(xué)鼠標(biāo)是我們所追求的終極類型，諸多優(yōu)點(diǎn)使它成為光機(jī)鼠標(biāo)無可爭(zhēng)議的接替者。而在光學(xué)鼠標(biāo)發(fā)展的近幾年中，我們親眼目睹它的飛速進(jìn)步，光學(xué)引擎的更新?lián)Q代帶來更高的精度、更快的速度以及更經(jīng)得起推敲的性能。而鼠標(biāo)相關(guān)的其他技術(shù)進(jìn)展也不容小覷，縱橫滾輪技術(shù)蔚為潮流，給我們帶來更便捷的操作體驗(yàn)。藍(lán)牙技術(shù)的引入讓我們盡享無線操作的自由，皮革材料和絲綢表面處理工藝讓鼠標(biāo)成為藝術(shù)品的同時(shí)提供了絕佳的握感。