Что такое цикл dpi
Игровые мыши – это огромный мир периферийных устройств, который по-своему интересен: он удивляет техническими рекордами, новыми разработками и постоянным развитием эргономики. Несмотря на большое количество материалов на эту тему, сенсорам уделяется не так много внимания. Именно поэтому речь сегодня пойдет только о сенсорах.
Оптическая светодиодная мышь чаще всего выбирается для работы – она самый частый гость в офисах. Оптическая лазерная мышь – выбор профессиональных геймеров. Вообще главное отличие геймерской мыши от простой заключается не в уникальном дизайне и даже не в типе сенсора, а в характеристиках устройства.
Сегодня в продаже можно встретить устройства с максимальным разрешением датчика от 300 до 24000 dpi, но большая часть мышей имеет максимальное разрешение, которое не превышает 5000 dpi. Почему же так происходит? Давайте разбираться.
Принцип работы, разбираемся в тонкостях
Сердцем любой компьютерной мыши является сенсор. На сегодняшний день самыми распространенными являются два типа устройств- оптическая светодиодная и оптическая лазерная мышь. В основе первого типа устройств лежит стандартный светодиод, во втором случае – инфракрасный излучатель (лазер).
Инфракрасный лазер оптической лазерной мыши
Игровые мыши чаще всего оснащаются инфракрасным лазерным излучателем – такие устройства отличаются высочайшей точностью и предельной скоростью реагирования. Разрешение сенсора у игровых мышей может достигать рекордных значений.
Видна часть оптического датчика светодиодной мыши
Что касается оптических светодиодных мышей, то они отличаются умеренной точностью, работают относительно быстро, без задержек и для своих целей вполне оправданны.
Оптико-светодиодный сенсор
В бюджетных устройствах используются оптические сенсоры с диодами красного цвета, так как подобные излучатели являются самыми доступными в производстве. Диод-излучатель, под специальным углом, излучает свет, который формирует тени на поверхности стола/коврика. Сенсор оснащается камерой низкого разрешения, которая покадрово фиксирует тени в микронеровностях. Каждый полученный кадр преобразуется в систему координат, которая позволяет точно воспроизвести месторасположение мыши в пространстве.
Как работает сенсор оптической светодиодной мыши
Для тех, кому интересен процесс работы сенсора подробнее, рассмотрим его детальнее. CMOS камера с высокой скоростью (несколько тысяч снимков в секунду, в зависимости от производителя и модели мыши) фотографирует маленькие участки коврика или другой поверхности. Полученный кадр делится на квадраты – каждому из них присваивается средний показатель яркости. Например: от 0 до 70 единиц, где 0 – черный, а 70 – самый яркий белый участок. Одновременно формируется подобие мозаики, которая состоит из огромного числа таких квадратиков.
Рабочая поверхность в представлении процессора мыши
Один такой квадрат является тем самым count или отсчетом, который указывается в качестве единицы измерения разрешения сенсора. Все считываемые изображения накладываются друг на друга, но со смещением. Обработку отснятых кадров осуществляет процессор устройства. Каким именно образом происходит обработка, зависит от производителя мыши – алгоритмы являются закрытыми и запатентованными.
Все полученные кадры сопоставляются друг с другом – в итоге CPU мыши идентифицирует величину/вектор передвижения устройства. Затем все данные трансформируются в координатную систему, вычисляются и передаются уже в систему компьютера.
Мышь с оптическим сенсором. Хорошо виден свет от красного излучателя
Лазерно-инфракрасный диод
Лазерно-инфракрасный диод используется в мышах с лазерным сенсором. Благодаря передаче луча прямо на процессор (илл. ниже), достигается высочайшая точность измерений. Инфракрасное излучение точнее фокусируется на плоскостях, которые содержат большое количество неровностей.
Схема работы оптической светодиодной и оптической лазерной мыши
Лазерная мышь эффективно взаимодействует с любым типом поверхности, включая глянцевые, стеклянные, основания. Кроме этого мыши с лазерным сенсором отличаются низким уровнем энергопотребления.
Лазерная мышь практически не чувствительна к типу поверхности
Что такое интерполяция
Интерполяция – это пропуск кадров. Интерполяция активируется, когда микроконтроллер вынужден угадывать значения датчика в оси координат, вместо того, чтобы иметь «реальные» значения положения мыши в пространстве. Пропуск кадров происходит в двух случаях.
Первый – если датчик отслеживает значения, которые превышают его диапазон по умолчанию (нейтральный диапазон).
Второй случай – если данные приемника-датчика и микроконтроллера не синхронизированы, либо – если сервисный интервал возвращает ошибку, сброс или нулевые данные. Последнее происходит, когда события ESD содержат недопустимые адреса, например – в случае поломок микроконтроллера.
Основные параметры сенсоров
К основным параметрам сенсоров можно отнести: разрешение, время отклика, максимальное ускорение.
Сенсор мыши – именно этот компонент определяет точность и трекинг.
Разрешение сенсора обозначается как DPI или CPI – эти аббревиатуры используются для обозначения количества точек на дюйм. Чем больше разрешение сенсора, тем продолжительнее расстояние, которое пройдёт курсор на экране, по отношению к пути мыши на рабочем основании.
G403 – предельная точность и скорость в играх. Высочайшее разрешение обеспечивается лазерным сенсором HERO 16K
Сенсор мыши определяет точность и трекинг. К основным параметрам сенсоров можно отнести разрешение и время отклика.
Как меняется разрешение: современные игровые мыши позволяют менять разрешение не только программным образом, но и при помощи кнопок, которые находятся на корпусе устройства. Последний способ предпочтительнее, так как разрешение можно менять на лету – за считанные секунды, что особенно актуально в играх. Программно менять разрешение можно при помощи специализированных утилит или путем задействования различных макросов.
Как измеряется: разрешение сенсора измеряется в DPI или CPI – эти характеристики используются для обозначения количества точек на дюйм и количества считываний на дюйм, соответственно. Если быть скрупулезным и более точным, то измерять разрешение сенсора нужно только в CPI, так как мы измеряем именно число считываний, а не число точек.
На что влияет: разрешение определяет перемещение устройства по рабочему основанию. Максимальное значение разрешения позволяет понять, какое минимальное движение мыши будет зафиксировано и считано самим устройством.
G PRO – один из королей геймерской периферии. В основе – всё тот же HERO 16K. Мышь улавливает количество точек в диапазоне от 100 до 16000 dpi. Идеальный выбор для профессиональных геймеров
Частота опроса или время отклика – еще один важный параметр для игровых мышей. Чем меньшее время отклика, тем быстрее мышь будет «откликаться» на действия игрока, наприме – в динамичных шутерах. Современные игровые мыши обладают временем отклика, которое варьируется в пределах миллисекунды. Частота опроса или время отклика – это характеристика, которая показывает насколько часто контроллер устройства сравнивает данные о текущем местоположении с исходным расположением.
Чем выше опросная частота, тем плавнее будет передвигаться курсор мыши на экране. Измеряется опросная частота в Герцах. Чтобы было понятнее, как эта характеристика влияет на отклик, приведем пример: при частоте опроса 500 Гц отклик будет составлять около двух миллисекунд, при опросе 1000 Гц – уже около одной миллисекунды. Следовательно, при частоте опроса в 500 Гц мышь будет ощущаться острее, а при 1000 Гц – более плавно.
Таким образом, частота опроса – это характеристика, которая показывает, как часто процессор опрашивает матрицу (или, проще говоря, как часто он делает фото подложки).
Какие бренды пользуются наибольшим доверием
В условиях высочайшей конкуренции современные сенсоры практически не отличаются – наращивать, например, ту же мощность уже нецелесообразно. Даже если производитель использует какие-то собственные наработки – кастомные линзы или модернизированную прошивку, заметить это без специализированных тестов не сможет даже опытный геймер.
Сенсоры современных игровых мышей изготавливают множество производителей. Лучше выбирать сенсоры проверенных брендов. К ним можно отнести сенсорные модули следующих производителей:
● Pixart;
● TrueMove3;
● HERO;
● Mercury.
Модельные линейки сенсоров от значимых брендов
Вышеуказанные сенсоры используются при производстве многих популярных игровых мышей. Так сенсоры Pixart (серии 3389, 3390, 3391, 3366, 3361, 3367 3360, 3310, 3330, 3988) используются при создании мышей Razer, включая Naga Trinity, DeathAdder Elite. Сенсоры Pixart также используются в устройствах Lance, Pulsefire FPS Pro, Corsair IronClaw RGB, Asus ROG Gladuis, SteelSeries Rival 300. Вообще большинство геймерских мышей оснащаются именно сенсорами Pixart.
В основе DeathAdder одноименный сенсор с разрешением 6400 DPI. Бюджетный, но практичный вариант для любых игр
Сенсоры Mercury используется при создании мышей Logitech G102. Сенсоры HERO используется при создании мышей G502 HERO, G Pro Wireless и G502. Сенсоры TrueMove3 нашли применение в устройствах Rival, включая 650 Wireless и проводные мыши Rival 310, 710, 600. Также сенсорами TrueMove комплектуется мышь Sensei 310 производителя SteelSeries.
Заключение
Сегодня возможности игровых мышей практически сравнялись. Разницу можно ощутить лишь между светодиодными и лазерными устройствами. Для современной игровой мыши главной характеристикой является скорость и ускорение. Разрешение сенсора уже отошло на второй план. Выбирая геймерскую мышь нужно обратить внимание на производителя сенсора – лучше выбирать устройства в основе которых лежат проверенные разработки Pixart, TrueMove3 и HERO.
Источник
Описание ситуации
Больше точность, но больше шумов? Или меньше точность, но меньше шумов? Как определиться? Попробуем разобраться.
Начнем с того, что чем более низкий dpi вы используете, тем более низкую точность позиционирования курсора вы получаете. Почему так? Ответ читайте далее.
Например: если вы установите в настройках мыши 200 dpi и внутриигровую чувствительность равную 6, вы получите значительно меньшую точность позиционирования курсора, чем при настройках 8000 dpi с чувствительностью соответственно равной 0.15.
Почему чувствительность во втором случае равна 0.15? Это легко вычислить по формуле:
old_dpi / new_dpi * old_game_sens = new_game_sens;
Наш случай:
200 dpi / 8000 dpi * 6 sens = 0.15 sens;
Получим абсолютно одинаковую скорость мыши, при новых настройках dpi.
Устройства и настройки
* Мышь: Logitech G102(203) «Prodigy»
* Разрешение экрана: 1920×1080
Windows настройки для 8000 dpi Windows настройки для 200 dpi
Настройки выше сделаны для того, чтобы добиться одинаковой скорости мыши в системе при 200 и 8000 dpi для более точного тестирования. Таким образом получается, что скорость мыши будет примерно одинаковой, но установленное разрешение сенсора при этом будет различным.
Множители скорости мыши в Windows, в соответствии с положением ползунка
1=1/32; 2=1/16; 3=2/8; 4=4/8; 5=6/8; 6=1.0; 7=1.5; 8=2 9=2.5; 10=3; 11=3.5
Замечание: настройки скорости мыши Windows с недавнего времени не влияют на поведение мыши в Quake Champions, по видимому в игру добавили поддержку Raw Input, включенную по умолчанию. Поэтому можете устанавливать ползунок так, как вам удобно.
Тест точности мыши
Вот что происходит на низких и высоких настройках dpi при перемещении курсора с одинаковой скоростью:
Тест точности мыши
На 200 dpi провести ровную линию невозможно, курсор дрожит и создает «лесенку», т.к. количества считываемых точек поверхности просто не достаточно, для точного позиционирования на таком разрешении.
Другое дело 8000 dpi – линия получается почти ровной, а небольшие неровности это, в основном, следствие естественного дрожания руки человека.
Вывод
Установка высоких значений dpi может помочь как в обычной работе, особенно если вы занимаетесь графикой, так и в играх, особенно в тех моментах, когда требуется точное наведение прицела. К примеру в Quake Champions, если вы стреляете из рейлгана на большую дистанцию, да еще и в узкий проход, то настройки с высоким dpi могут дать вам небольшое преимущество.
Кроме того есть еще один важный момент: чем выше разрешение экрана – тем больше будет заметна дрожь курсора мыши на низких dpi. Например на 4K разрешении монитора, курсор мыши, установленной на 200 dpi, будет при дрожании перескакивать на большее количество пикселей, чем при разрешении монитора FullHD.
В итоге получается, что смысла играть на очень низких настройках dpi, особенно в том случае, если вы можете позволить себе более высокие значения – просто нет. Это не только не дает никакого преимущества, но даже наоборот отнимает его. Разница, конечно, не столь значительная, особенно в таких быстрых играх вроде Quake Champions, где не требуется точной стрельбы на огромные расстояния, как например в Arma III, но все же эта разница есть.
О проблемах, с которыми можно столкнуться на очень высоких значениях dpi читайте в разделе «Дополнительная информация».
CPI (DPI)
Конечно, большинство профи играют на низких значениях, но это скорее дело старой привычки. Иногда, когда приходят новые технологии, от старых привычек приходится отказываться.
Дополнительная информация:
CPI (DPI)
Аббревиатура CPI расшифровывается как counts per inch (считываний на дюйм), но пользователи обычно говорят о DPI – dots per inch (точек на дюйм). Это связано с тем, что на экране монитора отображаются «точки», в то время как сенсор в результате своей работе выдает «считывания». Поэтому разница между dpi и cpi состоит исключительно в названии, по факту эти понятия обозначают одно и то же.
Давайте заглянем в сенсор мыши. В нем есть светочувствительная матрица, которая состоит из пикселей и линза с заданным увеличением, через которую на сенсор попадает изображение поверхности. При этом на каждый пиксель матрицы проецируется небольшой участок поверхности. Длина этого участка является минимальным элементом, который может увидеть наша матрица. В этом случае, мы понимаем CPI как «сколько пикселей нашей матрицы помещается в одном дюйме поверхности». Это и есть оптическое или «нативное» разрешение нашей системы. И поверьте, это разрешение гораздо меньше тех цифр, которые заявляются производителями для своих устройств. Например у самых продвинутых сенсоров на данный момент размер матрицы составляет всего 32х32 пикселя (1024 точки), что явно меньше чем заявленные 8000 или 16000 dpi у некоторых производителей.
Как мы можем получить более высокое разрешение? Один из способов – разделение пикселей в нашей матрице на более мелкие фотоэлементы. Однако, в этом случае приходится повышать светочувствительность каждого элемента, что в свою очередь увеличивает уровень шумов на матрице. Постепенно увеличивая количество пикселей вы достигаете определенного предела, при котором информация, получаемая пикселем не позволяет определить параметры движения мыши из-за плохого соотношения сигнал/шум.
Ripple
Это случайная ошибка сенсора, делающая выдаваемую сенсором траекторию движения дрожащей, волнистой, “нервной”. Следует отметить, что слова ripple и jitter имеют одинаковый смысл. Внутри logitech используется термин ripple (“рябь” – англ.), в то время как среди пользователей более популярным является jitter (“дрожание”).
Различают высокочастотный и низкочастотный jitter.
Важно понимать, что проблема jitter’a непосредственно связана с разрешением сенсора (dpi/cpi). И это вполне естественно. Чем больше вы поднимаете dpi, тем больше вы получаете ошибок. Приближаясь к шумовому порогу сенсора, система перестает понимать, какой сигнал представляет собой настоящее движение, а какой просто является случайным шумом на матрице.
Как на очень высоких так и на очень низких dpi есть свои слабые стороны в определении шумов. Поэтому настраивать dpi/cpi следует на промежуточные значения.
Angle Error
Выделяют три вида угловой ошибки сенсора: общая угловая ошибка, ошибка «3-сигма» и т. н. «угловая привязка».
Общая угловая ошибка – это систематическое отклонение угла, определяемого сенсором, от реального угла, под которым осуществляется движение мыши. При этом пользователей, как правило, этот вид ошибки не слишком беспокоит (если только она не слишком велика), они естественным образом под нее подстраиваются, даже не замечая, что мышь ведет себя как-то неправильно.
Ошибка 3-сигма – это случайное изменение общей угловой ошибки. Можно сказать, что это «ошибка ошибки». В отличие от общей угловой ошибки, к данному недостатку пользователь практически никак не может адаптироваться. Именно поэтому, величина ошибка «3-сигма» является очень важным параметром, который характеризует точность сенсора.
Угловая привязка. Фактически, угловая привязка означает наличие определенного диапазона углов, в котором наша система выдает строго горизонтальное либо строго вертикальное движение. Эта функция была реализована в некоторых сенсорах, чтобы помочь людям, которые работают в офисных либо графических приложениях, рисовать прямые линии. Но такое поведение мышки может быть неприемлемым для геймеров. Естественным желанием для геймера является «чистый» необработанный трекинг, которой позволяет им лучше чувствовать движения своей руки и быть точным, совершая даже небольшие движения мышью. Потому что при экстремальных значениях угловой привязки, рисуя, к примеру, окружность, на выходе вы можете получить вместо круга некоторое подобие квадрата.
Resolution vs Speed Error
Следует сразу сказать, что данный параметр в очень большой степени определяет точность и воспроизводимость результатов сенсора. Допустим, мы переместим мышь ровно на 20 см, сначала медленно, а затем быстро. Если наш сенсор точный, в обоих случаях мы получим одинаковое число точек, которое пройдет курсор мыши на экране. В реальности, число точек для разных скоростей будет разным. И в этом отношении сенсоры могут очень сильно различаться. Многие пользователи называют это явление акселерацией, но этот термин здесь не совсем подходит. Просто с увеличением скорости сенсор может перестать правильно определять параметры движения, что приводит к разному числу выдаваемых считываний для разных скоростей. Особенно это критично для игроков в шутеры. Если два противника появляются с противоположных сторон, вам нужно сначала выстрелить в одного, затем резко повернуться в другую сторону. Если у вас плохая мышь, сделать это точно у вас вряд ли получится – вы либо повернетесь слишком сильно, либо наоборот – немного не доведете прицел до нужного места.
Dropouts (no DPI/CPI)
Суть данной проблемы состоит в том, что в некоторых случаях сенсор полностью перестает понимать, куда движется мышь и не выдает никаких считываний. На практике это выглядит так: пользователь ведет мышь, а курсор на экране в какой-то момент останавливается, а затем снова продолжает свое движение.
Pixel walk (low speed accuracy)
Если вы постепенно уменьшаете скорость движения мыши, в какой-то момент ваша система приходит в такой состояние, когда ей приходится угадывать, стоит ли мышь на месте, либо просто очень медленно движется. Т.е. для каждого сенсора существует некая “стартовая скорость”. И только после достижения этой скорости сенсор начинает выдавать параметры движения. Но если эта скорость слишком велика, может сложиться ситуация, когда пользователь медленно ведет мышь, а курсор/прицел абсолютно не двигается. Проблема осложняется еще и тем фактом, что люди использует низкие скорости как раз в тех случаях, где нужно быть как можно точнее. А в результате получают совершенно обратный эффект. Для разработчиков сенсоров пропуск пикселя – это очень серьезная проблема, которую порою трудно решить.
Технически, пропуск пикселя заключается в том, что сенсор определяет движение, сравнивая между собой фотографии поверхности. И здесь весь смысл заключается в скорости фотографирования. Первыми проблемными мышками с пропуском пикселя были устройства на базе лазерного сенсора Avago 9500 (SteelSeries Xai/Sensei), где скорость фотографирования составляла 12000 кадров в секунду! Большая скорость фотографирования позволила существенно повысить точность сенсора на обычных скоростях, но при медленном движении две последовательные фотографии, сделанные с интервалом 0,000083 секунды (1/12000), становятся практически неотличимыми друг от друга. Поэтому, в последнем поколении сенсоров (например Pixart S3988/PMW3366) скорость фотографирования меняется в зависимости от скорости движения самой мышки: от 3000 до 12000 кадров в секунду.
Circle drift (timing)
Лучший способ проверки работы сенсора – это посмотреть, насколько хорошо обрабатываются окружности. Если мы совершим нашей мышью идеальное круговое движение, то на экране монитора курсор должен описать точно такой же круг и вернуться строго в исходную точку. Однако, по разным причинам, этого может не случиться. Часть этих причин была упомянута выше – это могут быть различные угловые ошибки, вариации cpi от скорости и т.д. Но кроме того, проблемы могут быть связаны с синхронизацией – т.е. наша система может слишком поздно стартовать, не вовремя передавать информацию на компьютер и т.д. В этом случае, если мы будет продолжать рисовать окружности, их отображение на мониторе будет постепенно уплывать в сторону. И такое поведение сенсора говорит нам том, что что-то работает неправильно.
Использованные источники:
Источник