3D动画详解电脑鼠标的工作原理

鼠标的原理看似复杂，其实一点也不简单。鼠标里面最重要的部件就是这个光学旋转编码器，它由三个关键部件组成，一个可以发光的红外led，一对可以探测led光线的光学传感器，以及中间的这个编码盘。编码盘里面有48根等间距辐条，当你旋转滚轮时，这些辐条就会旋转，旋转时从led发出的光会被编码盘的辐条间歇性阻挡，其中穿过辐条间隙的led光会来到对面的这对光学传感器，然后被转化成脉冲信号。滚轮每旋转一圈，传感器就会产生48个光脉冲。假如我们现在飞速滑动滚轮，在每1%秒内，传感器能产生12个光脉冲。处理器通过计算就能得出轮子以每秒25转的速度旋转，然后处理器将这些信息发送给计算机，计算机就能根据鼠标滚动的角距离计算出滚轮的滚动距离。然后再根据滚动方向，鼠标就能控制网页的上下滑动了。这里有个问题，滚轮的滚动方向是如何判断的呢？其实很简单，光学传感器的两个传感器是相邻的，根据轮子旋转的方向，一个传感器比另一个先接收到光。比如你顺时针滚动滚轮，这两个传感器的脉冲信号会是这样的，但是如果你逆时针滚动滚轮，这两个传感器的脉冲信号又会是这样？根据这些信息，计算机就很容易判断出滚轮的滚动方向了。除了滚动外，鼠标还有一个非常重要的功能就是移动光标，这又是怎么做到的呢？鼠标的底部是一个图像采集系统，系统由一个红外led灯、一对透镜以及一个图像传感器组成。Led产生的红外光穿过下面的透镜照射到鼠标正下方的鼠标垫，鼠标垫被光线照射后，上面的纹理就会显现出来。高处的纹理比较。明亮，而低处的纹理则比较暗淡。接着红外光被鼠标垫表面反射回去，穿过第二个透镜，然后通过一个微小的孔镜，最后到达图像传感器。图像传感器只有1600像素，它聚焦在一个只有硬币1/200大小的区域。传感器每秒钟可以拍摄17000张纹理图片，也就是你移动鼠标0.1秒，图像传感器就会拍摄1700张图片。这项技术牛就牛在鼠标并不会保存这些图像，而是每次拍照时都会将刚拍的图片与59微秒之前的图片进行比较，然后微芯片利用两张图片之间的差异就能确定鼠标移动的距离了。问题是，芯片是如何识别出两张图片之间差异的呢？这有两张图片，他们拍摄间隔为59微秒。为了计算它们的差异，图片会被发送到鼠标内部的数字信号处理器，处理器会将第一张图片叠加到第二张图片上。接下。I数字信号处理器从第一张图片中减去第二张图片的像素值，得到一张新的差异图片，然后处理器移动第二张图片，同时保持第一张图片静止，并不断计算第二张图片与差异图片的差值，直到两张照片重合或者差值最小时停止移动。这两张图片在比对的过程中移动的距离就是鼠标在X和Y轴所移动的距离。59微秒后，图像传感器捕获另一张图片。同样的道理，通过比对算法计算出另外一组图片的XY值。图像传感器就这样不断捕获，不断比对。在执行到第17次时，处理器会将所有的X和Y值进行相加，从而得到鼠标在1ms内移动的距离。然后计算结果被发送到鼠标内部的芯片上，芯片，再通过USB收发器或者蓝牙将结果传输到计算机，计算机通过处理就能知道鼠标最终移动的方向和距离了。

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