结要:……
Razer一向是鼠标中的一个传奇, Boomslang 作为历史上最强大的机械鼠标一向受到很多职业玩家的追捧,甚至有在一些职业比赛中禁止使用 Boomslang 以防止“装备不公平”的传说。

但是,在 Razer 推出它第一个光电鼠标产品 Viper 后,却引发了对这款产品的争论,一方面,包括 TOM 和 OVERCLOCKER 在内的很多国外网站对这款鼠标做了很好的评价,但另一方面,在国内,很多用户在购买了这款高价产品后,却发现它存在很多性能上的缺陷。这点在一个硬件网站的评测文章中有集中的反应( http://www.ee007.com/news_html/20045/20045111078_0.html )。
对于这个问题,我觉得有对其作一番详细分析的必要,首先,要声明的是,我个人并没有拿到这款鼠标,只是在朋友处简单的试用过。所以以下的分析严格说只是一种理论推论,但是建立在国内玩家的试用感受基础上,与光电鼠标的相应技术理论相结合,可以认为这些推论是成立的。
首先,我们将上述的评测文章的内容作一下总结——除了关于用料方面的评价不谈,应该有这样几个主要内容:
• Viper鼠标依然使用的是安捷伦的A2051引擎,A2051引擎的标识参数为400-800CPI、2000-2500Hz。
• Viper鼠标标陈为1000CPI,从实测来看,虽然不能肯定其为1000CPI,但高于800CPI是肯定的。
• Viper鼠标的表面适应性极差,不仅不能适应大多数玻璃和铝合金鼠标垫,而且甚至不能适应相当多的布垫。
• Viper鼠标的丢帧现象非常明显,远远超过很多使用A2051引擎的鼠标。
这些测试结果看起来很惊人,但从光电鼠标的技术理论来分析,实际上,从其 A2051引擎的使用和1000CPI的标识性能,这些结论实际都是必然的。
首先,一个问题——为什么 800CPI的鼠标会有1000CPI的性能?看起来很奇怪?其实这是对CPI原理的误解。先引用一段话:
“ 与光机式鼠标一样, CPI也是光电鼠标的一个重要指标。不过对于光电鼠标的CPI,一直以来都有一种误解,例如当初在某个著名网站上曾有过的争论——为何安捷伦二代引擎比微软二代引擎的CMOS尺寸小,其CPI反而更高?
其实我们想一下就很容易明白了,光电引擎的成象其实就象是显微镜照像,其CPI水平就相当于照像的细节清晰度。那么——显微镜照像的清晰度会和照片的尺寸有关系吗?当然不会,它只会取决于显微镜的放大率,就算你把底片换成只有原来一半大的,也只会使得原来照片上的一些东西照不出来了,但照片的细节也不会变得更清晰或更模糊。
所以,上面的问题也就一点也不奇怪了,因为光电鼠标的CPI与CMOS的像素数毫无关系,它完全是由透镜的曲光率决定的。
同样,提高透镜的曲光率就可以提高鼠标的 CPI数值,但是这种提升是有限制的,因为在CMOS尺寸不变的情况下,CPI越高,能够成像的范围就会越小,这样对下面我们将要提到的各项参数的要求也就越高。同时,由于光电引擎的成象是单镜头近距成象,所以它的图像实际为鱼眼图像,透镜曲光率越是提升,其图像变形和像差也就越严重,最终其图像就会变得毫无用处。所以除非对其光学结构作出大的调整,否则很难期望光电鼠标的CPI达到与高CPI机电鼠标相当的水平。”
这段话引自本人 2003年的文章《触感,轻舞飞扬》,由此,我们可以认识到,从本质上说,鼠标的CPI与A2051芯片本身并没有直接关系,而且,实际上,安捷伦提供的只是CMOS+DSP芯片本身,光学组件完全可以由鼠标厂商自己定制(广东就有很多提供这种产品的工厂,这也是为什么现在有很多鼠标的光学组件并没有安捷伦的标志的原因)。所以作出可以达到1000CPI的光学组件并不是什么不可思意的事情。
但是,为什么安捷伦会作出 800CPI的标识?这实际上说明了鼠标CPI虽然主要由光学组件决定,但和A2051芯片并非完全无关。准确的说,它 并不由A2051所决定,但A2051的性能限定了CPI的可用范围 。换句话说,这实际表明了 安捷伦认为在A2051上使用高达1000CPI的光学组件没有实际价值 , Viper的表现其实已经证明了这一点。
由于高 CPI意味着将镜头的放大率加大,所以可以认为,CPI提高一倍实际就意味着“拍摄”到的实际面积缩小到了原来的1/4!这样,对于光电鼠标来说,在使用同样的A2051芯片的情况下,将CPI由800提升到1000,就意味着在2500次/秒的拍摄过程中,每次所能“拍摄”到的采样表面面积要缩小到原来的64%!,这样在移动速度相同的情况下,1000CPI所能获得的采样离散度要大大增加。而鼠标丢帧是怎么造成的呢——
采样频率:
这是光电鼠标独有的参数,它代表的是CMOS每秒钟对采样表面“拍照”的次数和DSP相应的每秒运算处理能力。
早期的光电鼠标,存在着高速移动鼠标时,就会出现鼠标指针不动甚至满屏幕乱飞的情况,出现这种情况,其道理也很简单,就是因为当鼠标高速移动时,很可能会出现CMOS接连两次拍摄的图像中没有任何共同采样点的情况,没有共同的采样点,当然也就无从比较移动的方向,就好像一个人在长途汽车上睡觉醒来不知身在何方一样。这样DSP当然无法正常处理,从而产生大量的错误信号。
解决这个问题的一个主要方法就是提升“拍照”的速度,“连拍”的速度越快,就越能在鼠标移出上次拍照的地区之前拍下下一张照片。微软的第二代IntelliEye引擎就一举将采样频率由1500Hz提升到了6000Hz,彻底解决了这个问题。
但是,从严格意义上说,只谈采样频率其实是不科学的,这也就是为什么光电引擎的原始设计者安捷伦公司现在已经不使用这个参数的原因,而道理就在下面。
CMOS像素数:
罗技最新的MX系列鼠标采样频率不及微软的鼠标(其实际采样频率应该在5000Hz左右,曾有的8000Hz传言被证实为谣言),但它们的最大移动速度却比微软鼠标更强?为什么?
因为要保证在高速移动鼠标下不出现相联两次采样下无共同采样点的情况,除了加快“拍照”速度以外,还有另一种方法,就是增大“照片”的尺寸。只要能够一次得到足够大范围的特征点,那么少“拍”几张也没什么大不了。
MX光电引擎就是依靠比微软更大的CMOS像素数取得了同样的效果,但提高CMOS像素数的意义并不只在于此。
前面说过,提高光电鼠标的CPI会缩小成象的范围,而成象范围的缩小又会减小采样的面积,这样为了防止指针失灵,就必须用两种方法来减小它的影响,即提升采样频率或是增大CMOS尺寸,而后者显然比前者在技术上容易得多。
老的第一代光电鼠标产品还存在着对表面适应力的问题,它们无法在镜面和透明材料上使用,同时也无法在具有复杂的花纹的表面(如木纹表面)上准确定位,而且还时不时的存在指针莫名其妙的抖动的问题。
之所以出现这种问题,还要从光电引擎的DSP对于图像的分析说起。
DSP系统之所以能够对前后两张图片作出准确的判断,除了DSP本身的模糊运算能力之外,更主要的还是依赖特征点的取样,越是能够取得更多的准确的特征点,就越是能够作出准确的判断。在透明表面和镜面上不存在可以使用的特征点,而复杂花纹表面的特征点重复性太强,也难以作出准确的判断。而在特征点不足的情况下,任何外界的影响如光照变化等都会引起“蛇影杯弓”的反应,从而引发自动的抖动。
要提高特征点的数量,有两种途径。一是提升引擎的CPI,CPI越高,对采样表面的细节分析就越透彻。但是正如前面所说的,单一提高CPI乃是一把双刃剑,带来的副作用也是很大的,而且对CPI的提升其实反倒会影响对细密的重复性表面的识别能力。那么可选的方法也就只剩下了一种,那就是提升CMOS像素数,“能拍的照片”越大,可采用的特征点当然也就越多。
所以,新一代的光电引擎全都提升了CMOS像素数,其中微软的第二代IntelliEye引擎提升到了22X22,而安捷伦的MX引擎则提升到了30X30(推算)。
像素处理能力:
正因为传统的采样频率已经不能说明光电引擎的实际性能,所以罗技和安捷伦已经废除了这个参数,将其与CMOS尺寸、DSP处理能力结合,整合为“像素处理能力”这个指标。代表其光学引擎的综合采样运算性能。应该说,这个参数是非常科学的。
目前,安捷伦MX引擎的像素处理能力是最强的,为470万/秒。微软没有使用这个参数,但估算其第二代IntelliEye引擎应该约为300万/秒左右。其他的老式引擎当然就更低了。
最大速度&最大加速度:
像素处理能力虽然十分科学,但毕竟不很直观,所以将其与CPI参数相结合,可以派生出最大速度和最大加速度两个参数,它们代表了鼠标在移动中不会出现误移动的最高速度和可以被识别的最大加速度。
根据实验,人手在使用鼠标时,最高的移动速度约为 30 ” / s,但早期的光电鼠标可以承受的最大移动速度只有15 ” / s,这也就难怪它会到处乱跑。而微软第二代IntelliEye引擎的最大移动速度达到了37 ” / s,MX引擎则高达40 ” /s,最大加速度达到了10g,所以它们都不存在这些问题了 。
以上依然引自《触感,轻舞飞扬》,由此可以看出在 Viper 提升了 CPI 后,其可以允许的最大移动速度大大减小,实际上,我们经过简单的估算, 1000CPI 的 Viper ,其实际可以允许的移动性能,大概还不如早期的 A2030 。这样的移动性能当然不够用!而安捷伦当然也不会推荐这么作!这有什么奇怪的?
在光电处理芯片的像素处理性能相同或接近的情况下,越是使用高 CPI 的光学组件,制成的鼠标,其最大可移动速度越小,这也是罗技 MX 引擎的性能大大高于微软 IntelliEye引擎,但实际移动性能却并不明显更高的原因之一。
Viper 的表面适应性不强,也和它的 CPI 较大有直接的关系。
前面说过,较大的 CPI ,所能实际“拍摄”到的采样表面面积就越小,在 CMOS 尺寸没有增大的情况下,所能获得的采样特征点实际也更少。所以,它对于鼠标垫表面的适应性要来得更差。而且,这里有一个误区——并不是表面越粗糙的鼠标垫,光电鼠标对它的适应性就会越好。光电鼠标对鼠标垫的适应性取决于它能够在一个很小的单位面积的采样表面上能够得到多少有效特征点。这个“很小的单位面积”由鼠标的 CPI 和 CMOS 芯片尺寸共同决定。过粗或过细腻的鼠标垫,都会造成光电鼠标对其适应性下降,具体表现为在过粗的鼠标垫上,鼠标会“丢帧”,而在过细腻的鼠标垫上,鼠标会“迟钝”。而这,和文章中的测试效果是一致的。所以, Viper 在布垫上的表现不良是可以从理论推出的必然现象,文中的疑问是很好回答的。
同样, MX 引擎的 CMOS 尺寸更大,表面适应性却不如 IntelliEye,也是由其更大的CPI造成的。
以上,我们回答了 Viper 令人惊异而失望的表现所产生的原因。由此可以看出,文章开头所述的评测报告所述的情况是完全属实的,但这没有什么不可解释的,而是从 Viper 的原始设计所必然导致的结果。从一定意义上说, Viper 的确不是一个成功的作品,这正是不掌握光电引擎的核心技术所导致的悲哀。
最后,我们来分析一下 Viper 所适用的游戏,实际上, Viper 并不是在所有的情况下都不能表现好的。首先,你必须明确它的基本性能——具有惊人的大 CPI 和不高的扫描频率。这就导致它的最大加速度可以很高,但最大速度却很低。
由 CPI 的实际使用价值(这里不再引用旧文,大家可以查找相关文章)和最大加速度的意义,可以知道这就意味着,它在鼠标速度设为高速时能够有很高的速度,但同时保持良好的控制力和精确性(这点要超过 800CPI )的鼠标。但决不能将鼠标速度设为低速,否则必然会出现丢帧现象。
显然,原文测试报告中发现 Viper 的不足是很自然的,因为在 CS 中,大多数人设置的鼠标速度都不很高,这是由 CS 本身的游戏模式和游戏引擎导致的。但如果使用魔兽和 QUAKE3 来测试就会完全不同,魔兽自不用说, QUAKE3 中采用鼠标高速设置的选手也不在少数,此时它们所要的是超高的鼠标速度和在此模式下良好的控制力与精确性,而这正是 Viper 的强项所在。
在这一问题上, Viper 的一家代理网站的说明很明确(http://www.rantopad.com/display.php?id=137 )。虽然没能从理论上作出解释,但它对于 Viper 适应的鼠标垫和游戏的测试和分析是十分客观和完善的,并没有因为自己卖这款产品而加以溢美之词。 应该说, Viper 不算一个“垃圾”,它有自己的特色,有自己非常合适的应用环境。但的确与 Razer 的早期机械产品相比,的确不能算是一个成功的产品。这就是不掌握核心技术,只能作一些边缘改进的必然结果!
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