羅技工程師告訴你 如何測試滑鼠準確性
2023-09-20 07:54:56 1
泡泡網滑鼠頻道6月11日 近日，國外科技網站Tested編輯Norman Chan造訪了知名外設廠商羅技位於瑞士洛桑的研發中心，了解到了許多影響遊戲滑鼠性能的秘密。他發現，在人們熟悉的DPI之外，還有其他許多技術指標與滑鼠準確性息息相關。以下是Chan的報導全文：
讓我們的文章從一個問題開始：作為一個遊戲玩家，你對自己滑鼠的準確性有多了解呢？也許，有讀者會將滑鼠包裝盒上的DPI數值作為答案。可實際上，影響一款滑鼠性能和準確性的因素還有很多，要客觀評價一款遊戲滑鼠其實並不容易。對於專業玩家以外的大部分用戶來說，通常滑鼠的光學引擎在準確性和響應速度上已經遠遠超過了感知閾值。因此，影響日常使用體驗的因素往往更加主觀，其中包括整體重量、外型以及按鍵表面材質等。
上周，筆者有幸訪問了羅技最重要的研發機構，位於瑞士洛桑的丹尼爾·博雷爾創新中心（Daniel Borel Innovation Center）。那裡，羅技工程師們展示了打造一款遊戲滑鼠的設計流程，介紹了影響滑鼠定位準確性最為重要的幾個影響因素。
需要指出的是，雖然羅技公司負擔了筆者從美國到瑞士洛桑的差旅費用，但他們並沒有對本文以及隨附的視頻內容作出任何要求。不僅如此，無論對於消費者還是硬體測評人員來說，羅技工程師所介紹的信息都非常有意義。拋開具體的生產廠商，對於了解和評價任何一款滑鼠來說，他們談到的知識都能發揮很大作用。
據羅技高級工程師弗朗索瓦·莫裡爾（Fran鏾is Morier）介紹，在研發麵向下一代遊戲滑鼠的光學引擎時，他們主要嘗試在四個性能指標上做出提升。它們分別是追蹤質量、表面適應性、能耗水平以及元件體積。
從市場需求來看，在縮小元件體積同時，羅技當然也期望降低光學引擎的能耗水平。但在實際研發過程中，上述四個性能指標的改進步調並不會完全保持同步，且某些指標之間甚至可能存在矛盾。例如，增強光學引擎的表面適應性後，滑鼠將能在光滑玻璃表面上使用。但達到這一目的卻需要依賴特定成像技術，從而導致追蹤準確性和能耗水平受到影響。由此可見，在某些時候，達成特定研發目標需要在各個指標之間尋求均衡，從而滿足不同用戶人群的需要。
羅技高級工程師弗朗索瓦·莫裡爾
當玩家們在滑鼠墊上使用有線遊戲滑鼠時，他們最看重的性能指標也許會是準確性。此時，DPI就成了關注的焦點。作為一個最初出現在印表機上的性能參數，DPI（每英寸點數）與滑鼠的光學引擎靈敏度成正比。在羅技工程師的口中，DPI被更嚴謹的CPI（每英寸測量數）代替。後者代表滑鼠在平面上每移動1英寸距離時，光學引擎成像元件讀取反射光信號，並向計算機發回的指令數。
在某種意義上，DPI（或CPI）之於滑鼠，就如總像素數之於數位相機。在滑鼠上，較高的DPI並不等於較大的成像元件，就如總像素數較高的數位相機並不一定配備大尺寸的感光件。DPI較高也並不等於滑鼠性能更好，就如總像素數較高的數位相機並不一定有著更好的照片質量。
出於產品設計或成本控制需要，滑鼠中的光學引擎體積往往做得很小。如此一來，較高的DPI值往往源於對反射光的放大過程。實際工作時，光線首先從光學引擎的光源發出，投射到滑鼠墊或其他材質表面，再在反射至成像元件的過程中被一塊或多塊塑料鏡片放大。因此，較高的DPI可能源自鏡片放大作用產生的更多光信號。由於成像元件本身尺寸沒有改變，這些額外產生的信號可能包含更多噪點，反而降低準確性。
在測試滑鼠光學引擎準確性的過程中，引擎靈敏度只是羅技工程師們關心的眾多指標之一。其實，對於解析度以外的其他許多指標來說，使用系統自帶的繪圖程序就可以進行簡單評估，下面就讓我們來一一看來：
角誤差：對於滑鼠來說，追蹤自身的縱向或橫向運動較為簡單，而斜向運動則較為困難，後者是由縱橫兩個方向的矢量組合而成。在進行矢量疊加時，滑鼠的光學引擎和數位訊號處理晶片需要作出某種程度的預測，從而對自身的斜向運動角度進行預判。只有這樣，才能對屏幕指針的軌跡進行相應修正，避免出現階梯狀現象。但是，這種預判和修正又不能過火，否則用戶將無法在繪圖程序中畫出光滑的曲線。測試角誤差的簡單方法之一，就是在繪圖程序中緩慢的畫出一個圓形。
速度誤差：如前文所述，提高光學引擎靈敏度的副作用之一就是會增加信號噪點，也降低了高速運動過程中的滑鼠準確性。理論上，當滑鼠在固定的兩點間快速來回移動，屏幕指針的起點和終點應該完全重合。如果現實中沒有做到這一點，則說明滑鼠光學引擎在增加靈敏度的過程中犧牲了速度準確性。
軌跡波動：這一現象在遊戲過程中並不容易發現，當指針軌跡平滑化功能開啟時更是如此。但在設計製圖軟體中，如果用戶嘗試手工繪製垂直或水平直線，則可能見到滑鼠軌跡上下或左右擺動。導致軌跡波動的原因，同樣是靈敏度提高帶來的信號失真現象。
在設計軟體中用滑鼠手工畫線的結果
指針跳躍：當無線滑鼠處於靜止狀態時，會關閉自身光學引擎來降低能耗。當滑鼠傳感器發現自身移動超過某個閾值時，又會再次開啟它。設置這一閾值的大小頗具技巧性。從節省能耗出發，這一閾值越高越好，但從精細緩慢移動時的準確性出發，這一閾值卻又越低越好。因此，當用戶非常緩慢的移動滑鼠時，光學引擎可能時開時關，屏幕指針就會走走停停，甚至出現跳躍。
採樣頻率與圓漂移：檢測滑鼠準確性有一個簡單易行的好方法，那就是以同一點為圓心，反覆畫出標準圓形。在理想的情況下，如果滑鼠光學引擎的採樣頻率能夠保持恆定，屏幕上的指針軌跡就能和滑鼠的實際移動一致，畫出標準圓形。如果無法保持恆定，就會出現橢圓或螺旋形的漂移。
筆者相信，包括羅技在內，各家滑鼠生產商都會使用專業檢測設備來考察上述指標。但對於普通用戶和遊戲玩家來說，藉助上面的知識，通過一些簡單方法也可以對自己的裝備進行測試與調校，從而消除或者減少角誤差、軌跡波動等問題。 ■
