鼠标，电脑的黄金搭档，使用时，鼠标可以将它的运动轨迹同步到电脑桌面，从而控制电脑的运行。那么，鼠标是如何将它的运动轨迹同步的呢？或者说，我们在移动鼠标时，它内部发生了什么？关于这个问题的答案，我们直接看下文~

现在的鼠标基本都是光电鼠标，其底部有图像采集系统，由红外LED、一对透镜和图像像素阵列（或图像传感器）组成，如下图1-1所示。

图1-1

正常工作时，LED产生的红外光穿过透镜，照亮鼠标正下方的表面（一般为鼠标垫），然后红外光从（鼠标垫）表面反射通过第二个透镜，然后通过一个小孔径，最后到达一个相当复杂的图像像素阵列（或图像传感器），如下图1-2所示。

图1-2

图像像素阵列由1600个像素组成，布局为40×40。一般而言，鼠标所接触的鼠标垫或表面会有一些图案或各种颜色，但鼠标不会捕捉这些颜色或图案。也就是说，即使你的鼠标垫表面五颜六色，鼠标也无法捕捉以及记录。那么，它捕捉的是什么呢？

鼠标红外LED发出的光线以较浅的角度发射，照亮了（鼠标垫）表面的纹理，如图1-3所示，这些纹理就像地形的山脊和山谷，山的顶部捕捉和反射光线并被照亮，但光线没有到达山谷，因此它们仍然是黑暗的。亮暗不同的光照强度被图像传感器捕捉，形成一张由1600个像素组成、布局为40×40的图像像素阵列。

图1-3

由于红外光的角度较浅且镜头聚焦，图像传感器能够捕捉到地形和纹理复杂的景观，注意，如果表面非常光滑且没有瑕疵，鼠标将难以在其上工作，这就是为什么某些鼠标在玻璃上无法正常工作的原因。

虽然，具有1600像素的图像传感器仅聚焦与鼠标正下方的一个微小区域，但图像传感器每秒最多可拍摄17000张表面照片！因此，即使你将鼠标在鼠标垫上移动仅0.1秒，图像传感器也会在此期间拍摄大约1700张照片，如下图1-4所示。

图1-4

鼠标不会保存任何这些图像，而是每次拍摄照片时，它都会将其与59微秒前拍摄的前一张照片进行比较，然后微芯片使用两个图像之间的差异来确定X（横向）的变化和Y（竖向）的变化，或者本质上是你在59微秒内移动鼠标的距离和方向。

如果我们有两张相隔59微秒的表面地形纹理图像，那么微芯片究竟如何确定它们之间X和Y的变化？

其实，为了计算这个X和Y的变化，两个间隔59微秒的图像被发送到鼠标的数字信号处理器或简称DSP的微芯片部分，在那里执行一种称为互相关的算法。如前所述，每个图像由40×40像素组成，每个像素生成一个介于0到4095之间的值，该值与撞击该特定像素的光照强度有关。

图1-5

这里我们用每个像素的高度来表示值，如图1-5所示。DSP获取第一幅图像并将第二幅图像叠加，然后从第一个图像中减去第二个图像的单个像素的所有值，并计算两个图像之间的差异，直到找到结果图像最小的位置。

达到最小结果图像的位置偏移量准确地告诉我们，鼠标在两幅相隔0.001秒的连续图像之间移动了多远，从而产生了X变化和Y变化，如图1-6所示。

图1-6

59微秒后，另一幅新的图像被捕捉，处理器执行相同的互相关算法。由于新图像四处移动，而前一图像静止，从而产生另一组值。处理器继续捕捉新图像并执行17次互相关算法，然后将所有值相加，我们得到鼠标在一毫秒内移动了多远，如下图1-7所示。

图1-7

一毫秒内X和Y的这种组合变化然后被发送到这里的片上系统，该系统又使USB收发器或蓝牙将信息中继到你的计算机。

综上，鼠标在移动时，会通过图像收集不断记录这个移动过程中鼠标垫表面的不同纹理，然后通过不同图像的不同纹理计算出鼠标的偏移量，进而将偏移量信息发送给电脑！

我终于知道，为什么我桌面那么光滑的时候鼠标那么不灵敏~你知道了吗?

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