Сенсоры современных мышек: описание, устройство и возможности
Сенсоров, как и современных мышек, нынче расплодилось великое множество, и каждый производитель пытается засунуть какой-нибудь свой вариант известного сенсора, чтобы потом описать его преимущество на фоне всех прочих моделей, но часто оказывается, что эти изменения чисто номинальные, и особого влияния на работу мыши они не оказывают. К тому же за последние пару лет «оптика» единолично отвоевала рынок игровых и киберспортивных девайсов, поэтому вероятность встретить иной тип сенсора (например, оптический лазерный или настоящий лазерный, работающий на технологии Doppler Shift) ничтожно мала. Получается, что нынче балом правит оптика, и раскручивать этот клубок загадок мы начнем с технической части, после чего плавно перейдем на конкретные модели. Если хотите понять, как работают современные мышки – начинайте читать прямо с начала, если же вы просто хотите себе выбрать топовую модель без лишних заморочек – мотайте в конец, к списку всех устройств.
Базы, основы и принципы работы любых сенсоров
Сенсор абсолютно любой мышки имеет фундаментальный параметр – количество считываний на дюйм (cpi – counts per inch), или же точек на дюйм (dpi – dots per inch). Стоит понимать, что в «считываниях» работает сам сенсор мыши, однако в результате его работы мы видим лишь перемещения курсора на экране монитора, состоящем из пикселей (или точек), так что эти понятия абсолютно одинаковы, и для удобства мы используем dpi как более популярный вариант. Как работает любой оптический сенсор? Для считывания поверхности используется специальная камера, которая делает тысячи кадров в секунду, перенося изображение в градациях серого на очень небольшую светочувствительную площадь, именуемую матричной сеткой, размеры которой обычно лежат в пределах от 20x20 до 40x40 пикселей. Если вы присмотритесь к фотографиям выше, то увидите, что материя ковра имеет неоднородную структуру поверхности, а сенсор мышки приближает эту поверхность гораздо ближе, за счет чего образуются уникальные и неповторимые кадры, при сравнении которых друг с другом и определяется перемещение мыши. Для получения этих кадров используется светодиод, который подсвечивает всю область поверхности, необходимую для считывания сенсором, а отраженный от поверхности свет поступает на камеру, фокусируясь через специальную линзу.
Для определения точности отслеживания используется специальный термин – трекинг, который напрямую связан с разрешающей способностью мыши. Обычно этот параметр находится в районе 400 – 1200 dpi, и это значение напрямую зависит от размера установленной светочувствительной матричной сетки. Встречаются и бОльшие значения, однако стоит помнить, что реальное разрешение зависит напрямую от размера этой матрицы, а значит, что если бы оно было бы слишком высоким, то и мышь была бы огромной. Как же тогда достигаются безумные значения вроде 16 000 dpi? Поскольку сенсор ведет свои собственные считывания, на отснятом камерой изображении он может отследить несколько перемещений, которые на экране монитора все равно будет выглядеть как перемещение на 1 пиксель. Производители сенсоров используют эти возможности мышек и делают так, чтобы каждое 1 считывание сенсором отображалось перемещением 1 пикселя на экране, благодаря чему и получаются заоблачные значения dpi. Например, если реальное разрешение сенсора равно 800 dpi, а за 16 внутренних отсчетов сенсора курсор на экране перемещается ровно на 1 пиксель, то можно получить максимально разрешение, равное 12 800 dpi.
Для реализации этих возможностей требуется аппаратная поддержка – микропрограмма, напрямую взаимодействующая с сенсором мышки, которая позволяет правильно использовать все возможности определенной модели сенсора. Часто для еще большего увеличения dpi в маркетинговых целях (в основном на бюджетных мышках) используют интерполяцию – программную настройку увеличения dpi, которая не только отрицательно сказывается на точности сенсора, но и вносит дополнительные задержки при перемещении курсора. И трекинг из-за этого страдает очень сильно: высокое значение dpi само по себе несет различные погрешности, так еще и интерполяция вносит свои коррективы. Поэтому не стоит гнаться за dpi и пытаться выкручивать разрешение своей мышки на максимум.
Оптимальным значением для любой мышки будет разрешение примерно до 2000 dpi (в идеале – от 400 до 800 dpi). Немного более высокие значения не будут критично влиять на качество трекинга, однако чем выше значение dpi, тем больше страдает точность отслеживания. Как и любое другое фотоустройство, камера сенсора имеет погрешности, проявляющиеся при высокой чувствительности, и при увеличении dpi получаемая картинка на матрице начинает портиться из-за слишком быстрых изменений, потому что каждый кадр, отснятый камерой, получает недостаточное количество света, что негативно сказывается на трекинге.
Даже для перемещения из угла в угол на 4K-мониторе будет достаточно значения 3 200 – 4 000 dpi, поэтому гонка производителей в духе «у кого больше dpi» абсолютно ничем не оправдана. Да, огромное значение dpi может косвенно сказать об уровне установленного сенсора, однако это далеко не основополагающий параметр, на который стоит обращать внимание. Стоит отметить, что для работы в Windows (то есть в 2D-приложениях) поведение мышки отличается от работы в 3D, где присутствуют иные расчеты перемещений, и они также зависят от многих параметров. Это – отдельная тема для статьи, но у любой современной оптики важными атрибутами является нулевая случайная акселерация и отсутствие угловой привязки. Грубо говоря, у качественных оптических сенсоров отсутствуют какие-либо корректировки и сглаживания при расчете положения курсора в играх, и это позволяет максимально точно наводиться в любых сетевых шутерах.
Дистанция отрыва, срывы, скорость и ускорение – как это работает?
И раз уж зашла тема про свет, осветим такую душещипательную тему как дистанция отрыва от поверхности (lift-off distance – LOD). Дело в том, что недосвет, как и пересвет, для сенсора очень плохи – проведите аналогию с обычными фотографиями с поправкой на то, что камера вашего девайса получает снимки ковра. Конечно, сенсор имеет свою автоматику для подстройки чувствительности, поэтому пересвет для него не столь страшен. Но что происходит, когда света недостаточно? Правильно, оптика входит в заблуждение. В этом и заключается проблема низкой дистанции отрыва: на датчик поступает малое количество света, возникают проблемы с трекингом, после чего некорректные данные передаются на ПК – вот и улетает курсор в небо. В простонародье это называется срывом. Опять же, этот термин имеет более широкое значение, однако для простоты понимания именно недостаточное количество света, напрямую связанное с желанием иметь как можно более низкую дистанцию отрыва, обычно приводит к срыву. В современных сенсорах все проблемы уже давно решили, нашли оптимальный баланс между уровнем освещенности и дистанцией отрыва, поэтому сейчас курсор замирает сразу же, стоит мышке оторваться от ковра. Без ущерба производительности, разумеется.
Помимо чувствительности основными параметрами любого сенсора являются скорость (ips – дюймы в секунду) и ускорение (g). В отличие от чувствительности мыши, эти параметры часто умалчивают, а ведь именно они влияют на качество работы любого сенсора. Те же мышки Zowie линейки ECx-B имеют сенсор с разрешением 12 000 dpi, однако из них используются лишь 3 200 dpi. Значит ли это, что мышь плоха? Вовсе нет! Напротив, производитель намеренно ограничил сверхвысокие значения dpi для минимизации возможных погрешностей, при этом параметры этих мышек очень велики, поскольку в них стоит Pixart 3360 со значениями 250 ips и 50 g. Это позволяет их использовать даже в самых ядреных шутерах вроде CS:GO, Overwatch, CoD и Battlefield. Так что здесь можно смело руководствоваться простым и очевидным правилом: чем выше показатели скорости и ускорения, тем лучше сенсор мыши в целом. Без исключений.
Скорость позволяет отследить максимально возможное перемещение девайсом на определенную дистанцию за одну секунду. Этот параметр гарантирует нам, что при развитии определенной скорости движения мышью все перемещения будут в точности зарегистрированы сенсором. А ускорение позволяет отследить, насколько быстро изменяется скорость перемещения мышки. С какой скоростью вы можете перемещать мышь? Примерно 120 – 150 ips, то есть в районе 3 – 4 метров в секунду. Это просто огромное значение, которое поддерживать в течение продолжительного времени очень проблематично – раньше закончится стол, ковер или ваши силы. Как и в случае со скоростью, максимальное ускорение, которое может развить даже самая натренированная рука, находится в пределах 20 – 30 g, и это если брать в расчет пиковые значения. В большинстве обычных ситуаций и эти значения сильно завышены, поэтому можно смело сказать, что значений скорости и ускорения в районе 150 ips / 30 g любой современной мышке хватит за глаза, даже если вы – профессиональный игрок.
Современные топовые сенсоры имеют в своем распоряжении параметры, начинающиеся от 200 ips / 40 g, и с каждым годом они неуклонно растут. В прошлом году они достигли просто невероятных значений, которые как минимум вдвое превышают максимальные человеческие возможности, и дальше им расти просто некуда. Зачем нужны такие заоблачные показатели? Отчасти – ради стабильности, отчасти – ради точности. Например, высокое значение ускорения (40 – 50 g) позволяет двигаться курсору мышки куда более резво при резких движениях рукой, что позволяет точнее синхронизировать свои действия с происходящим на экране, чем на мышке с ускорением 20 g, где будет казаться, что мышь слишком плавно и размеренно следует за рукой. Опять же, это видно только при сравнении двух грызунов в лоб, и на качестве игры это почти никак не сказывается.
Зато запас скорости куда более обоснован, ведь если скорость сенсора мышки будет ниже, чем скорость движения рукой, то при очередном стремительном рывке курсор снова улетит в пол или потолок из-за ошибочного расчета координат: сенсор не сможет зарегистрировать направление движения мыши – произойдет срыв. Или же курсор на экране, не поспевая за рукой, просто застынет на одном месте – эти ошибки проявляются по-разному, но когда что-то подобное происходит в самый напряженный момент раунда – согласитесь, приятного мало. Тем не менее, нынче срывы встречаются довольно редко, и забитый пылью и грязью ковер может стать куда более реальной причиной срыва, чем недостаточная скорость или низкая дистанция отрыва от поверхности. Мышь – ваш рабочий инструмент, и его следует поддерживать в чистоте. Хотя бы по минимуму.
Из всего этого следует простой и логичный вывод: все современные топовые оптические сенсоры практически равны между собой. С учетом высоких показателей и прочих оптимизаций они лишились всех критических недостатков, но и в работе между собой они ощущаются почти одинаково. Из-за чего разница в мышках, если оценивать их только по наличию той или иной модели сенсора, попросту нивелируется. Неожиданно, правда? Получается, что теперь наращивать мощность сенсоров просто не имеет смысла. Что может повлиять на выбор мышки, если сейчас все сенсоры равны? Форма, масса, материал исполнения тефлоновых глайдов. Ведь ощущения от использования мыши – это результат работы всех ее компонентов, куда входит не только качественная оптика, но и другие аспекты, существенно влияющие на восприятие устройства в целом.
Есть ли разница в современных сенсорах? Во-первых, некоторые сенсоры имеют кастомные линзы или измененную аппаратную прошивку, что, по мнению производителя, позволяет добиться лучшей точности считывания. Вряд ли обычные пользователи это когда-либо заметят, поэтому здесь придется поверить на слово, но иногда эти изменения открывают дополнительные возможности регулировки сенсора (например, более точные шаги настройки dpi). Во-вторых, после внесенных изменений некоторые производители стремятся подчеркнуть класс своих устройств, и в ход идут маркетинговые названия вроде SteelSeries TrueMove и Roccat Owl-Eye, что для пользователя не имеет никакого практического значения. Ну и в-третьих, в связи с отсутствием необходимости наращивать мощь новых сенсоров, производители стремятся переводить свои мышки на беспроводную связь, а для этого нужно уменьшать и оптимизировать энергопотребление, тем самым увеличивая автономность.
Актуальный список моделей сенсоров и мышек
Кратко и по делу: самое главное в любой мышке – показатели скорости и ускорения; значение dpi – вторично. Значений скорости и ускорения выше 150 ips / 30 g для любого современного игрока будет более чем достаточно, даже если вы жестко рубитесь в CS:GO. Помните, что нынче гораздо сильнее на ощущения поведения мыши влияет ее форма, масса и установленные глайды, поэтому параметры сенсора «на бумаге» нам не столь важны, поскольку на практике эти различия сведутся к минимуму.
• Pixart 3389 (450 ips / 50 g / 16 000 dpi): модели Razer – DeathAdder Elite, Basilisk, Lancehead TE, Naga Trinity; модели HyperX – Pulsefire Surge, Pulsefire FPS Pro
• Pixart 3390 (450 ips / 50 g / 16 000 dpi): модели Razer – Mamba Wireless, Mamba Elite
• Pixart 3391 (450 ips / 50 g / 18 000 dpi): Corsair IronClaw RGB (представлена на выставке CES 2019)
• TrueMove3 | TrueMove3+ (350 ips / 50 g / 12 000 dpi; базируются на сенсорах Pixart): модели SteelSeries – Sensei 310, Rival 310, Rival 710, Rival 600, Rival 650 Wireless
• HERO (400 ips / 40 g / 12 000 dpi; основан на собственной разработке): модели Logitech – G Pro Wireless, G305, G603, G502 HERO
• Pixart 3366 (300 ips / 40 g / 12 800 dpi): модели Logitech – G403, G403 Wireless, G502 Proteus Spectrum, G703, G903, G Pro (проводная)
• Pixart 3361 (250 ips / 50 g / 12 000 dpi): модели Roccat – Kone AIMO, Kone EMP, Kone Pure Owl-Eye, LeadR
• Pixart 3367 (250 ips / 50 g / 16 000 dpi): модели Corsair – Glaive, Dark Core RGB / Dark Core RGB SE, Scimitar Pro RGB
• Pixart 3360 (250 ips / 50 g / 12 000 dpi): Zowie EC1-B / EC2-B, SteelSeries Rival 700, SteelSeries Rival 500, Asus ROG Gladius II, Cougar Revenger, Cougar Revenger S, Cougar Minos X5, Cooler Master MM530, Tt eSports Ventus X Optical, Tt eSports Nemesis Switch
• Mercury (200 ips / 25 g / 6 000 ips; собственная разработка): Logitech G102
• Pixart 3988 (200 ips / 50 g / 6 400 dpi): Asus ROG Gladuis, Corsair Sabre RGB 2016
• Pixart 3330 (150 ips / 30 g / 7 200 dpi): Cougar Surpassion, Cooler Master MasterMouse S, MSI Clutch GM60
• Pixart 3310 (130 ips / 30 g / 5 000 dpi): модели Zowie – линейки ECx-A / FK / ZA, HyperX Pulsefire FPS, SteelSeries Rival 300, Asus ROG Sica, Cougar Minos X3, Cougar M530
Подводим итоги: почему оптика настолько хороша?
• Универсальность
Оптические сенсоры неприхотливы в использовании, переваривают любую фактуру поверхности и абсолютно всеядны к любому типу покрытия, будь то стол, ткань, пластик и в некоторых случаях даже стекло, причем это почти никак не сказывается качестве трекинга;
• Беспроблемность и точность работы
У оптических сенсоров сведены к абсолютному минимуму всевозможные задержки (инпут-лаг), а также у них отсутствует неустраняемая акселерация и угловая привязка, за счет чего эти сенсоры имеют наилучшую точность отслеживания;
• Широкие возможности настройки сенсора
Огромное количество dpi, возможность выбора шага настройки, возможность настройки тонких параметров вроде дистанции отрыва, углового поворота, ускорения и настройки перемещения по осям;
• Беспроводная связь и отсутствие задержек
Благодаря оптимизации энергопотребления стало возможным устанавливать топовые оптические сенсоры в беспроводные мышки, которые не имеют задержек (равно как и проводные модели) и обладают приличной автономностью;
• Приемлемая цена
В любой ценовой категории можно найти очень хорошую модель по соотношению цены и качества: например, в бюджетном сегменте этому правилу полностью соответствует Logitech G102, а в топовом сегменте можно приобрести HyperX Pulsefire FPS Pro за весьма умеренную сумму
Заключение
Разница в современных оптических сенсорах стала максимально призрачной, а их возможности позволили вытеснить всех прочих игроков с рынка. Рано или поздно все упирается в невидимый потолок, после которого увеличение технических параметров становится просто неблагодарным делом, и нынче оптика тоже дошла до предела своих возможностей. Все актуальные оптические сенсоры примерно равны между собой, поэтому вы можете быть уверены, что любая новинка выдержит испытание огнем, мечом и автоматом. Куда важнее при выборе мыши акцентировать внимание на других ее аспектах: форме, массе, материалах, количестве клавиш, RGB подсветке, наличии ПО и прочих дополнительных функций. Более того, с учетом развития беспроводных технологий следует смотреть на беспроводные мышки, так как они уже сейчас обладают отличным быстродействием и внушительной автономностью, позволяя неделями рассекать по виртуальным мирам напролет. В конечном счете, гоняться за сухими цифрами не имеет никакого смысла, а вот подобрать удобную для себя форму и необходимые функции – это дело чести, понимаете ли.