Pierwsze myszki rejestrowały ruch kursora za pomocą specjalnej kulki w konstrukcji, która dotykała dwóch rolek z dyskami. Ich główną wadą jest to, że kurz stale przyklejał się do kulki i trzeba było ją regularnie czyścić, aby usunąć brud. Pod koniec XX wieku myszki kulkowe zostały zastąpione przez modele optyczne.

W prostych słowach zasada działania myszek optycznych polega na „sfotografowaniu” powierzchni za pomocą czujnika. Procesor odczytuje dane z tego czujnika, analizuje zmiany i kontroluje przesunięcie kursora. Aby zdjęcia kontrastowały, obszar pod nimi oświetlany jest diodą LED lub laserem. Na podobnej zasadzie są zbudowane manipulatory optyczne i laserowe, różnią się jedynie źródłem oświetlenia powierzchni roboczej pod myszką.

Budowa myszy optycznej

Konstrukcja czujnika optycznego opiera się na źródle światła. W klasycznych myszkach optycznych jest to dioda LED. Rozprowadza promienie odbite od powierzchni roboczej i wychwytywane przez czujnik. Aby skupić strumień światła, do obwodu ponadto wprowadza się soczewkę pryzmatyczną. Skoncentrowana przez nią wiązka światła oświetla powierzchnię roboczą pod dość ostrym kątem — około 25-30°. Odbywa się to w celu uzyskania wyraźnego wzoru odcięcia nawet na powierzchniach z niewielką mikrowypukłością.

Kolejna soczewka w konstrukcji myszki optycznej wzmacnia odbite promienie świetlne i kieruje je do czujnika, którego oś optyczna jest prostopadła do powierzchni roboczej. Matryca jest zazwyczaj monochromatyczna CMOS, która może wykonać ponad 1000 zdjęć na sekundę. Przechwytywane przez nią klatki podzielone są na miniaturowe kwadraty, z których każdemu przypisana jest średnia wartość jasności. Wspólna mozaika kwadratów tworzy siatkę współrzędnych, a zmiana ich jasności klatka po klatce stanowi swego rodzaju wyzwalacz dla procesora przetwarzającego, wyzwalając ruchy kursora wzdłuż osi X i Y.

Budowa myszy optycznych ze źródłami światła LED i laserowymi.

Należy pamiętać, że dane z czujnika optycznego myszki nie są przesyłane do komputera bezpośrednio, ale przez specjalny chip, który przetwarza również kliknięcia przycisków i przewijanie kółkiem. Sterownik myszki odbiera dane z chipa, przetwarza przychodzące informacje i wysyła do komputera polecenia dotyczące ruchu kursora i innych działań myszki.

Podobną zasadę działania mają myszki laserowe. Zamiast źródła światła LED posiadają zamontowaną diodę laserową na podczerwień. Dzięki swoim właściwościom fizycznym skupia dokładniej: nie musi wyraźnie widzieć nieregularności rzucających cienie. Prawidłowa praca myszki laserowej jest możliwa nawet na powierzchniach lustrzanych i szklanych – to one często są zbyt twarde dla tradycyjnych optycznych „gryzoni”. Najczęściej czujniki laserowe stosowane są w wysoce precyzyjnych myszkach profesjonalnych a la Apple Magic Mouse czy Lenovo Professional. Kolejną zaletą myszek laserowych jest ich niski pobór mocy w porównaniu do myszki LED, co pozwala modelom bezprzewodowym dłużej działać na baterii.

Interesujący fakt. Do niedawna mysz optyczną LED od laserowej można było odróżnić po charakterystycznym czerwonym świeceniu. I to dlatego, że czerwone diody LED są bardzo tanie w produkcji. Jednak nowoczesne myszy optyczne czasami wykorzystują diody LED w innych kolorach lub całkowicie bezbarwne źródła światła, co sprawia, że na zewnątrz są nie do odróżnienia od manipulatorów laserowych.
Popularne myszy optyczne

Parametry techniczne czujnika optycznego

Rozdzielczość czujnika (DPI i CPI)

Rozdzielczość lub czułość czujnika mierzona jest w DPI (Dots Per Inch) – liczbie pojedynczych punktów, które spadają pionowo lub poziomo na 1 cal powierzchni „widocznej” dla myszy. Mówiąc prościej, jest to liczba pikseli, o jaką przesunie się kursor, jeśli mysz fizycznie przesunie się o jeden cal. Im wyższa wartość DPI, tym mniejszą odległość musi pokonać mysz, aby kursor mógł pokonać większą odległość na ekranie. Może to być niezwykle ważne przy ustawianiu celownika w dynamicznych strzelankach komputerowych.

W zwykłych myszy wskaźnik czułości zwykle mieści się w przedziale od 800 do 1400 DPI, w precyzyjnych modelach gamingowych i projektowych rozdzielczość czujnika powinna być znacznie wyższa – z możliwością regulacji, która często sięga od 200 do 16 000 DPI (jednak zakres ustawień DPI jest często węższy). Istnieją również zaawansowane myszy gamingowe działające w zakresie od 100 do 25 600 DPI. Za zmianę czułości odpowiada zazwyczaj przycisk zmiany DPI.

Możliwość zmiany DPI przyda się, jeśli masz do czynienia z różnego rodzaju zadaniami, które wymagają różnej czułości myszy.

W przypadku myszy optycznych bardziej poprawnym technicznie wskaźnikiem jest CPI (Counts Per Inch). W rzeczywistości jest całkiem identyczny z DPI. Jedyna różnica polega na tym, że DPI odnosi się do liczby kropek na każdy centymetr ruchu myszy, natomiast CPI określa liczbę odczytów, jakie wykonuje czujnik podczas poruszania się na tę samą odległość. W praktyce parametr ten jest używany sporadycznie, zwykle stosuje się oznaczenie czułości myszy w DPI.

Czas reakcji i częstotliwość odpytywania czujnika

Czas reakcji myszy i częstotliwość odpytywania czujnika są bezpośrednio powiązane. Pierwszy parametr wskazuje czas, w którym sygnał ruchu myszy dotrze do wyświetlenia ruchu kursora na ekranie. Czas reakcji mierzony jest w milisekundach (ms).

Częstotliwość odpytywania pokazuje, jak często czujnik „fotografuje” powierzchnię roboczą. Służy do oceny informacji o bieżącej lokalizacji kursora. Im więcej klatek na sekundę zarejestruje czujnik, tym płynniejszy będzie ruch kursora i szybszy czas reakcji myszy. Wskaźnik ten wyrażany jest w hercach i zwykle wynosi około 1000 Hz. W przypadku najlepszych myszy gamingowych częstotliwość odpytywania czujnika może sięgać 15 000 Hz lub więcej, ale takie wartości są niezwykle rzadkie.

Optyczne myszy gamingowe

Szybkość (IPS)

Parametr IPS (Inches Per Second) to liniowa prędkość ruchu myszy, przy której czujnik jest w stanie odczytać powierzchnię. Wskaźnik wyrażany jest w calach na sekundę. IPS gwarantuje, że gdy rozwinie się określona prędkość ruchu myszy, wszystkie ruchy zostaną dokładnie zarejestrowane przez czujnik. Zdecydowana większość myszy ma IPS w granicach 150–200 (około 4–5 m/s), a w zaawansowanych modelach gamingowych maksymalna prędkość ruchu często sięga 400–500 IPS (około 10 m/s). Niektóre myszy, takie jak Razer Basilisk Ultimate, są w stanie przyspieszyć do 650 IPS. Jest to jednak bardziej chwyt marketingowy niż przydatna funkcja – taka prędkość jest równoznaczna z poruszaniem myszką z szybkością 15 m/s, a ludzka ręka po prostu nie jest w stanie poruszać się tak szybko.

Z praktycznego punktu widzenia, w dowolnej strzelance typu CS2, jeśli prędkość czujnika myszy jest mniejsza niż prędkość ruchu ręki, to podczas gwałtownego szarpnięcia kursor poleci na podłogę lub sufit na skutek błędnego obliczenia współrzędnych. Kiedy coś takiego zdarza się w pełnych napięcia momentach rundy, nie jest to zbyt przyjemne. Jednak w dzisiejszych czasach awarie zdarzają się dość rzadko. O wiele bardziej realistyczną przyczyną może być dywanik zabrudzony kurzem i brudem niż niewystarczająca prędkość IPS.

Przyspieszenie (G)

Wskaźnik przyspieszenia G określa, jak szybko będzie się poruszał kursor w oparciu o prędkość ruchu myszy. Im większe przyspieszenie myszy, tym mniejsze ryzyko złamania kursora podczas gwałtownych ruchów manipulatora – wystąpienie takiego efektu w grach dynamicznych może prowadzić do dezorientacji postaci.

Wskaźnik przyspieszenia określa, jak szybko będzie się poruszał kursor w zależności od szybkości myszy.

W przypadku myszy optycznych za jednostkę G przyjmuje się zwykle przyspieszenie ziemskie (około 9,81 m/s²). Z reguły w niedrogich kontrolerach do gier przyspieszenie mieści się w przedziale od 10 do 20 G, w droższych modelach wartość ta jest wyższa i często przekracza poziom 40 G. Warto jeszcze raz podkreślić, że natura ludzkich mięśni nie pozwala myszce przyspieszyć nawet do 10 G. Jednak tak naprawdę wysokie przyspieszenie nadal pozwala myszce lepiej reagować na nagłe ruchy, zapobiegając ryzyku złamania kursora.

Nowoczesne technologie w myszach optycznych

Niektóre typy technologii optycznych obejmują markowe rozwiązania BlueTrack firmy Microsoft i V-Track firmy A4Tech.

BlueTrack to zaawansowane rozwiązanie firmy Microsoft, z którego korzystają także inni producenci. Czujniki BlueTrack różnią się od klasycznej „optyki” niebieskim podświetleniem (stąd nazwa), zwiększoną jasnością źródła światła LED, zwiększonym obszarem oświetlenia oraz wysoką rozdzielczością matrycy w odbiorniku. Wszystko to razem zapewnia najwyższą dokładność pozycjonowania kursora. Jednocześnie myszy wyposażone w taki czujnik są zauważalnie lepsze od tradycyjnych myszy optycznych i mogą pewnie pracować na szkle, polerowanym kamieniu i włosiu dywanu.

Różnica pomiędzy różnymi popularnymi technologiami w myszach optycznych.

W opracowywaniu czujników V-Track mieli swój udział inżynierowie firmy A4Tech. Tak naprawdę są one stosowane głównie w jej urządzeniach. Technologii V-Track można używać zarówno z czujnikami optycznymi, jak i laserowymi. Jednak druga opcja nie jest tania i dlatego jest niezwykle rzadka. Rozmiar plamki świetlnej w takich czujnikach jest niewielki, gęstość strumienia świetlnego duża, a soczewka fotodetektora ma bardzo wąską aperturę. Wiązka światła pada na powierzchnię roboczą nie ukośnie, ale ściśle pionowo. Dzięki tym ulepszeniom V-Track zapewnia bardzo dużą dokładność i jest w stanie pracować nawet na obszernej sierści, gdzie inne typy czujników są po prostu bezużyteczne.

Myszy laserowe

Zdecydowana większość myszy dostępnych obecnie na rynku to myszy optyczne LED. Inne typy czujników są znacznie mniej powszechne. Tym samym małą kastę manipulatorów laserowych reprezentują zaawansowane rozwiązania gamingowe i profesjonalne (dla projektantów i artystów), a czujniki BlueTrack i V-Track są typowe dla wąskiego kręgu „gryzoni” niektórych marek.

Na koniec zalecamy przestudiowanie osobnego materiału „Jak wybrać mysz do gier, zadań biurowych i pracy twórczej”, który ogólnie omawia cechy wyboru myszy.