إن فارة الحاسوب الحديثة عبارةٌ عن دمج سبع تقنياتٍ مختلفةٍ وبعض الهندسة البارعة إلى حدٍّ ما، وقد يستغرق الأمر أكثر من مقال لتغطية كلِّ شيء عن هذه التقنيات بتعمّق.
 |
| كيف تعمل الماوس |
لذا سنركّز في هذا المقال على مستشعر الصورة فقط ونكتشف ما يحدث بالضبط عند تحريك الماوس على اللوحة الخاصة بها، بعد ذلك سنلقي نظرةً على ماوس الألعاب ونرى كيف تحتوي بعضها على 25000 DPI أو نقطةٍ في البوصة، بينما لدى البعض الآخر بضعة آلافٍ فقط.
كيف تعمل الماوس اللاسلكي مستخدمة تقنية البكسل
- LED يعمل بالأشعة تحت الحمراء
- زوجٌ من العدسات
- مصفوفة بكسل الصورة
كيف تحول الماوس الضوء إلى خرائط معقدة تُمكنك من التحكم بشاشة حاسوبك
من المهم معرفة أن الفأرة الخاصة بك لا تلتقط الألوان أو تصميم الماوس باد أو السطح، بدلاً من ذلك ولأن الضوء ينبعث بزاويةٍ ضئيلةٍ فهو يضيء النسيج أو التلال والوديان الموجودة على السطح، مثل غروب الشمس الذي يتساقط عبر التلال المتموجة، تلتقط قمم التلال الضوء وتعكسه وتضيء ولكن الضوء لا يصل إلى الوديان وبالتالي تظل مظلمة.
قد ترى عيناك مجرد لوحة فأرةٍ سوداءٍ موحدةٍ أو مكتبٍ خشبيٍّ ولكن بسبب الزاوية الضئيلة للأشعة تحت الحمراء وتركيز العدسات، يكون مستشعر الصورة قادرًا على التقاط منظرٍ طبيعيٍّ معقدٍ طوبوغرافيًا وتركيبيًا، لاحظ أنه إذا كان السطح أملسًا تمامًا بدون عيوب، فإن الماوس ستجد صعوبةً في العمل عليه وهذا هو السبب وراء عدم عمل بعض فئران الحاسوب بشكلٍ جيدٍ على الزجاج.
علاوةً على ذلك يركّز مستشعر الصورة هذا المزود بدقة 1600 بكسلٍ على منطقةٍ صغيرةٍ تعادل فقط جزءًا من مئتين من حجم بنسٍ واحدٍ أسفل الماوس مباشرة، ولكن المفتاح هو أن مستشعر الصورة يلتقط ما يصل إلى 17000 صورةٍ للسطح في كلِّ ثانية، وبالتالي حتى إذا قمت بتحريك الفأرة على لوحة الفأرة لمدة عُشر ثانيةٍ فقط، فإن مستشعر الصورة سيلتقط حوالي 1700 صورةٍ خلال تلك الحركة السريعة.
ميزة هذه التقنية الذكية و المعقدة
وإليك الميزة الأساسية لهذه التقنية وهي أن الفأرة لا تحفظ أيًا من هذه الصور، بل في كلِّ مرةٍ تلتقط فيها صورة، فإنها تقارنها بالصورة السابقة التي تم التقاطها قبل 59 ميكروثانية، ثم تستخدم الرقاقة الدقيقة الفرق بين الصورتين لتحديد التغيير في محور السينات X والتغيير في محور العينات Y أي إلى أيِّ مدىً وفي أيِّ اتجاهٍ قمت بتحريك الفأرة خلال ذلك الجزء من سبعة عشر ألفًا من الثانية أو 59 ميكروثانية.
دعنا نتعمق قليلاً في هذه الفكرة، إذا كان لدينا صورتان للنسيج الطبوغرافيّ للسطح تم أخذهما بفاصل 59 ميكروثانية كيف تحدد الرقاقة الدقيقة التغير في X والتغير في Y خلالها؟
لحساب ذلك يتم إرسال الصورتين إلى قسمٍ من الرقاقة الدقيقة يسمى معالج الإشارة الرقميّة أو DSP اختصارًا حيث يتم تنفيذ خوارزميةٍ تدعى بالارتباط المتبادل، كما ذكرنا سابقًا تتكون كل صورةٍ من 40 × 40 بكسل، وكلُّ بكسلٍ يولِّد قيمةً بين 0 و4095 تتعلق بكثافة الضوء الذي يرتطم بذلك البكسل المحدد، هنا نمثّل القيم بارتفاع كلّ بكسل.
يأخذ المعالج الصورة الأولى ويغطّي الصورة الثانية فوقها بعد ذلك يقوم المعالج بطرح جميع قيم البكسلات الفردية للصورة الثانية من الأولى لنحصل على صورةٍ جديدة ، ثم يقوم المعالج بإزاحة الصورة الثانية أثناء مغادرة الأولى ويستمر في حساب الفرق بين الصورتين حتى يتم العثور على موضعٍ تكون فيه الصورة الناتجة عند الحدِّ الأدنى من مقدار التحول،و هذا يخبرنا بالضبط عن مدى تحرك الفأرة بين صورتين متتاليتين تم التقاطها بفارق واحدٍ إلى 17000 من الثانية مما ينتج عنه قيمةًالتغير في X و Y مقاسًا بعدد البكسلات.
تحليل الصور و قيم البكسلات وارسال البيانات الى الكمبيوتر
بعد 59 ميكروثانية يتم التقاط صورةٍ أخرى ويقوم المعالج بتنفيذ نفس خوارزمية الارتباط المتبادل ولكن مع تحول الصورة الجديدة لتبقى الصورة السابقة ثابتةً مما يؤدي إلى مجموعةٍ أخرى من القيم، يستمرُّ المعالج في التقاط صورٍ جديدة وتنفيذ خوارزميات الارتباط المتبادل 17 مرةً ثم يجمع كلَّ القيم لنحصل على مدى تحرك الفأرة في ميلي ثانيةٍ واحدةٍ
هذا التغير المشترك في X والتغير في Y خلال ميلي ثانيةٍ واحدةٍ يتم إرساله إلى النظام عبر شريحةٍ والتي بدورها تنقل المعلومات إلى جهاز الحاسوب الخاص بك باستخدام إما جهاز إرسالٍ واستقبالٍ USB أو بلوتوث وهذه هي الطريقة التي تحسب بها الفأرة الحركة في كلِّ ميلي ثانيةٍ واحدة.
الفرق بين الماوس العادية و الماوس المخصصة للألعاب
فلنلقي الآن نظرةً على الفرق بين الماوس المخصصة للألعاب والماوس العادية ، بصرف النظر عن الشكل الأكثر وضوحًا للفأرة، والعدد والنمط المختلف من الأزرار وإضاءة LED، الفرق الرئيسيّ الأول هو عدد النقاط المحددة في البوصة أو DPI، تحتوي فئران الألعاب على مواصفات DPI تتراوح من 12000 إلى 25000 في حين أن الفئران غير المخصصة للألعاب أقرب إلى 850 حتى 4000 DPI.
ما هو بالضبط عدد النقاط في البوصة DPI
لاحظ أن النقطة في البوصة هي وحدةُ خطيّةُ في حين أن البكسل لكلِّ بوصةٍ مربعةٍ هي وحدةٌ مربعة، إذًا الآن لدينا الفكرة العامة كيف يحدث ذلك تحديدًا؟
تقنية الإقحام المستخدمة في تقسيم وحدات البكسل
هناك تقنيةٌ شائعةٌ لتقسيم وحدات البكسل الكاملة إلى وحدات بكسلٍ فرعيةٍ تسمى الإقحام والنسخة البسيطة، تتمُّ بهذا الشكل هنا لدينا أربعة وحدات بكسلٍ كاملةٍ أو ذات عددٍ صحيح، لكلٍّ منها قيمةٌ لشدة الضوء الذي يصل إلى ذلك البكسل وكما سبق يمثّل ارتفاع كل بكسلٍ تلك القيمة وكذلك تقريبًا للتضاريس الطوبوغرافية للسطح، نقوم برسم خطٍ بين قمم مجموعتيّ بكسلاتٍ في اتجاه المحور X ثم نرسم خطوطًا بينهما في الاتجاه Y.
اعتمادًا على عدد وحدات البكسل الفرعية التي نريدها نقوم بتقسيم تلك الخطوط، في كلِّ تقاطعٍ لدينا قيمةٌ مقابلة لبكسلٍ فرعيٍّ جديد، لذلك عندما تقوم بتغيير إعدادات DPI للفأرة، فإن ما تقوم بتغييره فعليًا هو عدد التقسيمات الفرعية في خوارزمية الإقحام هذه، نعرض هنا إقحامًا ثنائيّ الخط، يسمى بذلك لأننا نرسم خطوطًا مستقيمةً بين وحدات البكسل الصحيحة بالكامل، بينما يستخدم الإقحام ثنائيّ التكعيب المزيد من العمليات الرياضيّة لإنشاء تضاريس أكثر سلاسة.
الفروقات الإضافية بين الماوس العادية و ماوس الألعاب
إن عدد الصور الملتقطة في كلِّ ثانيةٍ يسمى معدّل الإطارات، يبلغ 17000 عندما تقوم بتحريك الفأرة بسرعةٍ وينخفض عندما تكون الفأرة ثابتةً من أجل الحفاظ على عمر البطارية.
أحد الأشياء المهمة التي يجب ملاحظتها هو أنه هناك مجموعةٌ كبيرةٌ ومتنوعةٌ من أجهزة الفأرة المتوفرة، في هذا المقال قمنا بشرح مواصفات معدّل إطاراتٍ يبلغ 17000 ودقةً تبلغ 25000 نقطةٍ في البوصة وهي مواصفات فأرة الألعاب المتطورة إلى حدٍّ ما،
تتراوح المواصفات عادةً من 4000 إطار في الثانية إلى 17000 ومن 1000 نقطةٍ في البوصة إلى 25000، و18 × 18 بكسل وحتى 40 × 40، بمعدّل إبلاغٍ من 100 إلى 1000 مرةٍ في الثانية.
المصدر Branch Education
