windows鼠标，物理位移与屏幕位移的计算方法（鼠标加速度）

1、背景
在Windows系统中，有3种获取鼠标位移信息的方法：WM_MOUSEMOVE, WM_INPUT 和DirectInput。这3种方法中，WM_MOUSEMOVE获取的是鼠标当前在窗口上的绝对位置，通过它可以获取鼠标的屏幕位移；WM_INPUT和DirectInput获取的则是鼠标相对于上一个位置的相对位移，它们就是鼠标实际上的物理位移。事实上，WM_INPUT与DirectInput在获取鼠标位移信息上是等价的，这与他们的实现有关，本文不作讨论。下面的讨论中，我只会提及WM_INPUT。

物理位移与屏幕位移之间有一个转换公式，但是这个公式微软没有公开（或者是我没有找到）。本文第二、三节分别讨论物理位移和屏幕位移的一些细节，第四节要讨论这两者之间的转换关系以及我的一些研究结果。第五节是结论。

2、物理位移
物理位移就是鼠标实际上移动了多少个点，这里首先要介绍一下鼠标的一些概念。首先是鼠标的分辨率，鼠标分辨率单位是dpi，即每个英寸可以分辨多少个点。以400dpi的鼠标为例（以下都会使用这个参数的鼠标），理想情况下，用户每移动鼠标1/400英寸，鼠标硬件就可以检测到一个点的位移。第二是鼠标的扫描率，这个参数会影响鼠标的跳帧问题，不过这与我的讨论没有太大关系。在下面讨论中，我假设不存在跳帧问题。最后一个参数是数据更新频率，这是与鼠标接口和鼠标本身都有关的一个参数。例如USB1.1鼠标，数据更新频率是125Hz，PS/2的鼠标为100Hz，而USB2.0的鼠标频率更高。

鼠标数据每一次更新时包含一个数据包，这个包中包含了此次更新间隔中鼠标的每一个轴的位移，这个位移值为一个8bit整数，即每一个轴位移可以在-128到+127之间。

根据以上数据，我们可以计算出鼠标某个轴向的速度。

数据更新频率
鼠标某个轴向速度Vmouse（单位 inch per second)= ---------------------× 此轴位移    （1）
                                                                                                鼠标分辨率

对于400dpi的USB1.1鼠标，如果某一帧鼠标x轴变化3的话，则Vmouse=0.9375，大约是1英寸每秒

3、屏幕位移
我们实际看到屏幕上的鼠标指针移动为屏幕位移。对于一个在1280*1024显示模式下的19英寸4：3显示器，其长边约为15.2英寸，其分辨率（这里指的是dpi）大约为84dpi。此时我们可以计算屏幕指针在某个轴向的速度。

屏幕刷新率
屏幕指针某个轴向速度Vpointer（单位inch per second）=------------------------ ×此轴位移（2）
屏幕分辨率

如果在上面的屏幕上，屏幕刷新频率为75Hz，则某一帧鼠标指针在x轴移动3的话，Vpointer= 2.67，大约2.67英寸每秒。从这个数据和上面物理鼠标位移速度比较可以看出，如果屏幕位移与物理位移比率是1：1的话，指针在屏幕上移动的速度大约是鼠标实际移动速度的3倍。此处写屏幕刷新率是因为windows设计者将屏幕指针刷新频率与屏幕刷新频率挂钩了。

4、鼠标加速度
实际上，由于以上谈到的参数都不是固定的，因此不同情况下这些Vpointer和Vmouse都不一样。如果只有一个固定的物理位移到屏幕位移的比率会给用户带来不适。因而Windows系统要设计一个鼠标加速度函数。

Windows XP设计鼠标加速度函数的目的有以下几点：

为了在不同分辨率的屏幕上能够有效的移动鼠标的同时，保证鼠标能够移动到每个像素上。
平滑鼠标移动
保证加速是基于鼠标整体移动而不是基于单独的轴的移动。
减少选择对象时的鼠标移动，并且可以一个个像素的选择（？这不是和1一个意思吗）
移除鼠标设置中的“高级”按钮。这是由于原来大多数用户不知道如何使用这些设置。
在这种情况下，Windows需要建立起一个物理位移与屏幕位移的转换函数，而且这个函数必须不是纯线性的，为了降低计算复杂度，使用一个基于查表的分段函数比较合适。假设F(Vmouse)=Vpointer / Vmouse。则在鼠标速度比较小的情况下，F(x)<1，这样可以做到使鼠标能够移动到屏幕上的每个像素上。而在鼠标速度比较大的情况下，F(x)>1，这样保证在高分辨率屏幕上鼠标仍然能够高速移动，否则如果如第三节中分析，屏幕位移与物理位移比率是1：1的话，在高分辨率屏幕上人会感觉到鼠标移动的特别慢。

微软的研究人员经过可用性研究后得出了一个用户最希望的Vmouse-Vpointer曲线，见下图

可以看出这个曲线是分段的，在Vmouse较小的时候，曲线斜率较小。在Vmouse较大的时候，曲线斜率较大。由于屏幕坐标为整数，因此每次计算的小数部分都会使用一个变量记录下来，以累积到下一次的计算中。Windows会根据当前的屏幕参数和鼠标参数来调整F(x)，设得到的新曲线为F1(x)

总的计算公式如下：
Vpointer=interger(F1(Vmouse)×(Vmouse+Rn-1)×M) （3）
Rn=remainder(F1(Vmouse)×(Vmouse+Rn-1)×M) （4）
这里的interger表示取整数部分，remainder表示取小数部分，M为windows中固定的放大倍数，为控制面板-〉鼠标-〉指针选项中的鼠标移动速度设定。在这个计算公式中，有一个原则就是在M可取得范围中，如果Vmouse<1，则F1(Vmouse)×M<=1

在实际的Windows系统中，F1(x)是通过查表和插值的到的，如果控制面板-〉鼠标-〉指针选项中的“提高指针精确度”被关闭，则上述计算是通过会被跳过，此时的计算公式是将公式（3）（4）中的F1(Vmouse)去掉而成。

而F(x)中几个分段点为(0,0.43,1.25,3.86,40)，这几个分段点在Windows XP Sp2以及Windows 2003 Sp1中都是正确的。下面是控制面板-〉鼠标-〉指针选项中的鼠标移动速度设定中拖动条从左到右各个值所对应的M

公式中M实际大小拖动条值 1            2          3      4    5     6    7    8   9    10 11
MouseSensitivity           1             2          4      6    8     10 12   14 16   18   20
M值大小                          0.03125 0.0625 0.25 0.5 0.75 1   1.5   2    2.5 3     3.5

5、结论
虽然我没有将微软将F(x)转换到F1(x)的实际公式推导出来，也没有得到F(x)的每一段的具体斜率，但是通过以上的说明，我相信耐心的读者可以通过实验将这些具体数据得到的。

参考材料：
[1] "Pointer Ballistics for Windows XP" http://www.microsoft.com/whdc/device/input/pointer-bal.mspx
[2] MSDN Library April 2005

未经作者同意，请勿将此文用于商业用途。转载本文时，请保留作者信息以及原始链接。

本文来自CSDN博客，转载自：http://blog.csdn.net/liuweili_lwl/archive/2006/04/12/660868.aspx

windows鼠标，物理位移与屏幕位移的计算方法（鼠标加速度）相关推荐

windows屏幕捕捉BitBlt函数鼠标闪烁问题
转自:http://liufan5005.blog.163.com/blog/static/26710173200911291739569/ 我们在用BitBlt函数进行屏幕捕捉时,若传递了CAPTU ...
【鼠标无限移动】鼠标超出浏览器边界，怎么捕捉鼠标移动的方向和位移？
鼠标无限移动朋友问了一个问题,没有鼠标的时候,鼠标超出浏览器边界,怎么捕捉鼠标移动的方向和位移? 这~ 不好说但是朋友让看了一个demo是cesim+XbsjEarth 实现了. 那就研究一下吧 ...
使用Windows XP 的放大镜、屏幕和键盘(转)
使用Windows XP 的放大镜.屏幕和键盘(转)[@more@] 放大镜是针对那些有轻度视觉障碍的用户而设计的,使用放大镜可以使这些用户更容易地阅读屏幕上的内容,下面就来介绍如何使用放大镜. 使用 ...
VLC 屏幕录像时录制鼠标的方法：
目前屏幕录像如果录制鼠标需要: 1,VLC的config.h中加入宏定义:#define SCREEN_MOUSE 重新编译 2,传参时须传入:"screen-mouse-image&qu ...
C#屏幕录制图像处理:(包含鼠标图像录制)
C#屏幕录制图像处理:(包含鼠标图像录制) using System; using System.Collections.Generic; using System.ComponentModel; u ...
【语言-c#】显示设置-设置了缩放比列后，如何处理鼠标光标位置和屏幕大小
问题描述 C#获取屏幕尺寸与位置与实际屏幕尺寸位置不一致使用System.Windows.Forms.Screen.PrimaryScreen.Bounds获取的边界是 1536*864 而使用微信 ...
linux和windows共享鼠标,synergy-两台电脑Linuxwindows共享一套鼠标键盘
synergy-两台电脑共享一套鼠标键盘-Linux&windows详细教程前些天,我把自己的台式电脑搬到实验室,与实验室里分配给我的电脑一起用.为了方便使用,我尝试了下用软件的方法实现两台 ...
如何在Windows 8中更改登录屏幕的颜色
Nearly every component of Windows 8 can be customized to suit your needs, some settings however are ...
标准配置的Windows平台上潜在可用屏幕区域
经常在windows开发网站的朋友,在开始设计网站时,最需要知道的就是一个图片的大小和尺寸.我本人也是在windows上玩弄了几年的,虽然没有什么正规的证书之类的,但是自己对windows的东西,一些 ...

windows鼠标，物理位移与屏幕位移的计算方法（鼠标加速度）

windows鼠标，物理位移与屏幕位移的计算方法（鼠标加速度）相关推荐

最新文章

热门文章