Sensor core что это
Датчики современных смартфонов
Владимир Нимин
Продолжаем разбираться в устройстве смартфона. В прошлый раз смотрели экраны, а сегодня поговорим про датчики.
Акселерометр, также называют G-сенсор. Официальное определение гласит, что это устройство, измеряющее проекцию кажущегося ускорения. А если простым языком, то акселерометр помогает смартфону определить положение в пространстве, а также расстояние перемещения. Основные функции акселерометра:
Акселерометр – это громоздкое устройство, внутри которого находится инертная масса, реагирующая на все перемещения. Такой вариант для смартфона не подходил, поэтому придумали чип, имеющий кристаллическую структуру, пьезоэлектрический элемент и сенсор ёмкостного сопротивления. Когда смартфон перемещается/вращается, то пьезоэлектрический элемент выдаёт разряды, а сенсор их интерпретирует, таким образом определяя положение и скорость.
Акселерометр – базовый датчик, который есть в любом, даже самом дешевом, смартфоне. Хотя это на удивление технически сложный продукт. В смартфонах акселерометр понимает движения по 3 осям. Третья нужна для 3D позиционирования. К слову, акселерометр есть и во всех современных автомобилях, но там он обычно двухосевой (ибо автомобиль не крутится в воздухе).
Не все акселерометры одинаковые. Их делают из разных материалов. Соответственно, некоторые более чувствительные, некоторые менее.
Гироскоп – это один самых классных датчиков, о полезности которого для смартфонов долгое время никто не подозревал, пока на сцену не вышел Стив Джобс и не объяснил, как оно должно быть. Посмотрите презентацию этой шикарной функции, и как зал взорвался от восторга.
Не следует путать гироскоп и акселерометр. Эти датчики частично дублируют и дополняют друг друга. Гироскоп также служит для отслеживания положения устройства в пространстве, но он делает это путем определения собственного угла наклона относительно земной поверхности. Это очень важно, так как это означает, что в условиях нулевой гравитации, вы не сможете поиграть в Asphalt 9, используя в качестве управления наклоны устройства. Будьте внимательны!
Гироскоп (в отличие от акселерометра) не может измерять проделанное расстояние, зато гораздо точнее определяет положение в пространстве. Для понимания посмотрите, пожалуйста, видео со Стивом Джобсом выше. Начиная с времени 1:10 Джобс показывает, как определяет положение объекта в пространстве акселерометр и как гироскоп.
Обычно в современных смартфонах оба датчика работают в тандеме. Гироскоп важен для игр, дополненной реальности, а также ряда других приложений. Нередко в дешевых смартфонах производитель предпочитает экономить на гироскопе.
Датчик приближения (proximity sensor). Как видно из названия, это датчик, который помогает определить наличие перед ним объекта. Самый простой пример – это отключение экрана, когда смартфон подносят к уху. Также датчик приближения исключает фантомные включения экрана, когда смартфон находится в сумке или кармане. Такой датчик может сам или в комбинации с фронтальной камерой отслеживать движения рукой над экраном для выполнения каких-либо функций. Например, пролистывание странички в браузере и тому подобное. Существует множество технологий датчика приближения. Он может работать по типу радара, сонара, эффекта Доплера, есть инфракрасный датчик приближения, а иногда ставят и фотоэлемент.
Базовый датчик приближения, отключающий экран при поднесении к уху, есть, кажется, уже во всех смартфонах. Но продвинутость датчика можно оценить по наличию дополнительных функций.
Датчик освещения – здесь всё просто и понятно. Такой датчик помогает автоматически выставить яркость экрана. Датчик освещения уже считается базовым датчиком, но в дешевых смартфонах на нем могут сэкономить. И тогда придется каждый раз выставлять яркость вручную.
Современный датчик освещения обычно работает в комбинации с ИИ смартфона. Например, если датчик выставил определенную яркость, а вы его вручную поправили, то смартфон возьмёт на заметку и в следующий раз самостоятельно сделает экран поярче. Соответственно, всегда давайте датчику освещения освоится и подстроиться под ваши привычки прежде, чем осуждать его работу.
Датчик Холла – один из самых таинственных датчиков в смартфоне, ибо мало кто знает, зачем он нужен. Датчик, основанный на, так называемом, эффекте Холла, фиксирует магнитное поле и измеряет его напряженность. Говоря языком физики: электроны в проводнике всегда перпендекулярны (угол 90 градусов) направлению магнитного поля. Плотность электронов на разных сторонах проводника будет отличаться, возникает разность потенциалов, которую и фиксирует датчик Холла.
Но в смартфонах используется упрощенный датчик Холла, фиксирующий только наличие магнитного поля.
Обычно датчик Холла нужен для дополнительных аксессуаров. Например, именно он включает экран iPad, когда пользователь снимает магнитный чехол. Кстати, в этой функции датчик приближения вполне может подменить датчик Холла.
Также датчик Холла работает в паре с компасом, делая работу последнего более точной.
Компас (магнитомер) – это очень важный датчик, даже если вы не занимаетесь спортивным ориентированием. Именно компас отвечает за то, что на Google Maps пользователь видит не просто точку, а стрелочку, указывающую в какую-сторону вы смотрите.
Когда компас откалиброван, то отображение направления узкое. Чтобы откалибровать компас, откройте карты Google и крутите смартфон «восьмеркой»:
Барометр – обычно наличием подобного датчика могут похвастаться только флагманы. Барометр ассистирует GPS и помогает определить высоту. Наличие такого датчика полезно, так как на Google Maps уже появляются схемы зданий, и барометр определит на каком этаже вы находитесь. Также барометр используется в приложениях, определяющих физическую активность. Суть такая же: определить, сколько этажей вы прошли.
Датчик влажности – когда-то такой датчик был в Samsung Galaxy Note 4, а потом Samsung от него отказались. Роль очевидная. Датчик определяет уровень влажности.
Датчик сердцебиения/датчик кислорода в крови – ещё один фирменный датчик от Samsung, но он есть и во многих фитнес-браслетах. Работает совместно с LED-вспышкой. Прикладываете палец, LED светит вам свозь палец, а датчик измеряет, как отражаются световые волны. Волны отражаются по-разному в зависимости от пульса: кровеносные сосуды, то сужаются, то расширяются. По этому же принципу работает и функция определения кислорода в крови.
GPS – глобальная система позиционирования. По сути, это даже не датчик, а наличие у смартфона возможности коммуницировать со спутниками благодаря или отдельному, или мульти-чипу, поддерживающему сразу несколько систем. Сейчас у каждой развитой страны, есть своя система спутников. ГЛОНАСС в России, Galileo в Европе, BDS (или BeiDou) в Китае, QZSS (или Quasi-Zenith Satellite System) в Японии. Можно скачать программу GPS Test, которая покажет, какие спутники видит ваш смартфон. Например, на скриншоте ниже отображаются флаги GPS, ГЛОНАСС и Galileo.
GPS прекрасная технология, но медленная (пока там все спутники найдешь и опросишь) и потребляющая много энергии и хорошо работающая на открытой местности, поэтому была придумана ещё A-GPS (Assisted GPS). Принцип основан на том, что пока GPS ищет спутники, смартфон успевает опросить сотовые вышки, Wi-Fi сети, Bluetooth устройства на предмет местонахождения. Таким образом существенно увеличивается время «холодного» старта, а также снижается расход энергии.
Двухдиапазонный GPS. Поддержка этой опции появилась в устройствах начbfz с Android 7 и старше. iPhone так не умеет.
Обычно спутники посылают два сигнала: грубый и точный. Если говорить про GPS, то это каналы L1 и L5, а у Галилео это E1 и Е5. L1 – это грубый канал. В городе любой сигнал достигает до спутника не только напрямую, но и отражаясь от сторонних объектов (например, зданий), то есть к спутнику прилетает сразу несколько сигналов. Соответственно, и возвращается он также не один, и образуется примерная область нахождения, где все вернувшиеся сигналы пересекаются. Ещё есть точный канал L5. Этот канал гораздо меньше подвержен искажением, так как работает по принципу: Первый достигший спутника сигнал и есть верный (ведь он идет по самому короткому пути, а не через отражения), а остальные можно игнорировать.
Раньше L5 принадлежал только военным и спец объектам, но теперь спутников в небе стало много, и L5-спутников хватит на всех, поэтому было решено поделиться.
Вместо заключения
Счётчик Гейгера – самый неожиданный датчик, правда? Это японская тема. И насколько есть информация в интернете, такой датчик был только в телефоне Sharp Pantone 5, который вышел после аварии на атомной станции Фукусима-1.
Современный смартфон должен иметь на борту: акселерометр, гироскоп, датчик приближения и освещения. Также обязательно наличие компаса. Если без гироскопа можно обойтись, то точка на карте без направления раздражает. A-GPS уже есть во всех смартфонах. Отлично если GPS будет работать в двух диапазонах. Шикарно, если будет барометр.
Параметры сенсоров мышей и игровых мышей
Содержание
Содержание
Игровые мыши — это огромный мир периферийных устройств, который по-своему интересен: он удивляет техническими рекордами, новыми разработками и постоянным развитием эргономики. Несмотря на большое количество материалов на эту тему, сенсорам уделяется не так много внимания. Именно поэтому речь сегодня пойдет только о сенсорах.
Оптическая светодиодная мышь чаще всего выбирается для работы — она самый частый гость в офисах. Оптическая лазерная мышь — выбор профессиональных геймеров. Вообще главное отличие геймерской мыши от простой заключается не в уникальном дизайне и даже не в типе сенсора, а в характеристиках устройства.
Сегодня в продаже можно встретить устройства с максимальным разрешением датчика от 300 до 24000 dpi, но большая часть мышей имеет максимальное разрешение, которое не превышает 5000 dpi. Почему же так происходит? Давайте разбираться.
Принцип работы, разбираемся в тонкостях
Сердцем любой компьютерной мыши является сенсор. На сегодняшний день самыми распространенными являются два типа устройств— оптическая светодиодная и оптическая лазерная мышь. В основе первого типа устройств лежит стандартный светодиод, во втором случае — инфракрасный излучатель (лазер).
Инфракрасный лазер оптической лазерной мыши
Игровые мыши чаще всего оснащаются инфракрасным лазерным излучателем — такие устройства отличаются высочайшей точностью и предельной скоростью реагирования. Разрешение сенсора у игровых мышей может достигать рекордных значений.
Видна часть оптического датчика светодиодной мыши
Что касается оптических светодиодных мышей, то они отличаются умеренной точностью, работают относительно быстро, без задержек и для своих целей вполне оправданны.
Оптико-светодиодный сенсор
В бюджетных устройствах используются оптические сенсоры с диодами красного цвета, так как подобные излучатели являются самыми доступными в производстве. Диод-излучатель, под специальным углом, излучает свет, который формирует тени на поверхности стола/коврика. Сенсор оснащается камерой низкого разрешения, которая покадрово фиксирует тени в микронеровностях. Каждый полученный кадр преобразуется в систему координат, которая позволяет точно воспроизвести месторасположение мыши в пространстве.
Как работает сенсор оптической светодиодной мыши
Для тех, кому интересен процесс работы сенсора подробнее, рассмотрим его детальнее. CMOS камера с высокой скоростью (несколько тысяч снимков в секунду, в зависимости от производителя и модели мыши) фотографирует маленькие участки коврика или другой поверхности. Полученный кадр делится на квадраты — каждому из них присваивается средний показатель яркости. Например: от 0 до 70 единиц, где 0 — черный, а 70 — самый яркий белый участок. Одновременно формируется подобие мозаики, которая состоит из огромного числа таких квадратиков.
Рабочая поверхность в представлении процессора мыши
Один такой квадрат является тем самым count или отсчетом, который указывается в качестве единицы измерения разрешения сенсора. Все считываемые изображения накладываются друг на друга, но со смещением. Обработку отснятых кадров осуществляет процессор устройства. Каким именно образом происходит обработка, зависит от производителя мыши — алгоритмы являются закрытыми и запатентованными.
Все полученные кадры сопоставляются друг с другом — в итоге CPU мыши идентифицирует величину/вектор передвижения устройства. Затем все данные трансформируются в координатную систему, вычисляются и передаются уже в систему компьютера.
Мышь с оптическим сенсором. Хорошо виден свет от красного излучателя
Лазерно-инфракрасный диод
Лазерно-инфракрасный диод используется в мышах с лазерным сенсором. Благодаря передаче луча прямо на процессор (илл. ниже), достигается высочайшая точность измерений. Инфракрасное излучение точнее фокусируется на плоскостях, которые содержат большое количество неровностей.
Схема работы оптической светодиодной и оптической лазерной мыши
Лазерная мышь эффективно взаимодействует с любым типом поверхности, включая глянцевые, стеклянные, основания. Кроме этого мыши с лазерным сенсором отличаются низким уровнем энергопотребления.
Лазерная мышь практически не чувствительна к типу поверхности
Что такое интерполяция
Интерполяция — это пропуск кадров. Интерполяция активируется, когда микроконтроллер вынужден угадывать значения датчика в оси координат, вместо того, чтобы иметь «реальные» значения положения мыши в пространстве. Пропуск кадров происходит в двух случаях.
Первый — если датчик отслеживает значения, которые превышают его диапазон по умолчанию (нейтральный диапазон).
Второй случай — если данные приемника-датчика и микроконтроллера не синхронизированы, либо — если сервисный интервал возвращает ошибку, сброс или нулевые данные. Последнее происходит, когда события ESD содержат недопустимые адреса, например — в случае поломок микроконтроллера.
Основные параметры сенсоров
К основным параметрам сенсоров можно отнести: разрешение, время отклика, максимальное ускорение.
Сенсор мыши — именно этот компонент определяет точность и трекинг.
Разрешение сенсора обозначается как DPI или CPI — эти аббревиатуры используются для обозначения количества точек на дюйм. Чем больше разрешение сенсора, тем продолжительнее расстояние, которое пройдёт курсор на экране, по отношению к пути мыши на рабочем основании.
G403 — предельная точность и скорость в играх. Высочайшее разрешение обеспечивается лазерным сенсором HERO 16K
Сенсор мыши определяет точность и трекинг. К основным параметрам сенсоров можно отнести разрешение и время отклика.
Как меняется разрешение: современные игровые мыши позволяют менять разрешение не только программным образом, но и при помощи кнопок, которые находятся на корпусе устройства. Последний способ предпочтительнее, так как разрешение можно менять на лету — за считанные секунды, что особенно актуально в играх. Программно менять разрешение можно при помощи специализированных утилит или путем задействования различных макросов.
Как измеряется: разрешение сенсора измеряется в DPI или CPI — эти характеристики используются для обозначения количества точек на дюйм и количества считываний на дюйм, соответственно. Если быть скрупулезным и более точным, то измерять разрешение сенсора нужно только в CPI, так как мы измеряем именно число считываний, а не число точек.
На что влияет: разрешение определяет перемещение устройства по рабочему основанию. Максимальное значение разрешения позволяет понять, какое минимальное движение мыши будет зафиксировано и считано самим устройством.
G PRO — один из королей геймерской периферии. В основе — всё тот же HERO 16K. Мышь улавливает количество точек в диапазоне от 100 до 16000 dpi. Идеальный выбор для профессиональных геймеров
Частота опроса или время отклика — еще один важный параметр для игровых мышей. Чем меньшее время отклика, тем быстрее мышь будет «откликаться» на действия игрока, наприме — в динамичных шутерах. Современные игровые мыши обладают временем отклика, которое варьируется в пределах миллисекунды. Частота опроса или время отклика — это характеристика, которая показывает насколько часто контроллер устройства сравнивает данные о текущем местоположении с исходным расположением.
Чем выше опросная частота, тем плавнее будет передвигаться курсор мыши на экране. Измеряется опросная частота в Герцах. Чтобы было понятнее, как эта характеристика влияет на отклик, приведем пример: при частоте опроса 500 Гц отклик будет составлять около двух миллисекунд, при опросе 1000 Гц — уже около одной миллисекунды. Следовательно, при частоте опроса в 500 Гц мышь будет ощущаться острее, а при 1000 Гц — более плавно.
Таким образом, частота опроса — это характеристика, которая показывает, как часто процессор опрашивает матрицу (или, проще говоря, как часто он делает фото подложки).
Какие бренды пользуются наибольшим доверием
В условиях высочайшей конкуренции современные сенсоры практически не отличаются — наращивать, например, ту же мощность уже нецелесообразно. Даже если производитель использует какие-то собственные наработки — кастомные линзы или модернизированную прошивку, заметить это без специализированных тестов не сможет даже опытный геймер.
Сенсоры современных игровых мышей изготавливают множество производителей. Лучше выбирать сенсоры проверенных брендов. К ним можно отнести сенсорные модули следующих производителей:
● Pixart;
● TrueMove3;
● HERO;
● Mercury.
Модельные линейки сенсоров от значимых брендов
Вышеуказанные сенсоры используются при производстве многих популярных игровых мышей. Так сенсоры Pixart (серии 3389, 3390, 3391, 3366, 3361, 3367 3360, 3310, 3330, 3988) используются при создании мышей Razer, включая Naga Trinity, DeathAdder Elite. Сенсоры Pixart также используются в устройствах Lancehead, Pulsefire FPS Pro, Corsair IronClaw RGB, Asus ROG Gladuis, SteelSeries Rival 300. Вообще большинство геймерских мышей оснащаются именно сенсорами Pixart.
В основе DeathAdder одноименный сенсор с разрешением 6400 DPI. Бюджетный, но практичный вариант для любых игр
Сенсоры Mercury используется при создании мышей Logitech G102. Сенсоры HERO используется при создании мышей G502 HERO, G Pro Wireless и G502. Сенсоры TrueMove3 нашли применение в устройствах Rival, включая 650 Wireless и проводные мыши Rival 310, 710, 600. Также сенсорами TrueMove комплектуется мышь Sensei 310 производителя SteelSeries.
Заключение
Сегодня возможности игровых мышей практически сравнялись. Разницу можно ощутить лишь между светодиодными и лазерными устройствами. Для современной игровой мыши главной характеристикой является скорость и ускорение. Разрешение сенсора уже отошло на второй план. Выбирая геймерскую мышь нужно обратить внимание на производителя сенсора — лучше выбирать устройства в основе которых лежат проверенные разработки Pixart, TrueMove3 и HERO.
В чем разница Structure Core и Structure Sensor Pro (Mark II)?
11 августа 2021
На смену какое-то время существовавшему Mark II пришел Structure Sensor Pro, который построен на той же базовой платформе, что и Structure Core. В частности, он добавляет поддержку устройств iOS и Structure SDK для iOS, при этом Structure Core и Structure Sensor Pro созданы для разных целей.
Structure Sensor Pro разработан для использования в продуктах iOS с надежным Structure SDK и множеством приложений, поддерживающих его. Mark II и связанный с ним Structure SDK специально разработан для сканирования предметов, одежды, людей, животных и других пространственных сущностей, предоставляя конечному пользователю или разработчику очень обширный функционал.
Structure Core создан для встраиваемых решений, таких как робототехника, AR / VR и автономные дроны. Structure Core разработан для специалистов по компьютерному зрению, которые смогут раскрыть весь потенциал сенсора. Комплект для разработки ПО, входящий в состав Structure Core, ориентирован на необработанные данные глубины и не включает высокоуровневые функции, такие как, например, сканирование трехмерных объектов.
Хотя Structure обновили их программное обеспечение для 3D-сканирования Skanect для работы с Structure Core, оно должно быть привязано к компьютеру с помощью кабеля USB-C, в то время как при использованиия Structure Sensor Pro это не требуется.
Различия Structure Sensor Pro и Structure Core:
SensorCore
SensorCore is the name for a technology developed by Nokia (now Microsoft) in conjunction with Qualcomm for the modern line of Lumia Windows Phones. The SensorCore technology is both hardware and software based, with custom APIs.
Microsoft announced SensorCore on April 4 during Build 2014 as part of the Lumia Cyan and Windows Phone 8.1 update. SensorCore grew out of and replaced Motion Monitor, a beta app released by Nokia in December 2013.
The goal of SensorCore was to enable smartphones to collect information from its sensors without affecting battery life. Everything from steps (pedometer), motion, GPS data, and time is recorded to the phone. As a result, users do not need to wear a bracelet or wearable to keep track of their health and activity levels.
Apps, including third party ones, can access this information through the SensorCore SDK. These apps could, in theory, count steps, activity intensity, and calculate amount of burnt calories. Alternatively, developers can make an app that visualizes your movement spanning back ten days (the limit of data collected and stored by SensorCore on the phone).
SensorCore is controlled via the Motion Data section under the phone’s Settings. There, users can enable or disable the collection of data with a simple toggle switch. Users can also delete all the previously collected data with a touch of a button.
Currently, only the following Lumia phones support SensorCore, which is dependent on newer Qualcomm Snapdragon chipsets (400 through 8xx series):
MSN Health & Fitness is the first first-party app to support SensorCore, letting users see how many steps they have accumulated. Information from the app can be displayed via the app’s Live Tile.