问题

罗技是如何做到鼠标滚轮可以在无阻尼和有阻尼间切换的?

回答
罗技鼠标滚轮在无阻尼和有阻尼之间切换的技术,其实是一种非常精巧的机械和电子联动设计,它并没有什么特别神秘的地方,但组合起来却能带来非常出色的用户体验。我们不妨一层层地剥开来看。

核心在于那块“飞轮”和它的“制动器”

首先,我们要明白,鼠标滚轮在“无阻尼”和“有阻尼”状态下的根本区别是什么。

无阻尼(自由旋转): 这种状态下,你拨动滚轮,它就像一个真的飞轮一样,一旦转起来,就能连续旋转很长一段时间,你可以用手指轻轻拨动一下,它就会自己“嗖嗖”地转好多圈。这在浏览长文档或网页时,可以让你快速地向下或向上滚动大段内容。
有阻尼(分段感): 这种状态下,你拨动滚轮,会感觉到一种清晰的、有节奏的“咔哒咔哒”的反馈。每一次转动,都像是在跨越一个小台阶,提供了明确的定位感。这种状态更适合在精细地调整文档行距、音量或者游戏中的选项时使用,每一次刻度都代表一个具体的动作。

那么,罗技是怎么实现这种“自由”与“束缚”的切换呢?关键就在于滚轮下方,或者说与滚轮直接咬合的那个部分,藏着一个巧妙的机械结构,我们姑且称之为“飞轮组件”。

第一层:传统的“刻度感”——弹簧片和齿轮

所有能分段的滚轮,其基础都是利用一些有弹性的金属片(或者类似材料)和齿轮来制造出阻尼感。当你拨动滚轮时,滚轮上的齿会与这些弹簧片接触,每次齿轮“跳过”一个弹簧片,就会产生一个“咔哒”的声音和触感。这是最基本的有阻尼体验。

罗技的进步之处在于,他们不仅仅满足于此,而是要在此基础上增加一个“不那么”有阻尼的模式。

第二层:驱动“无阻尼”的秘密武器——电磁铁或伺服电机(根据型号不同)

这里的切换,说到底还是要改变滚轮与阻尼结构之间的“作用力”。要做到无阻尼,最直接的方法就是让滚轮在大部分时间里“脱离”那个产生阻尼的结构,或者至少让那个结构对滚轮的阻力降到最低。

电磁铁的玩法: 一些早期的、或者更偏向机械设计的罗技鼠标,可能是利用了电磁铁的原理。在滚轮的某个关键位置,有一个可以通过电流控制吸附力或排斥力的电磁铁。当需要无阻尼模式时,电磁铁可能被激活,产生一个力,将滚轮稍微“推离”那个产生阻尼的齿轮/弹簧片组合,或者至少将弹簧片“压住”,使其不再轻易与滚轮齿发生接触。反之,当需要有阻尼时,电磁铁关闭,让弹簧片恢复弹性,重新与滚轮齿产生接触,形成分段感。
微型伺服电机的玩法(更普遍,也更智能): 很多现代罗技鼠标,特别是那些带有“智能滚轮”或“无限滚动”功能的型号,采用了更先进的微型伺服电机或者步进电机。

核心组件: 在滚轮轴的下方,有一个非常小的、高精度的电机。这个电机并不是直接驱动滚轮的转动(我们拨动时还是靠手),而是控制着一个“离合器”或者说是“耦合器”。
离合器/耦合器: 这个耦合器通常由一个带有斜面或者特殊形状的部件构成,它与滚轮轴是连接在一起的。在它旁边,还有一个同样带有斜面或与之咬合的另一个部件,这个部件是连接到产生阻尼的齿轮/弹簧结构上的。
工作原理:
有阻尼模式: 当你选择有阻尼模式时,微型电机可能驱动这个耦合器的一个部分稍微移动,使得两个咬合部件紧密地“锁死”在一起。这样,滚轮轴的转动就会直接带动产生阻尼的齿轮结构,产生“咔哒咔哒”的段落感。
无阻尼模式: 当你切换到无阻尼模式时,微型电机就会精确地驱动耦合器,让这两个咬合部件稍微“松开”或者“分离”。这样一来,滚轮轴就可以自由旋转,而不会带动产生阻尼的齿轮结构,从而实现了那种顺滑的无限滚动效果。

第三层:切换的触发和控制——物理按键与软件/固件

最后,实现这种切换的“开关”在哪里呢?

1. 物理按键: 大部分罗技鼠标都会在鼠标的某个位置(通常是滚轮上方或后方)设置一个专门的物理按键。这个按键就是用来切换滚轮模式的。
2. MCU (微控制器单元): 鼠标内部有一个小型的芯片(MCU),它负责接收来自物理按键的信号。
3. 固件/驱动程序: 这个MCU内部运行着罗技的固件程序。当按键被按下时,MCU就会根据预设的逻辑,向上面提到的电磁铁或微型伺服电机发送指令,控制耦合器的工作状态,从而实现滚轮模式的切换。
4. 软件配合(可选): 在更高级的型号上,罗技的G Hub或Options软件还可以让你自定义滚轮的灵敏度、甚至设定在特定应用程序下自动切换模式,这一切都是通过软件与鼠标MCU的通信来实现的。

总结一下这个过程:

当你按下鼠标上的模式切换键,这个动作首先被鼠标内部的微控制器(MCU)捕捉到。MCU随后会向控制滚轮下方“飞轮组件”中那个关键的驱动单元(电磁铁或微型电机)发出指令。

如果指令是切换到 有阻尼 模式,驱动单元会调整一个机械耦合器,让滚轮轴与滚轮内部的带有齿的阻尼结构紧密啮合,每次转动滚轮,都会通过弹簧片和齿轮的互相作用,产生清晰的段落感。
如果指令是切换到 无阻尼 模式,驱动单元就会改变耦合器的状态,让滚轮轴与阻尼结构“分离”,滚轮就可以像一个真正的飞轮一样,顺滑地、毫无阻碍地连续旋转,直到它自己慢慢停止。

整个过程是电子信号控制机械结构的巧妙配合,通过精密的机械设计和电子元器件的集成,最终实现了滚轮在两种截然不同手感之间的自由切换。这不仅仅是简单的“开关”,更是一种对用户体验的深度打磨。

网友意见

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这得细分一下。

罗技的“无阻尼滚轮”,大致可以分成三挡:

入门的是单MicroGear,手动切换,见于G系列办公鼠标(滑稽)、M705、M720这类中档办公鼠标。

然后是顶级的完全体:MicroGear+SmartShift,一直以来就是旗舰办公鼠标专属,没记错的话最早是大革命搭载,现在在MX Master/Anywhere这个级别的旗舰办公鼠标上一直到2S这一代都是这类滚轮。

最新进化则是MagSpeed,算是MicroGear+SmartShift的接棒者,搭载在MX Master/Anywhere 3上。


首先,罗技的无阻尼滚轮必定是光栅滚轮,光栅滚轮是通过一个带“轮辐”的轮子遮断光线来计数的。这些“轮辐”同时也就是光栅滚轮段落感的来源,用一个小铁丝抵住轮辐就可以了。滚轮转动的时候刮擦铁丝,就可以形成滚动的段落感,最低端的M90、中档的M585/590、M720都是这种机构。区别就是M720多了一个按钮,按钮按下的时候,一个小杠杆可以将铁丝拨开,使它和轮辐脱离接触,这时候轮辐就可以自由滚动。

罗技的G102、GPW等游戏鼠标的原理不同了,使用的不再是光栅而是机械编码器,这类滚轮的段落感来源就是编码器本身,而且是不可调的,这类滚轮就无法做MicroGear了。

再说SmartShift。

SmartShift滚轮的基本结构和手动切换的MicroGear相似,区别就在于执行“拨开铁丝”这一操作的不是一个连接机械按钮的杠杆机构,而是由一个小电机执行的。在上图当中就是左侧这一小坨子。

既然迈进了机电领域,做自动化也就手到擒来了。MX Master 2S同样有一个切换按钮,但是按下去就会发现底下是一个微动开关,而不是机械按钮。同时,通过软件还可以实现最重要的SmartShift功能,即滚得快自动进入MicroGear,这就是算法层面控制的了。

最后是MagSpeed。

MagSpeed从根上就已经不再是机械式MicroGear的原理了。

MagSpeed的基本原理是电磁铁。在MagSpeed的内圈,铺了一圈铁磁性材料,在滚轮内还有一对磁铁,其中一个为永磁体,另一个为电磁铁。电磁铁通电后磁场强度与永磁体相仿,但是通过控制电流方向,可以调整电磁铁的极性——关键就在这里。

在段落滚动的模式下,电磁铁与永磁铁极性相同,这时候两者就相当于一块大磁铁。在电磁铁与永磁体两端还有一小块铁磁性材料,带有和滚轮内圈相似的棘状结构。当两个突起互相靠近的时候,就会因为磁力而产生一节“段落感”。而当切换到无阻尼状态的时候,电磁铁内的电流会换一个方向,电磁铁与永磁体的极性相反,这时候,磁力线会被约束在滚轮芯部,对外圈的铁磁体不产生磁力,外圈就可以自有滚动了。

写到这里才找到一张图,非常清晰地解释了MagSpeed的工作原理:

由于MagSpeed完全是通过电磁控制,里面没有任何机械结构,因此在启动、刹停的时候不会有机械式SmartShift那种“咔咔”的声音和震动。在段落模式下滚动手感也非常柔和,几乎没有声音,使用感觉非常不错。唯一的问题是目前罗技还没有给MagSpeed配上四向滚轮。在MX Master 3倒不是问题,因为有拇指横滚轮,但是在MX Anywhere 3上这就导致了相对2S的功能上的退化了。

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