OSX上的高分辨率和高帧率鼠标坐标?(或者其他解决方案?)

我想在OSX上获得高分辨率和高帧率的鼠标移动。

"High framerate" = 60fps或更高(最好> 120)
"高分辨率"=亚像素值

我有一个opengl视图以显示器刷新率运行，所以它是~60 fps。我用鼠标四处看，所以我隐藏了鼠标光标，我依靠鼠标的增量值。

问题是鼠标事件的帧率太低，值被捕捉到整数(整像素)。这会导致"起伏不定"的观看体验。下面是鼠标增量值随时间变化的可视化图:

    mouse delta X
    ^                xx
  2 |      x    x x     x xx
    | x x x   x             xx x  x x
  0 |x-x-x--xx-x-x-xx--x-x----x-xx-x-----> frame
    |
-2  |
    v

这是一个典型的(缩短的)曲线，由用户将鼠标向右移动一点创建。每个x表示每个帧的deltaX值，由于deltaX值被四舍五入为整数，因此此图实际上非常准确。正如我们所看到的，一帧的deltaX值是0.000，下一帧是1.000，然后再次是0.000，然后是2.000，然后是0.000，然后是3.000,0.000，以此类推。

这意味着视图将在一帧旋转2000个单位，然后在下一帧旋转0.000个单位，然后旋转3000个单位。当鼠标以或多或少恒定的速度被拖动时，就会发生这种情况。不用说，这看起来像垃圾。

那么，我如何1)增加鼠标的事件帧率?2)得到亚像素值?

到目前为止

我尝试了以下方法:

- (void)mouseMoved:(NSEvent *)theEvent {
    CGFloat dx, dy;
    dx = [theEvent deltaX];
    dy = [theEvent deltaY];
    // ...
    actOnMouse(dx,dy);
}

这个很明显。dx在这里是浮点数，但值总是四舍五入(0.000,1.000等)。这就创建了上面的图表。

所以我想，下一步是在鼠标事件进入WindowServer之前尝试点击它们。所以我创建了一个CGEventTrap:

eventMask = (1 << kCGEventMouseMoved);
eventTap = CGEventTapCreate(kCGHIDEventTap, kCGHeadInsertEventTap,
            0, eventMask, myCGEventCallback, NULL);
//...
myCGEventCallback(...){
    double dx = CGEventGetDoubleValueField(event, kCGMouseEventDeltaX);
    double dy = CGEventGetDoubleValueField(event, kCGMouseEventDeltaY);
}

仍然值是n.000，尽管我认为事件触发的速率稍微高一些。但它仍然不是60帧/秒。我还是能看到上面的图表。

我也试过把鼠标的灵敏度设置得很高，然后把我这边的值调小。但OSX似乎增加了某种加速之类的东西——数值变得非常"不稳定"，因此无法使用，而且射击速度仍然太低。

没有运气，我已经开始跟随老鼠事件进入兔子洞，我已经到达了IOKit。这对我来说很可怕。是疯帽子匠。苹果的文档变得很奇怪，似乎在说"如果你这么深入，你真正需要的只是头文件"。

所以我一直在读头文件。我还发现了一些有趣的花边新闻。

在第377行<IOKit/hidsystem/IOLLEvent.h>中有这个结构体:

struct {    /* For mouse-down and mouse-up events */
    UInt8   subx;       /* sub-pixel position for x */
    UInt8   suby;       /* sub-pixel position for y */
    // ...
} mouse;

看，它说亚像素位置!好的。然后在<IOKit/hidsystem/IOLLParameter.h>

第73行

#define kIOHIDPointerResolutionKey      "HIDPointerResolution"

嗯。

总而言之，我觉得OSX了解亚像素鼠标坐标，并且必须有一种方法来读取每一帧的原始鼠标移动，但我只是不知道如何获得这些值。

那我到底想要什么?

在OSX中是否有获得亚像素鼠标坐标的方法?(示例代码?)
是否有一种方法来读取"原始"鼠标增量每帧?(即而不是依赖于事件)
或者，如何获取NXEvents或设置HIDParameters?示例代码?(所以我可以自己更深入地研究这个…)

(这是一个很晚的答案，但我认为对于其他偶然发现这个问题的人来说仍然很有用。)

你试过过滤鼠标输入吗?这可能很棘手，因为过滤往往是滞后和精度之间的权衡。然而，几年前我写了一篇文章，解释了我是如何过滤鼠标移动的，并为一个游戏开发网站写了一篇文章。链接:http://www.flipcode.com/archives/Smooth_Mouse_Filtering.shtml

由于该网站不再处于积极的开发中(并且可能会消失)，这里是相关的摘录:

在几乎所有情况下，过滤意味着平均。然而，如果我们只是简单地计算鼠标移动随时间的平均值，我们就会引入延迟。那么，我们如何在不产生任何副作用的情况下进行过滤呢?好吧，我们还是用平均，但我们会用一些智能来做。同时，我们会给用户对过滤的精细控制，这样他们就可以自己调整了。

我们将使用随时间推移的平均鼠标输入的非线性滤波器，其中旧值对过滤结果的影响较小。

工作原理

每一帧，无论你是否移动鼠标，我们都将当前的鼠标移动放入历史缓冲区，并删除最古老的历史值。所以我们的历史记录总是包含X个样本，其中X是"历史缓冲区大小"，代表最近一次采样的鼠标移动。

如果我们使用历史缓冲区大小为10，并使用整个缓冲区的标准平均值，则过滤器将引入大量延迟。快速鼠标移动在60FPS的机器上会落后1/6秒。在一款快速动作游戏中，这可能会非常流畅，但实际上是不可用的。在同样的情况下，历史缓冲大小为2会给我们带来很少的延迟，但过滤效果很差(玩家的反应很粗糙)。

非线性过滤器旨在对抗这种互斥的情况。这个想法很简单。我们不是盲目地平均历史缓冲区中的所有值，而是用一个权重平均它们。我们从1.0的权重开始。因此，历史缓冲区中的第一个值(当前帧的鼠标输入)具有完整的权重。然后我们将这个权重乘以一个"权重修饰符"(比如……)0.2)，并移动到历史缓冲区中的下一个值。随着时间的推移(通过我们的历史缓冲区)，这些值对最终结果的权重(影响)越来越小。

为了详细说明，使用0.5的权重修饰符，当前框架的样本将具有100%的权重，前一个样本将具有50%的权重，下一个最老的样本将具有25%的权重，下一个将具有12.5%的权重，以此类推。如果你把它画出来，它看起来像一条曲线。因此，权重修正器背后的想法是控制随着历史上样本变老，曲线下降的幅度。

减少延迟意味着减少权重修饰符。将权重修饰符减小到0将为用户提供原始的、未经过滤的反馈。将其增加到1.0将导致结果是历史缓冲区中所有值的简单平均值。

我们将为用户提供两个变量进行精细控制:历史缓冲区大小和权重修饰符。我倾向于使用历史缓冲区大小为10，并且只是使用权重修改器，直到我满意为止。

如果你正在为鼠标使用IOHIDDevice回调，你可以使用这个来获得一个双值:

double doubleValue = IOHIDValueGetScaledValue(inIOHIDValueRef, kIOHIDTransactionDirectionTypeOutput);

存在亚像素坐标的可能性，因为Mac OS X被设计为与分辨率无关。屏幕上2x2硬件像素的正方形可以代表软件中的单个虚拟像素，允许光标放置在(x + 0.5, y + 0.5)。

在任何使用正常1x缩放的实际Mac上，你永远不会看到亚像素坐标，因为鼠标光标不能移动到屏幕上的分数像素位置——鼠标移动的量子正是1像素。

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