광학식과 레이저식, 어느 마우스가 더 좋나?
지난 기사를 통해 우리가 뭉뚱그려서 광마우스라 부르는 마우스는 어떤 빛을 이용해 움직임을 인식하느냐에 따라 세부적으로 ‘광학식’, ‘IR LED식’, ‘BLUE LED식’, ‘레이저식’으로 나눌 수 있다고 설명했다. 그리고 각 방식에 따른 성능 차이도 함께 소개했다. 이뿐만이 아니다. 연관 기사로 각 방식을 채용한 마우스 제품까지 소개하며 알맞은 방식의 제품을 고를 수 있도록 가이드까지 진행했다.
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그런데, 이걸로는 부족했는지 좀 더 구체적으로 설명해달라는 요청이 있어, 이번 기사를 준비해 보았다. 조금 더 깊숙이 들어가서 작동하는 원리를 바탕으로 설명하겠다.
최근 출시되는 마우스는 광학식, 그리고 레이저식이 대부분이다. 두 방식 모두 빛을 이용해 마우스의 움직임을 추적한다는 점은 공통이지만, 광학식은 LED의 빛과 광학 센서를 이용해 마우스 움직임을 추적하고 레이저식은 정밀한 레이저 빛과 레이저 센서를 이용해 움직임을 추적한다는 점에서 차이가 있다.
사용 환경, 사용자의 취향에 따라 광학식과 레이저식 마우스는 각각 장단점을 수반한다. 사실 객관적인 성능보다 어쩌면 사용 환경, 사용자 취향이 광학식과 레이저식 마우스 중 어느 한쪽을 고르게 만드는 가장 큰 원인일지도 모른다. 그래도 일단 기사에서는 정확도, 민감도, 작동 면, 가격 등 객관적인 지표를 통해 두 방식을 설명할 예정이다.
혼동을 피해 덧붙이면, 기사에서 표현한 ‘광마우스’는 볼마우스와 대비되는 개념으로 빛을 이용해 마우스 움직임을 파악한다는 방식의 마우스를 의미하며, ‘광학식’은 광마우스 중에서 LED의 빛과 광학 센서를 이용하는 마우스 타입을 의미한다.
세줄 요약
- 광학식 마우스는 제품 종류가 많고, 가격이 비교적 저렴하다.
- 불규칙하거나 거친 바닥 면에서 높은 성능을 발휘하지만, 유리 위 등 매끄러운 곳에서는 사용할 수 없다.
- 정확도, 민감도, DPI는 레이저식보다 낮지만, 실생활에서 크게 체감되지는 않는다.
광마우스의 기본 작동 원리
일단 본격적인 비교 전에, 마우스가 어떤 원리로 작동하는지를 살펴보자. 과거에는 마우스 바닥에 설치된 철공(고무로 코팅)의 움직임을 롤러가 감지해 좌표 이동을 계산하는 볼마우스도 있었지만, 2000년대 후반에 들어서면서 유선, 무선 마우스를 막론하고 빛을 이용해 마우스의 움직임을 추적하는 광마우스가 대세가 됐다.
광마우스의 모든 회로 기판에는 방출기(emitter)와 상보형 금속산화물 반도체(Complementary Metal Oxide Semiconductor, CMOS, 전자기기용 집적회로의 한 종류) 센서가 탑재된다. 그리고 방출기가 빛을 내뿜으며 마우스는 동작을 시작한다.
❶ 광원에서 생겨난 광자가 바닥 면과 접촉하며 바닥 면을 환하게 비춘다. 그리고 CMOS 센서는 환해진 바닥 면의 정보(깊이, 굴곡)를 파악하기 시작한다. 이 과정을 통해 센서는 바닥 면의 모든 세부 정보를 데이터로 파악한다. 참고로 이 과정에서 센서가 바닥 면 정보를 얼마나 자주 파악하는 나타내는 수치가 fps(frame per second)다.
❷ 마우스가 움직이면 CMOS는 다시 바닥 면의 세부 정보를 파악한다. 그리고 이전과 달라진 바닥 정보를 얻게 되면 DSP(Digital Signal Processor)가 움직이기 전과 움직인 후의 바닥 면 정보를 비교한 후(계산한 후) 새로운 마우스 위치를 분석해낸다.
❸ 마우스의 물리적인 움직임은 이런 과정을 거쳐 위치 데이터로 변환되어 시스템(보통은 PC 본체)으로 보내진다. 그리고 시스템은 수신한 데이터를 바탕으로 마우스 커서를 움직인다.
설명은 길지만, ❶, ❷, ❸의 과정은 많으면 1초에 수천 번씩 이루어진다. 참고로 이 과정에서 위치 데이터로 변환된 정보를 시스템으로 얼마나 자주 보내는지를 나타내는 수치가 폴링 레이트(Polling Rate)다.
광학식 마우스의 원리
우선 아래의 사진을 보자. 이 사진은 광학식 마우스의 작동 원리를 그림으로 간략화한 것이다.
광학식 마우스의 회로 기판에는 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED) 부품이 자리해 있다. LED의 빛을 통해 광자가 바닥 면으로 방출되고, 이로 인해 밝아진 바닥 면을 광학 센서가 이미지로 포착한다.
바닥 면의 깊이, 굴곡을 포착하려면 빛이 반사되어야 하므로 유리처럼 투명하거나 매끄러운 바닥 면에서는 광학식 마우스를 사용할 수 없다. 불규칙성, 특유의 질감을 매끄러운 바닥 면에서는 찾을 수 없기 때문이다. 그래서 광학식 마우스를 이런 바닥 면에서 사용하면 어떤 움직임도 기록되지 않는다.
광학식 마우스를 뒤집어 센서에 빛이 들어오는 걸 본 적이 있는가? 과거에는 인식률을 높이기 위해서 빨간색이 뚜렷한 LED 빛을 사용했는데, 요즘에는 센서의 성능이 워낙 좋아져서 LED 빛은 매우 연해졌거나 아예 눈으로 파악이 안 될 정도로 희미해졌다. 최신 광학식 마우스에서 빨간색 LED를 찾기 어려워진 이유다.
광학식 마우스도 충분히 높은 DPI를 제공하지만, 레이저식과 비교하면 상대적으로 낮다. 최신 광학식 마우스는 400DPI에서 시작해 16,000DPI 이상을 지원하는 제품도 있다.
