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[网罗天下] 科技年轮 | “劈里啪啦”的键盘发展史

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百图阁图友
百图阁图友 发表于 2019-11-3 12:46:03 |阅读模式

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科技年轮 | “劈里啪啦”的键盘发展史

电脑的发展,通常都是进步的,它的速度越跑越快,在历史中往往扮演了一个生产力工具的角色。我们双手接触最多的键盘,却恰恰相反,如今全球通用的QWERTY布局,起初居然是为了降低打字速度而诞生的。究竟是怎么一回事呢?

▌本源便是打字机

很久很久以前书信往来只能依托于提笔写字这种方式,18世纪欧美的商业已经相当发达,每天有各种订货发货单子、商务信件、财务报表,还出现了很多文字工作者。

每天有这么多的文字全得靠手写,费时费力又费墨水,真是太拖节奏了。于是想象力丰富的人们,开始寻思着一种能快速打字的机器。


                               
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其实早在1714年英国工程师亨利·米尔就有一项写字机器的专利,可惜的是并没有留下任何设计图样。英、美、法、意、瑞士等国家都有人造了形形色色的机器,但设计都还不成熟、没有使用价值,也就没能批量生产了。

直到1808年,也就是19世纪初,世界上最早的打字机诞生了。它的发明者是意大利人佩莱里尼·图里,他爱上了一位姑娘,但姑娘却是位盲人,想要写字是无比困难的,为了让心爱的姑娘能够写字,他便亲手制作出了一台机械打字机。


                               
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虽然那台打印机早已不见踪迹,但他的信件,至今保存在意大利勒佐市的档案馆里,被誉西方历史学家誉为“人类文化史上继造纸术、印刷术后的第三项文化工具的发明”。

丹麦哥本哈根的尤尔根斯机械公司把英文打字机首次投入量产,发明人是一位名叫马林·汉森的神父。在古往今来的文化作品中,神父一职真的是无所不能啊...


                               
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▲P站作者:FFC,ID-16456735

不过那还算不上真正的实用。1968年美国人克里斯托夫·拉森·肖尔斯和卡洛斯·格利登原本正在制作一台能自动给书编页码的机器,格利登突然问肖尔斯,“我们为啥不同时在书本上印字呢?”,肖尔斯灵机一动,一台木制的打字机模型问世了。


                               
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这台打字机和后来的基本一样,每打完一个字母后都会自动向后移位,字体也很清晰。但起初他设计的打字机很大很丑,因为大小写字母都有独立按键,导致键盘上足足有78个按键(比汉字可少太多了)。同时,由于结构问题,打字的时候看不到自己有没有打错,所以容错率比较低。

19世纪70年代,肖尔斯公司是当时最大的打字机厂商。但这么多的按键,设计比较冗杂、机械结构不完善,按键回弹很慢,打字太快了两个键就会卡在一起,所以公司经常被投诉,该怎么办呢?

一位“睿智”的工程师表示“打字绞键的原因,除了是字键弹回速度慢,也是打字员速度太快了,为什么不想办法降低打字速度呢?”,“你可真是个设计鬼才啊。”

为了降低打字速度,他们决定打乱26个字母的排列顺序,常用字母放在笨拙的手指位置,不常用的字母放在灵活的手指附近,于是,“QWERTY”式键盘就诞生了。肖尔斯在1868年申请了专利,并在1873年成功投放市场,成为了至今以来非常典型的“劣势产品战胜优势产品”的例子。


                               
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而肖尔斯曾经的合作者约斯特,也正好在一家公司的赞助下开始研究打字机。长江后浪拍前浪,肖尔斯的设计的打字机键盘意识到了键位多的问题,他通过一根控制杆、使同一个键能打出大小写两种字母,将键位缩减了26个,同时还能实时看到打出的字,大幅度提升了工作效率。这种打字机于1874年正式进入市场并得到了推广。


                               
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1888年7月25日,美国辛辛那提举行了一场打字的比赛,来自盐湖城的法庭速记员麦古瑞由于天天打字,键位了熟于心,他用QWERTY键位的打字机实现高速盲打,错误率仅为万分之三,最终夺得冠军,这让QWERTY的地位进一步提高。

▌全面进入电子时代

20世纪初,更方便的电传打字机出现了。它通常由键盘、收发报器、印字机构等组成,分为电子式和机械式两种。主要用于电报系统,某种意义上来说,它更像现在的传真机


                               
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不过体积很大,接近现在的大尺寸打印机。它的键盘部分依旧采用了QWERTY标准布局,具备了电话级的高效性、精确性,使用成本又比电话、电报更便宜。

40年代大型计算机诞生,60年代可视终端开始流行起来,这种设备往往自带键盘,用户的交互都是通过键盘来完成的。


                               
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事实上这套设备只是一个显示器和键盘,它还是需要接到大型上使用,敲键盘打字总比到大型设备上操作开关、塞塞卡纸方便许多。

20世纪70年代,居然就有了“人体工程学键盘”,Maltron等公司为了进一步提高输入效率、也为了更舒适健康地打字,设计并生产了很多有趣的键盘。


                               
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1983年,还在IBM推出XT/AT机的时代,真正意义上的键盘才开始出现。那时候的键盘主要以83键为主流吗,很久之后才出现了101键、104键规格的键盘。

IBM紧接着在104键键盘的基础上设计了多媒体键盘,增加了很多常用快捷键、音量调节键等等。同时也为电子邮件、浏览器、播放器等常用软件增加了一对一的快捷按键。


                               
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起初键盘多用于品牌机,到了后来DIY行业兴起了,电脑发烧友变多了,一些厂家就想法子,把键盘做成了周边产品。

也多亏了IBM,键盘的生产成本大幅降低。起初每个键帽都要单独开模,直到1985年,IBM开始制造没有字符的键帽,再后期粘上字母,大家终于顿悟了...

▌键位发展的逆风局

都发展了这么多年了,原先回弹慢的问题早就得到了解决,但一直用这种减速的按键排布,不就很累赘了吗?1932年华盛顿大学教授奥古斯特·多芙拉克(August Dvorak)开始思考这个问题,他觉得合理的键盘应该做到:

1. 左右手的负荷量应该相等。

2. 最大化中间排(home row)的负荷。

3. 两手顺序交替的频率最大化,相同手指频率最小化。

于是,他设计出了键位排列更科学的DVORAK布局,要知道目前世界最快的英文打字速度是在Dvorak键盘上创造的,由BarbaraBlackburn于2005年创造。但由于QWERTY早已普及,人们并不想在重新学习新的布局,所以DVORAK依旧无法流行起来。


                               
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其实在Windows中早已内置了支持,可以通过运行regedit打开注册表,找到[HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\KeyboardLayouts\00000804]把 KBDUS.DLL 改成KBDDV.DLL重启即可。


                               
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Win10里直接在语言设置中添加“美国英语-Dvorak”即可。至于键盘上的键位嘛,如果你是机械键盘,干脆把键帽按照DVORAK的键位重新插拔一遍就可以咯。

另外有一种COLEMAK布局,它是在QWERTY的基础上改进而来,有10多个键位的变化,


                               
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8个高频键完美安排在了中间一列,真正意义上做到了完美分布,手指移动距离更小。

有一种MALT布局的键盘比较神奇,它是由理连·莫尔特(Lillian Malt)发明的,这种布局可以充分利用每一个手指,双手掌握一切,长时间使用还不容易疲劳


                               
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但由于这种布局的键盘需要特定硬件支持,和主流键盘一比,它并不能通过原有键盘修改使用,所以市场非常的小,即便非常科学先进,却依然响应平平。

▌按键原理的演变

可能很多人如今还在用着薄膜键盘,事实上最早的键盘反而都是机械键盘,最早的是机械触点键盘,使用弹簧作为回弹机构,手感接近打字机。但这种键盘寿命短、容易坏,很快就被淘汰。

后来出现了磁簧键轴,每个按键内都有两个磁铁,当按下去以后,两个铁片吸在一起、通电了,就有了信号。

历史上甚至还出现过超声波键盘,它会检测按键按下后产生的震动,进行反馈。


                               
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1978年IBM还推出过屈蹲弹簧轴的键盘,通过内部弹簧的弯曲作为阻尼,弯曲到极限时正好底部两个触点接触通电。这种键盘手感更接近青轴,是有一定段落感的。


                               
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静电容键盘出现的时间也要早于薄膜键盘,日本的KeyTronic(简称KT)公司于1969年成立,它是世界上最早制造了办公用途的、第一家采用USB接口的静电容键盘。只因静电容的成本实在太高,KT不得不放弃制造,后来他把技术卖给了Topre公司,也就是如今的RealForce(RF),自己造起了薄膜键盘。

最常见的薄膜键盘历史也很悠久,它最早出现在1979年的Atari400上,还是机身自带的一体机


                               
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键盘底部有一层很薄的薄膜电路,触点和按键一一对应,按键自带的金属层按下后接触通电,传出信号。它的优势很明显,就是造价相当便宜,而且还防水,又轻薄,唯一的缺点可能就是手感了。


                               
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但薄膜键盘的手感并不是一定就差了,比如为人称道的KeyTronic、DELL 81XX系列、NMB给康柏代工的RTXX系列,群光KB6323/8923系列都是早期烧键盘的玩家们津津乐道的好东西。从结构上讲,薄膜键盘有火山口、剪刀脚、宫柱式等,优缺点各异。


                               
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80年代中期开始德国厂商Cherry开始崛起。起初他们设计的轴体被用于CommodoreAmiga的一些键盘上,大家发现它的质量谜之出众,手感也很棒,但是真的很吵。


                               
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到如今,他们的轴体也是最流行的机械轴体,被广泛运用于各大品牌的键盘之中,也成为了其他品牌的参考对象。

同一时期,胶碗键盘出现了,它同样有段落感,点按的时候胶碗会像吸盘一样凹进去(真实自吸),比很多机械结构的键盘又安静、便宜,这种结构由于可以做的很薄,被广泛用在了笔记本上。


                               
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到了2015年,更先进的轴体出现了——光轴。每一个轴体里面都有一个光线的收发机构,当键盘按下后形成通路。它的延迟非常低、寿命非常长,有的新品甚至能支持压感。


                               
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事实上,80年代中期就有了Burroughs光电键帽,如今所作的不过是改进罢了。

放眼到今天,键盘真的是五花八门,什么RGB背光、键盘宏、自定义键、分体式等功能层出不穷,没有做不出来的,只有人们想不到的。价格便宜的几块十几块,贵的成百上千块,小小的键盘甚至能够称斤卖。


                               
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吃水不忘挖井人,正是历史上这么多有想象力、行动力的人们,经过不屑的努力,我们才有如此便捷的生活,人类的历史故事由人类自己书写,那么你的故事是什么呢?



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