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新机械键盘结构漫谈(上)

 7 months ago
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新机械键盘结构漫谈(上)

22 小时前

梳理和探讨键盘结构的历史与发展,深入理解名词背后的原理与特点


购买一把键盘时,什么最重要?

「推荐点键盘呗」是我做博主以来,收到最多的私信提问。有些深度钻研的玩家更注重轴体、键帽等硬件配置,而另一些实用派的用户则更看重无线连接、Mac 适配等软件驱动。然而,当我给他们推荐一些在合适价位范围内的产品时,一些对键盘略知一二的朋友的反应却近乎雷同,就像触发了人工智能客服的固定回复一样,问出那个我耳朵已经听出茧子的问题。

是 gasket 结构吗?

「Gasket 结构」,这个在前不久还是客制化键盘圈黑话的术语,如今已经在机械键盘领域非常流行,它似乎成为了商家与新玩家口中,高端、潮流以及懂机械键盘的代名词。

然而出乎我意料的是,当我询问他们是否考虑其他结构时,大部分人却是一脸茫然。他们就在对键盘结构毫无了解的情况下,只会认准已经出现了越来越多负面的声音的 gasket 结构,对诸如「不扎实」「松垮垮」「塌陷」等可能的缺陷一概不知。

借此机会,我想用这篇文章来对键盘结构的历史与发展与进行简单的梳理和探讨,帮助读者们对各种结构祛魅,深入了解这些键盘背后的原理与特点。

尽管对大多数用户而言,相较于各种购物节的外设推荐文章,了解键盘结构并不会直接影响使用键盘的偏好和购买意愿——毕竟对键盘结构的深入了解,通常被归类为「玩键盘」的范畴——但可以为我们提供更深入、更全面的视野,让下一次选择不再被宣传辞令牵着鼻子走。

那么,我们以时间为轴,讲讲键盘结构的简史。

现在看,键盘和电脑好似天造地设的一对,但实际上,键盘与电脑之间的发展逻辑并不是「先有鸡还是先有蛋」这样的关系。

事实上,键盘的发明比电脑和其他外设要早得多。而机械键盘作为键盘大家族里的长子,它继承了先祖打字机(typewriters)衣钵——尤其是那些使用机械按键的打字机。现代的机械键盘在设计上保留了一些打字机的特点和核心——按下按键来输出(打印)字符、机械开关(轴体)和个性化的键帽。

伴随着机械键盘的发展,机械键盘的结构也在悄然发生着转变,我们先来看看最古早的近代机械键盘长什么样。

近代机械键盘的历史可以追溯到上世纪 70 年代,这款 Alps SCB1A163 是 Alps 的早期键盘,该公司后来生产了所有的苹果电脑键盘。

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Alps SCB1A163 By Jacob Alexander

Alps SCB1A163 的轴体是一款机械簧片轴,每个轴都有一个带有两个金属簧片的密封管。当按压轴体时,磁铁经过管道,簧片进行接触,键盘就会记录下按键。从触发原理来看,甚至可以说是一款「磁轴」也不为过。理论上这种非接触式开关的寿命也和现在的磁轴一样,远超传统机械轴体。

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轴体内部结构

键盘配置堪称豪华,高品质的二次成型键帽和消音设计,每个开关甚至包含有二极管作为设计的一部分,目的应该是简化电路板制造来减少手工组装的难度。

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原生键帽

而要谈起掀起机械键盘狂潮的款式,IBM Model F 绝对是一个不可忽视的重要角色。它于上世纪 80 年代初由 IBM 推出,是第一款使用 IBM 屈曲弹簧(buckling spring;又译屈蹲弹簧)按键的键盘。

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IBM Model F By Ben Hutchison

虽然原理上是一款静电容触发的键盘,但其独特的「屈曲弹簧」机械轴设计,通过金属弹片的弯曲使按键产生明显的触感和噼里啪啦的声音,深受用户喜爱。

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IBM 的机械按键开关设计在当时取得了巨大的成功,同时也打开了一个新的市场。自然而然地,竞争对手就会出现,试图赶上和超越 IBM,Cherry 就是其中之一。

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UDS Comtest CEX-17C By Jacob Alexander

这款搭载了早期类型的 Cherry 轴体 M6 switch 的终端机 UDS Comtest CEX-17C 便是 Cherry 公司的杰作,其电路板的固定方式同样是限位柱搭配螺丝。

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纵观这些早期的键盘结构设计,我们会发现它们在内胆的固定方式上非常统一:使用限位柱和螺丝夹紧电路板。限位柱是固定在键盘壳体上的小柱状物,用于确保电路板放置在正确的位置,防止其移动。螺丝穿过键盘壳体和电路板上预留的孔洞,将电路板夹紧在限位柱之间,确保稳固。

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IBM Model F 内部结构 By Lewis Liu

这种结构设计一方面简单实用,另一方面,结构其实是键盘独立演化的产物

在早期计算机时代,键盘通常是与整个计算机系统集成在一起的,没有独立的键盘产品。因此键盘内胆的固定方式采用铁皮夹电路板,其实也与整个计算机系统的结构适应。

由于电路板被夹紧在限位柱间,键盘的整体结构会相对稳固,带来的则是硬脆的手感以及极强的回馈体验。但问题也很显著,由于接触紧密,限位柱和螺柱位置与其他位置相比,键盘手感差别会比较大,壳体共振更是直接拉满。而这种简单易上手的结构也为日后 tray mount(托盘安装结构)的诞生埋下了种子。

沉寂的十多年

随着计算机的日益普及,主流用户逐渐接受,并提出了新的便捷性要求。键盘制造商也几乎同步地,开始积极寻求降低生产成本的途径,先是从机身中独立出来,随后朝更轻、更薄的方向发展。

在 20 世纪 90 年代之前,机械键盘几乎垄断了市场,然而,随着薄膜键盘的崛起,机械键盘逐渐退出了市场。薄膜键盘满足了制造商降低成本的首要目标,其生产过程更为经济高效,薄膜键盘的耐用性对于一般用户而言已足够。

相较机械键盘,薄膜键盘的体积更小、更轻便,逐渐占据了主导地位,而机械键盘的「奢华」则留给了键盘发烧友,毕竟早期的机械键盘仍然要价不菲。

时间推移至 20 世纪末,薄膜键盘成为主流选择,而机械键盘却陷入四面楚歌的境地,发展也进入停滞期。唯有一些特定领域,如工作站和操作台(医疗器械),仍在出于耐用性坚定地使用机械键盘。

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Quotron 855 在股票交易领域流行过,按下时有略微的回推感

拥抱互联网时代

2000 年代初,机械键盘已成为主要由游戏玩家和发烧友使用的小众产品,这些小众的爱好者被其独特的触觉反馈和卓越的耐用性所吸引,他们甚至开始寻找停产的旧款键盘。同时,一些键盘爱好者社区也开始萌芽,为未来客制化键盘的发展奠定了基础。


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