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一位每年打字上百万人写的「键盘全面扫盲」 - 少数派
2024-02-27 · via 少数派

键盘是用于操作计算机和往计算机内输入信息的外置设备,顺手的键盘会影响我们操作计算机的体验和效率,也是影响我们生产力的重要设备之一。

本节就要来理解这个常见但不简单的硬件。

1. 键盘的类型

首先键盘根据按键触发的模式分成三个大类,薄膜键盘、机械键盘、电容键盘。

薄膜键盘:就是在按键下方覆盖一层橡胶薄膜,可以被按压下沉激活对应的触点后再实现回弹。

薄膜键盘的结构简单,所以成本低,节省空间,常用于笔记本键盘和廉价办公键盘。

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机械键盘:则是每个按键使用机械轴的方式来触发指令,每个轴体内由弹簧、上下盖等元件组成,通过机械式传动来实现按键的下沉和回弹。机械键盘是目前市面上最热门种类最多手感也最受肯定的键盘类型。

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电容键盘:和机械键盘结构类似,但不同的是触发指令的方式不是通过电路触点,而是通过按压按键产生电极间距离的改变引起电容容量改变从而触发指令。电容键盘的制造成本极高且要求严苛,所以键盘价格昂贵制造的厂商也少。

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三种不同的触发类型虽然有各自的手感和特点,但并没有绝对的优劣之分,因为不同人的诉求、主观感受不同,所以需要经过自己的体验才能找到最适合自己的类型。

2. 键盘的连接方式

键盘的链接方式主要有三种,有线、2.4G、蓝牙,同时包含这三种连接方式的键盘叫三模键盘,包含两种的叫双模,只有一种连接方式的叫单模。

下面分别简单解释这些连接的方式:

有线连接,即通过 usb 实现和计算机设备连接的方式,连接线的一端可能出厂就固定在键盘上,也可能是预留一个接口通过双端的数据线接入,目前主流的键盘接口都是USB-C 的规格。

2.4G 连接,即使用 2.4G 频段的无线方式和计算机连接,通常键盘会配套一个 USB 的  2.4G 信号发射器,插到计算机设备上和键盘实现通信。虽然有一个额外的连接器,但  2.4G 的好处是延迟低,功耗低,响应快、通信稳定。

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蓝牙连接,是键盘内自带蓝牙模块,通过蓝牙和计算机设备配对并实现通信。主流的蓝牙键盘都支持 3 个蓝牙信道的切换,每次切换可以被其它设备识别成一个新的蓝牙设备,所以可以分别配对三台不同的设备,并快速切换到指定设备进行输入。

蓝牙键盘的优势是不用使用额外的连接硬件,但缺点是蓝牙连接的稳定性较差,延迟高,功耗高,易受干扰。而蓝牙是一个持续在更新的连接技术,比如 4.0、5.0、5.3 的版本号等,越新的蓝牙版本通常意味着更好的连接性能和更低的功耗。

同时,支持 2.4G、蓝牙无线连接的键盘通常也支持不插电使用,所以会内置电池供电,从 1200mAh 到 6000mAh 不等。所以这会带来另一个问题,就是使用续航。理论上电池越大,续航越久,但也受到键盘本身的光效、显示屏以及连接方式的影响。

3. 键盘的配列和布局

键盘的配列指的是键盘上包含的键位数量和排列方式,相信大家都注意过不同的键盘有不同的按键数,下面我们从少到多进行介绍。

比如移除数字和专用键区域的小配列,60、64、68、HHKB等,通过组合快捷键的形式来映射缺少的按键,比如 HHKB 的键盘就需要使用快捷键加字母的方式实现方向键的控制,适合打字和基础软件操作的使用场景。

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更进一步,就是75、78 这类增加了 F 键的配列类型,适合需要应用 F 区的软件或游戏场景。

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再往后就是增加侧边的区域,比如增加专用键区域或只增加小数字键盘区域的 87 或 99 等。

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最后就是标准的全键盘类型,包含了完整的键盘区域和键位。

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除了这些主流的配列外,正规厂商或客制化市场还研发了很多不同的配列类型包含了不同的键位数量,就需要自己去了解了。

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除了基础键位数量外,键盘本身的键位也有布局类型的区分,即对应按键在键盘中的位置设置,我们最常用的键位布局类型就是 Qwerty 的类型, 即键盘字母区第一行前六个字母。但不同国家根据语言习惯发展除了不同的配列模式,比如德国、奥地利的 Qwertz,法国的 Azerty。

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而 Qwerty 还可以进一步细分,包含了 ANSI 的美国标准、JSI 日本标准、ISO 国际标准。在 Mac 电脑中接入新键盘弹出的设置助理就是用于做对应识别的。

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中国使用和美国相同的 ANSI 标准,而国际上多数国家使用的是 ISO 标准,区别是 ISO 的左 Shift 右侧的按键不是 Z 而是 “\” 。

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除了键位的排布差异外,键盘布局也包括实际的外观设计思路,常规键盘都是横向水平排列,但是部分追求人体工学的键盘会使用进行分裂或弧度进行设计,实现更好的输入体验和效率。比如微软的拱形键盘或罗技的弧形键盘。

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4. 机械轴体的认识

机械键盘需要安装机械轴用于按键的触发,机械轴是由机械原理实现的轴体结构,由轴芯、上盖、触点片、弹簧、底座组成。比如下图是 Cherry 轴的演示图例。

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Cherry 是一家德国电脑周边生产产商,他是过去机械轴领域的巨头和风向标,奠定了机械轴发展的基本框架和标准,大家耳熟能详的红轴、茶轴、黑轴、蓝轴、青轴等都是 Cherry 开发和普及的产品。

不同的轴体提供了不同的特性和使用体验,我们可以简单的将轴体划分成两个大类,线性轴和段落轴。

线性轴:开始按下到触底的过程中,压力是均匀上升的,与按键行程成正相关。

段落轴:按压时手部感觉明显的压力突增突降,如同有异物存在,同时轴体发出咔嗒的明显响声。

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在 Cherry 中,静音轴包括红轴、黑轴、银轴等,段落轴包括茶轴、白轴、青轴等。因为机械轴体触底时会发出较大的声音,所以还开发了静音轴减少使用的声响,随之而来的代价是降低轴体使用的顺滑度和手感。

在今天,随着国内键盘行业市场的发展,有越来越多的厂商入局并研发轴体,如 TTC、高特、腹灵、达尔优等等,不仅质量体验优异,且性价比更好,选择更丰富,逐渐取代了 Cherry 的市场。

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除了本身材料、构造这些因素外,还可以通过涂抹润滑剂的方式来增加顺滑度,减少按压时的杂音。所以购买机械轴时,还包含了润滑类型的选择,由生产过程中添加的润滑——厂润,卖家自己手工润滑的——手润,以及完全没有润滑让用户自己手工润滑的——无润版本。

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不同轴体之间都有一定的使用差异,在同价位范围内什么轴更好受到个人主观感受的影响,所以想要找到适合自己的轴体,一方面可以在网上看别人的使用体验建议,另一方面可以挑选喜欢的轴各买一颗,再买个试轴器进行测试。

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值得注意的是,机械轴的安装包含两种方法,一种是焊接一种是热插拔,焊接就是将轴体底部的金属触点焊接到键盘的主板 PCB 上,焊接成型以后难以更换,热插拔则是可以直接拆换的。

5. 键帽的认识

键帽是安装在机械轴上和用于识别键位和让手指直接接触并按压的配件,键帽主要关注的属性有:数量、高度、宽度、材质、外观。

数量指的是该套键帽包含的键帽总数,因为键盘的排列不同,键位所处的位置、大小不是完全一致的,所以有的键帽为了满足不同配列的需要,会提供更多的键帽进行匹配。或者是为了提供更丰富个性化的样式,会为不同键位提供了更多的键帽。选择键帽的第一步就是先确定它提供键帽数量是否能满足自己键盘所需。

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高度是指键帽使用的垂直高度标准,包含原厂、OEM、DSA、XDA、SA 五个主流的类型,如下图所示:

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原厂:指的是 Cherry 所设计和使用的键帽高度标准

OEM:外部代工厂商里通用的键帽高度标准,和原厂很接近

DSA/XDA:矮球帽,键帽高度较矮,上下排的高度基本一致,表面较为平均

SA:高球帽,键帽高度较高,需要手指抬升的幅度大,适合搭配键盘手托使用

除了主流的这些键帽高度外,不同的厂商会结合特定场景或产品开发特殊的键帽高度比如洛菲 LOFREE 的小翘键盘系列。常规情况下原厂和 OEM 是不回出错的选择,具体适用什么高度则完全根据个人的主观感受来决定。

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而对于原厂和 OEM 这类高度有落差的标准,包含了四种高度,从矮到高分别为 R1-R4,所以一套键帽的介绍中会把它们标识出来,用于和不同键盘的配列进行校对。

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除了高度外,键帽的宽度也需要注意。主流标准中单个字母键的宽度是最小且统一的,标记为 1U,其它特殊键位如 Enter、Shift、Tab 等宽度较大,于是就会使用 1U 的倍数来表示它们的宽,比如 1.5U、1.75U、2U、7U 等。

而这些特殊键位在不同的键盘配列中的宽度并不完全一致,比如空格有的是 7U,有的是 6.25U,alt 键有的是 1.5U 有的是 1.75U。所以单独售卖的键帽都会在标注这些特殊键位的宽度,让用户进行校对。

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材质是组成键帽所应用的材料和工艺,常见的材质有 ABS、PBT、POM、金属、树脂,ABS 和 PBT 使用得最多。

ABS:是工程塑料,触感光滑,经济廉价,但不耐磨容易打油

PBT:是聚酯材料,硬度更高更厚,磨砂触感,耐磨损不易打油,价格较高。

除了材料外,还要关注键帽上方的图形是如何被制作上去的。常见的方式包含镭雕、二色、热升华。

镭雕:激光刻字的方式,即挖掉键帽中的一部分用于显示字符纹路,使得键帽表面不平整,易被磨损,通常是低端的方案

二色:将字符和键帽进行加工整合在一起的方式,包含双色注塑和二次成型,工艺较复杂,多用于高端键帽

热升华:通过高温方式将图案完整渗进 PBT 材质中,字符不会被磨损且表面平整,是目前主流工艺

最后就是键帽的外观,在今天键帽的装饰属性远大于实用属性,已经成为桌面配饰的一部,所以涌现了越来越多专注于键帽设计和生产的中小型品牌和工作室,比如 GMK、DOMIKEY、DEADLINE 等,价格从几十到几千不等。

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只要满足键位的匹配,具体喜欢什么键帽,就由个人的主观喜好决定。

6. 客制化键盘的认识

随着键盘市场的发展,制造门槛逐步降低,涌现出了越来越多的键盘生产厂商和品牌,提供了新的购买形式。传统的键盘是厂商设计完并组装好上市销售,而现在涌现了越来越多的中小团队使用了类似众筹的方法来生产和销售产品,允许买家进行更多样化的选择和定制,并提供部件让买家自己组装。

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前者叫量产键盘,后者叫客制化键盘。

客制化主要以机械键盘为主,能提供更丰富的输入体验,更个性化的外观,更多样性的功能,缺点是价格较高,缺乏售后,质量、稳定性无法和主流头部厂商的量产键盘比较。

而了解客制化首先就要认识机械键盘的结构,常见的机械键盘结构如下方的爆炸图所示:

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键帽和轴体上面已经说过,下面就简单解释其它的结构配件:

  • 上/下盖:用于组成键盘框架的基本外部组件,决定键盘的整体结构,有塑料、金属、实木等不同材质
  • 定位板:用于固定轴体的开槽平板,防止轴体在使用过程中摇晃,常见的定位板材质有PC、FR4、铜、铝、不锈钢等
  • 夹心棉:用于分隔定位板和下方 PCB 的棉板,可以增加回弹速度和减少震动和摩擦
  • PCB:实现键盘核心功能的电路板,单模、双模、三模等都由PCB 决定,以及是否包含 RGB 背光
  • 轴下垫、背棉、消音棉等:用于消除键盘敲击的空腔音,简单理解成用于优化键盘使用时的声响
  • 配重:用于增加键盘的整体重量,减少震动幅度,提升使用时的稳定性

其中,影响整把键盘使用体验最重要东西,就是键盘的结构和固定内胆的方式,常见的键盘结构包含以下几种:

Tray mount:船壳结构,只有一个底壳,在上方用螺丝固定PCB 和定位板。结构简单,价格便宜,但是稳定性较差,手感偏硬。

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Top/Bottom mount:包含了上下盖,但是是把定位板通过螺丝安装到上盖或下盖中的设计,结构稳固,手感一致性较好。

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Gasket mount :是通过在定位板上添加垫片卡进上下盖设计好的凹槽中固定内胆,螺丝只用于固定上下盖本身。这是目前最受欢迎的结构,能提供较为“软弹”的手感和比较讨喜的输入音,所以往往商品标题都会带有 Gasket 的前缀。

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除此之外,还有 Sandwich mount、Integrated mount、Plateless mount、Spring mount 等其它小众的结构,都有不同的特性和优缺点。

客制化键盘的设计会先确定键盘的配列,然后再决定使用的结构,并进行后续的设计。即使是相同的结构,不同客制化厂商就会使用不同的材料、工艺、细节,从而影响最终的输入手感和声音。

而声音就是客制化中另一个重要议题,如今客制化键盘的设计有相当一部分是奔着改善声音表现而去的,所以很多键盘会在介绍中重点强调 “HIFI”字眼。通过合理的轴体、键帽搭配和调教,往往可以获得良好的声音反馈,如雨滴音、小石子音、踏雪音、煮粥音等等,而不是过去大家唯恐避之不及的 Cherry 青轴音。具体的声音反馈可以到社交媒体中查看视频演示。

除了基本的键盘功能外,很多客制化键盘还会集成一些额外的功能进去,比如最常见的旋钮,还有小屏幕,墨水屏,番茄钟等等,进一步扩展键盘的功用。

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正因为机械键盘结构复杂,不同设计和搭配都会产生不同的影响,所以具备了充分的 “可玩性”。

客制化键盘主要是众筹的“期货”,主要的销售渠道并不在传统电商平台中,需要通过不同的社交媒体账号获取对应的开团(发车)信息,并进入相应的 QQ 群(发车群)中等待官方进一步通知。然后根据官方提供的支付渠道完成预付,再等待产品的生产和交付。


结尾

作为基础扫盲所以很多细节是不写的,大家感兴趣要深入研究的话就自己搜索。
 

我们下篇再贱~