结要：……
本文原载于《电脑高手》2003年2月
人体工学键盘设计
现代键盘中有一类叫做人体工学键盘，相信对于什么叫做人体工学键盘，这里不用做什么解释了。这种字面上的含义任谁都能背得出来，我们只想认真的探讨一下键盘的人体工学设计要点，因为尽管人体工学谁都在说，但从很多市场产品的情况来看，很多厂商和用户其实并不真的明白什么是键盘的人体工学设计。
所谓“人体工学”也就是“人体工程学”的简称，简要的说，就是在设计工程产品的时候尽力考虑使用者的实际情形，尽量使人能够以人体最自然的姿态使用设备，以减少使用者的疲劳与不适，尽力减低设备对人体的损害，进而提高工作效率。这是从70年代问世，在80年代后期发展起来的用户界面设计思想。
那么什么是人手的自然姿态？无数经验与实验证明，在人体保持正姿端坐时，手臂和手指在有依托状态下最自然姿态就是向内抱球的姿势。也就是双臂自然伸出放置在依托物上，两手腕相对前臂平直，双手手掌自然相对，手指放松蜷曲的姿态，很像是西方古代故事中巫师手抱水晶球冥思的姿势（其实不如说正是因为这个姿态最不易疲劳，才会成为适于冥思的型态）。
那么来看看传统的键盘有什么样的缺点？首先说，平直的键位排列使得双臂不能自然放松，而要靠拢身体“夹起来”以保证手腕正对键盘；其次，由于所有的键都在一个平面上，这样双手的手掌就不能保持一个自然相对的姿势，而必须转动手腕使双手手掌都保持正面向下；第三，由于按键高于手腕，所以手指不能保持自然蜷曲下垂的姿势，而必须努力上举。传统键盘的三大缺陷使得很多打字人员患上了肩周炎等职业病。
如此说来，最理想的键盘就应该是个球了？
一点不错！实际上，80年代中期人体工学键盘在瑞典一家键盘厂问世的时候，它就是一个布满了按键的半球！只是这样的键盘虽然使用起来十分舒服，但实在太过惊世骇俗，令人难以适应，所以并没有普及开来。
90年代中期，微软改革了传统的人体工学键盘设计，设计了自己的第一代人体工学键盘，从而奠定了现代人体工学键盘的设计标准。我们来看看它是怎么解决传统键盘的三大缺陷的——
微软人体工学键盘的主键盘部分设计成分开的两部分，左右部分呈弧形向两个方向分开，这样的排布使得手臂不必像传统键盘一样靠在一起，而可以呈自然的“八”字放置，解决了肩部的受力问题；
微软人体工学键盘的中部比左右两边都来得高，这样手掌放在上面的时候，手掌心可以呈自然相对的姿态，这样就解决了手腕的扭曲问题；
微软人体工学键盘增加了腕托，而且各键中位置最高的是空格键，位置最低的则是ESC和BACKSPACE键，这样就符合手掌自然放置时手腕和大拇指最高而其他四指自然下垂的姿态。
由此可以看来，虽然不如“半球”键盘那么彻底，但现代人体工学键盘基本上解决了传统的键盘的主要问题。而它在外观和使用习惯上又与传统键盘相差不远，所以很快就为人所接受了。
之所以把人体工学键盘提出来单独说明，是因为在去年的时候曾经一度流行过“斜向按键”也即菱形按键的键盘设计，这种键盘也号称具有人体工学的效果，曾经一度在网上有过讨论，但没有人给出过科学的详细的分析，很多用户都心怀疑问——这种设计真的有人体工学的效果吗？
在这里，我们可以科学的、肯定的说，这些键盘本身是品质很好的产品，但所谓“人体工学效果”则纯属噱头，它们只有人体工学之型，没有人体工学之实！这一点，用传统键盘的三大缺陷来分析一下就可以看出来。
表面上 ，这种斜向按键的键盘似乎解决了传统键盘的手臂不能自然放置的问题，但你只要亲自试一试就会发现，这实际上纯属心理作用，在这种键盘上手臂的放置方式和传统键盘并没有什么不同，如果你把它和一个真正的人体工学键盘放在一起，然后用与人体工学键盘同样的姿势将手臂放到这种“斜向按键键盘”上的话，那么你将会发现手指都不在它们应在的按键上。
这就是为什么说这种设计是“只得其型不得其实”的原因，理由很简单，那就是人体工学键盘的按键倾斜实质是“键列倾斜”而不是“键体倾斜”。只有键列倾斜的键盘，才能在手臂和手腕呈自然姿态的倾斜放置后，仍然保证每个手指仍然落在正确的按键上，因为此时手指的排列方向也已经倾斜了。
而在“斜向按键键盘”上，虽然按键倾斜了，键列并没有倾斜，这样为了迎合没有变化的键列方向，手指也必须平直放置，否则就不能按到正确的按键上，而这样的话，手腕和手臂也就只好跟着回归原位了。
至于后面的两点，想来也就不用说了，因为“斜向按键”键盘在这两点上和传统键盘并没有任何的不同。
对“斜向按键键盘”的认识不清反映了尽管人体工学设计已经深入人心，但很多用户其实对人体工学的设计实质并没有什么了解，否则这种明显不符合人体工学设计要点的设计根本就没有机会流行起来。
键盘的按键手感设计
一款键盘，不管它在其他方面的设计如何，最终决定其价值的还是它的使用手感。
键盘的手感，主要分作两个部分，一是按键的接触手感，二是按键的动作手感，其中，更为人所注意的是后一种手感设计。
动作手感，也就是按键的行程设计与在全行程中的弹簧阻力分配，键盘的动作手感，可以用一个曲线来说明。
可以看出，键盘的动作曲线图与鼠标其实非常相似，只不过与鼠标相比，它的曲线含义要更为复杂一些。
座标的X轴，代表了按键的行程，曲线的X向全长就代表了键盘按键的全部行程。X向上越长，则按键的行程越长。 座标的Y轴，则代表了按键的反馈力。
曲线上的A点，可以称之为“启动点”，也就是按下按键所需的最小按键力，因为一个按键必须要由一个使之运动的最低“阀力”，否则按键就会晃动。当加在按键上的力超过A点时，按键就会开始移动。
从A点到B点的曲线，代表了按键行程中主要的“阻力行程”，这条曲线越陡，说明阻力上升越快，反映在手感上就会感到按键很清脆，而曲线越平缓，则反映在手感上就会感到按键很柔和。在橡胶弹簧上，这部分行程就是弹簧体的上半部分被压下的过程。
B点，称之为“转折点”，这是全部行程中阻力最大的一点，也就是按下键盘时阻力突然消失，按键变成“坠落”的那一刻。这个点的力量大小决定了键盘手感“硬”的程度。转折点的力越大，按键就会感觉越硬，相反，则会感觉很软。根据试验，这一点的力量应该在45g到75g之间，否则手感就会很不舒适。在橡胶弹簧上，这一点就是弹簧体的上半部与下半部平齐，中部的弹性体失去对上的弹性阻力的那一刻。
B点到C点，即键盘的“坠落行程”，也就是按键中阻力突然消失呈失重下压的行程。这个行程的作用就是给于用户按键已经按下的感觉。它的陡峭程度和落差决定了按键后半程的手感，太陡就会有迅速下落的不舒适的感觉，而太平缓则会使人觉得拖泥带水，按键不干脆。在橡胶弹簧上，这一点也就是弹簧体上半部继续在下半部内部下落的过程，此时中部弹性体没有任何弹性力作用。
C点，通常是按键的“作动点”，也就是触发按键信号的那一点。它的阻力大小和B点共同决定了键盘的坠落手感。
E点，也就是键盘已经按到底的一点，从这点开始，弹簧已经被压缩到底，按键行程不能继续延伸，而阻力则上升为无限大。而之所以C点和E点不是同一个点，中间还有一小段平缓上升的阻力行程（这段阻力来自于橡胶弹簧弹力体的“拉伸阻力”），是因为如果在C点停住会导致手指骤停，受到很大的阻力冲击，容易疲劳，而有一段C-E的缓冲，手感就舒适多了。
这里比较特殊的是D点，在很多键盘上是没有D点的，但明基等键盘大厂认为，如果直接从C点过渡到E点，并不能给用户一个明晰的“按键启动”的回馈信息，所以他们专门增加了一个“颤点”D点，在按键到达C点后，会有一个突然的抖动，回馈给用户“按键已经连通”的信号，这样的效果就要好很多了。
各个厂商对键盘手感的认识不同，所以在手感曲线上的分配也各有区别。但不管怎么样，键盘手感设计的整体型式都是如以上的曲线决定的。
与动作手感相比，各大厂商对于接触手感的认识则就有很大的分歧了，例如键帽的设计，明基、罗技等很多厂商都倾向于高摩擦力表面设计，但也有一些厂商就倾向于低阻表面方案；而在键帽外形上，很多厂商喜欢用凹下型，但也有厂商以作突出性的外形出名。之所以这么五花八门，很大程度上也是由于用户的手感需求和习惯各不相同，所以只要是符合科学的设计，就算风格大相径庭，也总能生存下来。这和动作手感如果不依次设计就不符合科学的舒适度要求是不一样的。
按键定位标志
给大家补充一个小知识，在键盘的F和J两个键上，都有一个突出的点或是横线，你知道这是做什么用的吗？
这两个是按键定位标志，因为人在高速盲打的情况下是不会看键盘的，那么如何防止手放错键呢？解决的方案就是在这两个默认情况下双手食指所放的键上加上可以触摸的标志，这样，即便不看键盘甚至没有光亮，用户也可以凭触觉把手放到正确的默认位置上去。
键盘的三种印刷工艺
正如前言里所说的，当初网站上的那篇文章使我们萌生了将键盘的印刷工艺单独拿出来介绍的想法，因为对此存在误解的并不只有那位记者，从后来的讨论中我们发现几乎大多数人都对此近乎一无所知，有些误解甚至是根深蒂固的。
键盘的印刷工艺主要分作三种——最流行的激光印刷、最传统的移印法以及丝网印刷法。
激光印刷听起来很莫测高深，但说起来其实很简单，所谓激光印刷就是使用激光刻字技术在键帽上进行激光烧灼，烧出黑色的凹槽而已。因为其刻下的痕迹只是线性的，所以常见的激光印刷键盘上的箭头等都是空心的。
长久以来，一直有一种说法，激光印刷的键盘是大厂和高档的标志。事实上，激光印刷是大厂的标志不假，因为激光印刷机价格不菲，一台西门子的全自动键盘印刷机的价格高达近百万美元，这不是普通“山寨”小厂所能承受的。但要说激光印刷是高档键盘则是大错特错。
实际上，恰恰相反，在键盘大厂的生产线上，使用激光印刷的键盘乃是最低档的键盘,感兴趣的朋友可以去找找看，有哪个键盘大厂的便携、无线、人体工学键盘是激光印刷的？如IBM、HP等的品牌机又有哪个键盘是激光印刷的？倒是几十块钱的低档产品普遍使用了激光印刷技术。
其实，大厂之所以选择激光印刷，主要是看中了它的成本很低，尽管其生产线价格高昂，但其日产量是其它印刷方式的十倍以上，而且由于是烧刻的字迹，所以不需要任何其他措施就能有很清晰牢固的字迹。但激光印刷也有以下几个致命的缺陷，这就决定了它不能用在高档键盘的生产上——
首先，由于激光印刷是蚀刻的，没有使用油墨，所以它只能印出单一的黑色字体，这样在高档键盘上常有的多色套印设计就无法做到；
其次，高档键盘出于外观设计和耐用性的需要，很多使用了非白色系的颜色设计并在键帽材料中添加了耐磨性的填料，但由于激光印刷的印刷方式，使得它在非白色系和添加了其他填料的键盘上不能蚀刻出理想的清晰字迹；
最后，激光印刷机的结构设计和编程方式使得它最好用来制造标准键位设计的键盘，人体工学等非标准结构的产品很难在普通的激光印刷机上印刷出来。
正因如此，所以在大厂的产品线上，激光印刷只是被用在中低档的生产线上以利用其生产速度快、成本低的优势，但在高档产品线上由于有更高的印刷品质要求，所以只能继续使用传统的高成本的油墨印刷法，而油墨印刷的耐用性不如激光印刷的缺陷只能通过其他的方法来解决。
丝网印刷，其原理就好像是我们上学时常见的蜡纸印刷一样，将一个特制的丝网覆盖在空白的键盘上，其中有字迹的地方被镂空，然后将油墨从上面刷过，这样在镂空的部分就会印上字迹。丝网印刷在油墨印刷中是成本较低、速度较快的一种，通常被用来笔记本键盘等超薄型键盘的印刷上。丝网印刷的一个特点是可以在印刷完字迹以后再用特制的丝网刷上一层塑胶，在干涸以后就会形成一层覆盖在印刷字迹上的塑料保护膜，可以阻止长时间使用后的字迹磨损。这也就是通常所说的键盘覆膜技术。与激光印刷相比，丝网印刷可以通过多块丝网的反复套印自由印刷出多种颜色，而且也没有对键盘材质的要求。但由于其印刷方式的限制，仍然不能印刷形状过于复杂的键盘。
最后的，也是最复杂的一种印刷技术就是移印法，这也是最传统最古老的键盘印刷方法。
所谓移印，就指的是使用一组字母铅字作为原始字模，通过自动机械将上面刷上油墨以后，再将一组软橡胶块压在上面，这样抬起橡胶块的时候，字迹油墨就会转移到橡胶块上，然后再将橡胶块移到空白键盘上，将橡胶块一压，油墨就被印到了键盘上。
移印法，这是现代印刷技术中最古老的一种，照相排版技术出现以前，我们的书籍、报纸和你手中的杂志都是这样印出来的。与激光印刷和丝网印刷相比，移印法没有任何印刷条件的限制，可以用来印刷任何一种形式的键盘。但是移印法的缺点也很明显，它的印刷速度实在太慢了，印一个键盘的时间几乎可以让10多个激光印刷的键盘走下流水线。所以，除了那些买不起激光印刷机的小厂没有办法只好用这种没有任何技术要求的印刷方式以外，在键盘大厂中，一般只用它来印刷那些不计成本的高档产品。
移印法的另一个缺陷就是由于其印刷工艺等的影响，在移印法印刷的键盘上进行覆膜要比丝网印刷困难得多。所以很多使用移印法印刷的键盘并没有进行覆膜，而是通过研究油墨的成分提高印刷的牢固程度来增强键盘的寿命。
回到文章的开始，当初的那篇文章，其错误就出在不了解油墨印刷存在着丝网印刷法和移印法的区别。事实上，在发烧友中也的确很少有人清楚键盘印刷的技术细节，正因如此，关于“激光印刷是高档键盘的标志”的错误才会流传那么久那么远。
键盘印刷工艺的环保意义
激光印刷法在主流键盘上的使用除了成本的因素之外，还有另一个重要的原因就是环保因素。对于现代企业来说，环保已经成为不可小视的问题，就算是企业的经营者不考虑公众效益等问题，政府征收的环保费用也会成为他们所不能忽略的问题。
与油墨印刷相比，激光印刷的环境污染要小得多，由于油墨印刷中，大量的油墨都处于裸露的状态，所以空气中的油墨蒸汽污染十分严重，而请洗设备也会产生污染性的废水。进过印刷车间的人应该对此有所体会。而激光印刷过程中的污染只有在蚀刻过程中烧灼的极微量的塑料，除了空气中淡淡的塑料燃烧味之外几乎不再有什么有害的生成物了。所以从环保意义来讲，激光印刷法取代油墨印刷法也是一种必然。
笔记本键盘
在键盘篇的最后，我们来谈谈键盘中特殊的一类，笔记本键盘。
由于受到笔记本的体积限制，所以笔记本键盘在与台式机键盘同样的要求前提下，还要有更小的面积和厚度，同时又不能有太长的行程，在这种情况下，要作到同样的舒适手感，其设计就比台式机键盘更加复杂。
尽管外表差别很大，但现在的笔记本键盘也大都是薄膜接触式键盘，其基本结构与标准的台式机键盘很类似。但是由于其行程短，底板受力大，同时也是为了散热的需要，所以笔记本键盘的底板全是金属的。
同时，由于笔记本键盘的行程很短，所以只使用橡胶弹簧，由于压缩幅度很小并不能提供足够的弹力回馈，因此在笔记本上大都使用了支架设计。
所谓支架设计，就是指在笔记本键帽的下方，除了橡胶弹簧以外，还有两个硬质的塑料或金属支架，当按键按下的同时，两个支架会受压而向侧面伸出，从而压缩支架侧面的橡胶，这样就将向下的压力转为向侧面的压力，由于侧面具有足够的压缩空间，就能够在按键垂直行程很短的情况下也能获得足够的抗力变化。
X支架设计
长久以来，一直有一个误解，认为X型支架是IBM 笔记本电脑独有的设计。很多笔记本评测文章也这么说，其实真的是大错特错，绝大多数笔记本键盘使用的其实都是X型支架。
所谓的X型支架，就是指键下的支架是两个呈X状交叉的支架，这种支架的稳定性高、耐用性好，所以使用非常普遍。
不过比较奇怪的是IBM最新一代的笔记本电脑上已经取消了X型支架的设计而改用“几”字形的支架，不知为何。
笔记本键盘也是有明显的手感差异的！一般来说，在 13”和更大尺寸的笔记本电脑上，都能安装标准尺寸的笔记本键盘，它们的按键尺寸和键间距都与台式机键盘接近，虽然键行程仍然比较小，但除了手感相对台式机稍硬（因为A-B曲线过陡且C-E曲线过短）之外，其他方面影响不大。
而在12”便携笔记本上，一般安装的是95％尺寸的笔记本键盘，它们与标准尺寸的笔记本键盘相比缩短了键间距和键行程，但按键尺寸一般没有变化，整体上与标准尺寸的键盘差别不明显。
10”的超薄笔记本上则使用的是80％尺寸的键盘，与标准的笔记本键盘相比，在各方面都能明显感觉出其尺寸的缩小，特别是键行程的减小极为明显。从个人的感觉来说，这个尺寸的键盘对于大多数男士来说应该算是能够正常使用的最小尺寸。但在此类笔记本中的一个特例是IBM，IBM一向坚持键盘手感的要求，所以即便在10”笔记本上，它也坚持使用最小95％的键盘，前有著名的“蝴蝶”，后有S30系列。
IBM S30系列笔记本
S30系列的全称是IBM ThinkPad I S30系列笔记本。这是日本IBM分公司所设计的仅在日本出售的10”笔记本。也是IBM笔记本生产线整合后唯一的10”笔记本型号，包括S30和S31两个型号。
这款笔记本最大的特点就在于它是市场上唯一的一款使用了95％键盘的10”笔记本。由于其键盘的尺寸超过了笔记本的尺寸，所以IBM将其两侧的部分作成突出的边框，为了充分利用空间还在其内部内置了无线网卡天线。同时，与其他IBM笔记本所不同的是S30的顶盖是抛光设计，这种设计在后来的ThinkPad十年纪念型上也曾使用。
S30的设计充分显示了IBM对键盘手感的重视，其实这在IBM的产品上由来已久，在早期的“蝴蝶机”701 C上使用了更为复杂的键盘折叠展开式设计，在只有10”的电脑上得到了几乎与台式机相当大小的键盘，只不过这款产品由于研发时间长，上市时性能严重落后，在市场上并不成功。
S30系列现在也已经停产，IBM的产品线上目前已经没有小尺寸的笔记本了。
在10”以下，欧美厂商通常就没有更小的型号了，但日系等东方系的笔记本则还有更小的9”、8”、甚至6”笔记本。这些产品由于其极为轻便，所以在东亚市场很受欢迎。特别如东芝的“萝卜头”、SONY的C1系列都堪称是一代名机。
但需要提醒大家的是，如果你是准备买这些笔记本来作大量文字输入的话，那么除非你经常随身携带一个外置键盘，否则还是把它们忘了吧。因为即便对于手型较小的东方人，这些笔记本的键盘也太难以使用了。除非你像按计算器一样用一个手指戳来戳去，否则难以避免一次按下两个键的“不幸”发生，此时已经谈不上什么手感，就算用写字板来写字估计也会比打字快一点。特别是“萝卜头”之类的6”笔记本，可爱固然是可爱之极，但除非你是个身材娇小的女孩子，否则就算是把手指并拢在一起也做不到把手指放到正常的按键上。从这点来看，个人以为10”乃是正常办公用的笔记本最小极限。更小的产品只能作为随身携带的数据处理工具而难以作为主要的办公用具。
而且这些小型笔记本因为体积小，大都没有设计腕托的空间，相信每个笔记本用户都能想象出笔记本没有腕托的痛苦。
与台式机相比，笔记本键盘的另两个特点是具有很多的快捷键，而且具有特殊的Fn按键。前者的作用自不待说，后者曾是笔记本键盘独有的设计（现在已经不是了），通过该键和其他按键的组合，可以提供诸多诸如硬件调节、数字小键盘等功能，而且可以提供很多自定义的功能，这当然都是由于笔记本键盘尺寸小、按键少而被“逼”出来的。
一般来说，欧美厂商的笔记本键盘的手感都比较好，像IBM的键盘设计更是多年研究的结晶，这主要是因为欧美厂商最要针对的是企业用户，针对的是办公用途，所以尽管不是都像IBM那么重视有如偏执，但大都不赖。
而日系、韩系和各种国产品牌的笔记本则大都对键盘重视不够，特别是小尺寸键盘几乎只是能打字就行。不过近年来一些日系大厂如SONY、东芝等的全尺寸键盘手感有所上升，但国产品牌还是不见起色。
在大多数的观点看来，笔记本键盘的手感是永远比不上台式机键盘的，特别是它的行程太短导致停止的冲击力太大，容易疲劳。但就象很多时候一样，“手感”这种东西是很主观的事情，所以也同样有很多人喜欢这种感觉，所以现在也有一些台式机键盘使用了笔记本的按键结构来制造。而“Fn”键，由于它确有方便之处，现在也在被很多台式机键盘效仿。
总结：
我们在上面谈到了键盘的很多方面，但其实还有很多内容我们没有谈到，例如PDA键盘和其他很多特种键盘，例如布质等各种软质键盘，还有无线键盘等很多其他的键盘门类。只不过，这些都不是键盘的主流。而且更重要的是，我们这个专题的目的是为了向大家介绍此前很少为人涉及的键盘基础知识，特别是澄清此前流传的诸多谬误，而并不想做一个方方面面都包括的键盘总论，所以，到此为止，我们要说的已经说完了。
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