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從微動開關到超薄機械結構:CHERRY機械鍵盤軸體發展史

作者:不吹不黑談數位

無論你以什麼姿态、在什麼平台玩什麼遊戲,“輸入”對遊戲體驗來說都是十分重要的一環。無論是搖桿上的ABXY還是鍵盤上的WASD,即使是因為尺寸原因難以安裝實體按鍵的智能手機産業,各家廠商也都為提升玩家體驗進行了各種嘗試。

而說到提升輸入的體驗,機械鍵盤就是一個繞不開的話題。與廉價的、采用一體式導電膜的薄膜鍵盤相比,機械鍵盤的每個按鍵都由獨立的硬體開關控制,是以即使是最廉價的機械鍵盤也能夠擁有更優秀的可定制性,同時輸入的手感遠超大部分薄膜鍵盤。無論你是遊戲玩家還是打工戰士,一塊優秀的機械鍵盤都是戰力倍增器。

在機械鍵盤的世界裡,有一家公司的名号十分響亮:CHERRY。如果你曾經選購過機械鍵盤,你一定聽說過黑白青茶紅這五種軸體,而它們都來源于CHERRY公司。即使你用的鍵盤并不采用這五種軸體,它們的尺寸也都與CHERRY軸保持一緻,或者說是以這些軸體為基礎而做出的各種變化。可以說,沒有CHERRY公司,就沒有現在的機械鍵盤市場。

一切的起源:CHERRY M系列鍵盤軸

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CHERRY在機械鍵盤軸體方面的第一項專利于1973年2月6日于美國注冊,專利号為US4467160A。這項專利為CHERRY進軍鍵盤市場打下了基礎,并在不同國家的CHERRY設施生産,包括美國、日本制造的M5和M6系列與德國本土制造的M7系列。頗有意思的是,CHERRY對這套軸體、對應的鍵盤與按鍵模組的商業宣傳至少在1971年12月就已經開始,這意味着實際生産與研發的時間甚至可以追溯回1960年代,屬于是曆史悠久了。因為在不同國家生産,這幾個系列的産品之間在外形與尺寸、封裝上都各不相同,是以對你我這樣的最終使用者來說可定制性基本為零。盡管如此,相信讀者們也很容易看出,這些産品在形态上已經十分接近傳奇的MX系列軸體了。沒錯,MX軸體就是它的直接傳人。

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M系列軸體的一大特征就是它将可動的部分(也就是鍵帽實際下壓的部分)封裝在了軸體裡,這麼做不僅可以防止可動部分在日積月累的磨損中移位導緻無法觸發,還能夠防止灰塵進入軸體能夠有效延長使用壽命。除了CHERRY自家的按鍵模組與鍵盤(例如無比經典的CHERRY G80,沒錯,G80這款鍵盤甚至比MX軸還老)之外,這一系列軸體還在像惠普9830A這樣的經典機型中得到使用。

CHERRY MX:中興之道

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1982年8月6日,随着德國聯邦專利DE3229465A1正式得到準許,我們今天所熟知的機械鍵盤的時代也正式開端。

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最早的MX軸是一種沒有明顯段落感與阻力的軸體,按照現在的分類體系來說就是黑軸,其使用體驗與之前的M系列軸體較為類似,隻是在可靠性上進一步提升到了兩千萬次。不過,我們所熟知的MX軸體的基本設計原則已經全部出現。

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從原理上講,CHERRY MX軸的原理十分簡單。可動子產品連接配接着彈簧,當使用者按下時,兩片鍍金金屬闆閉合形成回路,鍵盤PCB是以可以向電腦發送對應按鍵的信号;彈簧回彈,可動子產品升起,兩片金屬闆無法閉合,沒有信号。十分簡單,十分可靠,也充滿了針對各種特化和魔改的空間,也難怪它能夠成為機械鍵盤界事實上的行業标準。

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既然說到特化和魔改,那我們就不得不提到各種不同的軸體了。技術上來說,不同軸體之間的差別本質上隻有三種:

  1. 按壓需要的力度
  2. 是否存在段落感
  3. 是否有明顯的回彈聲

力度可以從軸體重量、鍵程等地方下手、段落感也可以通過雙層軸帽實作,回彈聲則是通過潤滑控制。簡單的控制變量帶來的是十餘種完全不同的軸體變量,使用者完全可以視自己的需求和使用習慣來選擇最合适自己的軸體。例如我們前面提到的“黑白青茶紅”,這五種顔色就分别代表了五種不同的按鍵風格。而且,CHERRY MX最大的特點就是它在提供多種不同手感的軸體的同時徹底統一了不同軸體的尺寸,這意味着玩家與廠商們終于有能力在一塊PCB上通過換軸的方式來輕松提供更多鍵盤選擇了,而由于統一的外形尺寸與十字接觸面,批量生産的通用可替換鍵帽也成為可能,允許使用者進一步個性化自己的鍵盤。同時,随着技術的進步,MX軸還能夠提供獨立的LED背光、傾斜角等額外的功能與特性,進一步擴寬了它的市場範圍。

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當然,隻有一個軸體是沒法用的。伴随着80年代IBM PC相容機與Apple Macintosh機在家庭、企業、學校與政府等機構的風潮,搭載CHERRY MX黑軸的G80鍵盤于1984年上市,而1988年釋出的G80-3000更是鍵盤業界的常青樹。至今仍然在生産售賣。除了新增了兩個Windows鍵以及更為現代化的配色設計之外,你在2023年買到的鍵盤與近五十年前的鍵盤可以說完全是同一個東西,隻能說經典就是經典,永不過時。

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快進到新世紀,盡管薄膜式鍵盤統治着入門級市場,但機械鍵盤憑借着優秀的輸入體驗仍然在中高端市場占據一席之地。與此同時,随着電子遊戲的發展,尤其是大型MMORPG和電子競技的發展,玩家們也開始追求更優秀的輸入體驗。2005年,賽睿推出了采用了CHERRY MX黑軸的6G遊戲機械鍵盤,這也是世界上第一款針對遊戲玩家開發的機械鍵盤,如海盜船、雷蛇等外設廠家也穩步跟進,使得基于CHERRY MX軸體的遊戲機械鍵盤如星星之火瞬間燃遍全球,幾乎所有對遊戲體驗有要求的玩家都快速換上了機械鍵盤。

RGB,Low Profile & Ultra Low Profile:未來已來

由于MX鍵盤軸的兩份主要專利(在美國注冊的US4467160以及前文提到的德國專利DE3229465A1)逐漸過期,各家鍵盤廠商的自研軸體如雨後春筍般湧現,真可謂是一片勃勃生機萬物竟發的景象。市場的競争會帶來技術的進步,而對于占據機械鍵盤市場王者地位的CHERRY來說,如何在已經十分成熟的MX軸技術上再進行下一步創新自然是個十分令人期待的問題。

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CHERRY的第一闆斧是2014年劈下的RGB軸,于海盜船K70 RGB版鍵盤上首發。盡管CHERRY MX軸體早就支援使用LED背光,但這種直插式的背光不僅打光不均勻,隻能照亮一部分的區域,而且顔色上也有所限制。對于日常辦公來說自然足夠,但對于遊戲玩家來說仍然味同嚼蠟。

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與普通的CHERRY MX軸對比,RGB版本最大的特點就是軸體采用了部分半透明設計,配合額外安裝的發光二極管,實作了可以獨立程式設計的1680萬色RGB體驗,允許玩家在配套的軟體中将燈光設定成自己最想要的樣子,提升遊戲時的代入感。

第二闆斧則是2018年推出的Low Profile,也就是低尺寸軸體。MX軸手感好是好,但是将近20mm的厚度加上PCB與支撐結構意味着機械鍵盤的高度難以得到控制。對于大多數人來說自然問題不大,但也有很多消費者希望鍵盤能夠更加輕薄便攜。是以,CHERRY MX Low Profile應運而生。

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從示意圖可以看出,Low Profile軸體的尺寸從原先的18.5mm砍到了11.9mm不到,配合更短的鍵帽,能夠有效控制鍵盤整體的高度,更提升了按鍵觸發的速度。

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以搭載這一軸體的海盜船K70 RGB Mk.2 Low Profile鍵盤為例,配合高度優化的鋁制架構與鍵帽,鍵盤整體的高度被控制在29mm不到,與一般機械鍵盤40mm左右的高度相比提升顯著,對那些有便攜需求的使用者來說這是一項十分實用的更新。

這最後一闆斧就是Ultra Low Profile軸體。11.9mm厚的Low Profile軸體對桌上型電腦鍵盤來說自然已經足夠,但是近年來随着筆記本電腦的發展,有很多消費者開始使用筆記本電腦作為唯一的工作裝置,他們當然也會對更優秀的輸入體驗提出要求。

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當然,采用機械鍵盤的筆記本電腦盡管并不常見也并非從未存在。例如,微星的GT83 Titan這樣的重型闆磚遊戲本就曾經推出過搭載完整CHERRY MX軸體的機型,但作為代價,整機的厚度達到了60mm左右,在這個對整機厚度要求越來越高的市場環境下顯然也不合适。而考慮到必要的PCB與支撐高度,Low Profile軸體的優勢也隻能說聊勝于無。

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是以,Ultra Low Profile軸體應運而生。為了将軸體厚度壓到驚人的3.5mm,CHERRY團隊需要解決大量的工程問題,例如如何保證段落感與機械鍵盤獨有的回彈。

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最終,團隊決定将整個設計徹底推倒重來,采用一種形似超跑的鷗翼門設計,在保留機械鍵盤獨有的精準與觸感的同時又能讓整體的尺寸适合現代筆記本電腦的設計,其結果就是這套CHERRY MX Ultra Low Profile軸體。

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這套軸體第一次與消費者見面是在2021年的外星人m15/m17 R4機型,憑借優秀的手感驚豔全場。自此之後的外星人,以及今年的主流遊戲本G系列都開始提供可選的CHERRY MX機械鍵盤選項。

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除了在鍵盤的形态上動手腳,軸體的多樣性也是CHERRY另外的一個發力點。例如,2022年11月釋出的MX ERGO Clear與MX BLACK Clear Top兩款全新軸體,分别由玩家社群取名為玉軸與墨軸。這套軸體的特色不僅是具有書香古風氣息的本土化命名,還有它在經典五軸上混搭帶來的特色手感。玉軸細膩溫潤,墨軸順滑但柔韌,作為面向發燒友社群的全新軸體在市場上頗具競争力。搭載玉軸的CHERRY MX2.0、3.0等經典鍵盤也将在近期乘着CHERRY 70周年的東風上市,為玩家帶來更多的選擇。

總結

從伊利諾伊州的車庫企業到現在全球都有辦事處的跨國大廠,CHERRY的七十年不僅是潛心鑽研基礎技術的七十年,也是與計算機、資訊化浪潮深度綁定的七十年。小小的鍵盤承載着的是一代代工程師與發燒友對輸入手感的不斷探求。即使技術的不斷進步與消費者需求的不斷變化在鍵盤這一母題下提出更多要求,相信CHERRY也能憑借它在這一領域充足的曆史積累站穩腳跟,并為一代代使用者帶來更多的驚喜與創新。

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