由實體按鍵的消失來看人機介面發展史

本篇引用自「愛范兒」經授權引用至本站,作者「肖欽鵬

為什麼這塊螢幕按了沒反應?

不到10 歲的小女兒拿著Game Boy Color(GBC)問Chris Cohoon,GBC 是1998 年任天堂出品的彩屏掌上游戲機,著名的《精靈寶可夢:金/銀》就是GBC 上的遊戲。

儘管GBC 是一代經典,但對10 後來說,遊戲機沒有觸屏是件匪夷所思的事情。從小玩iPhone、iPad 長大的她,對GBC 屏幕下方的按鍵熟視無睹。

Chris Cohoon 把這段視頻傳到了YouTube 上,不到一周時間就吸引了超過260 萬次的點擊。有網友在影片下面評論道:

現在的小孩連按鍵是什麼都不知道了,這世界到底怎麼了?

事實上,這只是半個世紀以來電腦交互形式變遷的一個縮影,也是一段實體按鍵的興衰史。

游標與圖形用戶界面的起源

2007 年,初代iPhone 的發布會上,賈伯斯曾這樣說道:

我們使用圖形界面來顯示所有用戶想要的東西,使用游標作為指針設備。

在觸屏成為移動設備的主流操作之前,游標一直作為手指的替代品廣泛存在於各種圖形用戶界面(Graphical User Interface,簡稱GUI)當中。

(圖片來源:Cheat Sheet

圖形用戶界面和游標的發明,大大提升了電腦的使用效率,是現代電腦的基礎構成要素——而這一切,最早可以追溯到半個世紀以前。

1968 年12 月,43 歲的道格拉斯·恩格爾巴特(Douglas Engelbart)在舊金山電腦大會上,向全世界展示了他與斯坦福研究員們潛心鑽研十年的在線系統NLS(oNLine System)。

這是一套利用游標、和弦鍵盤以及顯示器來操作電腦的在線交互系統,在此之前,程序員主要通過穿孔卡和鍵盤來使用電腦,既低效又繁瑣。

不到兩個小時的時間裡,道格拉斯演示了文本編輯、超鏈接以及視頻會議等操作,游標能夠極快地在屏幕上定位,大大地提升了電腦的交互效率。

這是電腦史上最早的人機交互演示,被譽為「演示之母」。

(道格拉斯演示NLS系統,圖片來源:Computing History

當時,印表機巨頭全錄公司(Xerox)在看過演示之後,決定買下游標的專利,他們認為電腦處理文本效率的飛躍,很有可能影響到印表機的發展,因此決定把這項技術牢牢掌握在自己手裡。

1973 年,全錄旗下的研究機構帕羅奧多研究中心(Xerox PARC)研發出了人類史上第一台個人電腦Xerox Alto,搭載了採用三鍵游標操作的圖形用戶界面,並且引入了「桌面比擬」 (Desktop metaphor)的概念——文件和文件夾在電腦屏幕上排列,用戶可以用游標隨心所欲地點擊打開所需要的文件。

不過,Xerox Alto 並不是一個成熟商業化的產品,當時全錄對這樣的電腦並不是很感興趣。Xerox Alto 的成本實在太過高昂,僅三鍵游標成本就高達300 美元。因此Xerox Alto 只生產出了數千台,捐贈給了少部分大學和研究機構。

(Xerox Alto,圖片來源:Toasty tech

後來,賈伯斯在參觀Xerox PARC 時發現了Alto,如獲至寶的賈伯斯不禁驚嘆:

你們為什麼不拿這個做點什麼?這些東西太棒了,它將是革命性的!

三個月後,蘋果公司決定將這個點子進一步商業化,他們挖走了全錄的工程師,並在Alto 的基礎上對圖形用戶界面進行改善,還專門請來了工程師改進三鍵游標的設計,讓游標的成本從300 美元降到了15 美元。

1983 年,蘋果推出了高端個人電腦Apple Lisa,遭遇慘敗;1984 年,蘋果又發布了售價更為親民的Macintosh,這次,終於大獲成功。

(賈伯斯和Macintosh,圖片來源:ZpyKios Blog

有意思的是,當年為Xerox Alto 編寫字處理軟件Bravo 的工程師,後來又去了微軟,幫助比爾·蓋茲開發了Microsoft Word,並且登陸了Dos、Mac 平台。Word 幫助微軟成為Macintosh 最早的第三方開發商,進而影響了後來Windows 系統的研發方向。

多年後,當賈伯斯怒斥蓋茲抄襲Mac 時,蓋茲卻狡猾地回應道:

好吧,史蒂夫,我想我們可以從其他角度來看這個事情。我覺得事情更像是,我們都有一個名為全錄的土豪鄰居,我闖進他家想偷電視時卻發現,電視已經被你偷走了。

(早年的賈伯斯和蓋茲,圖片來源:Quora

到底誰才是抄襲者,幾十年來也沒有說個明白。唯一可以確認的是,構成現代圖形用戶界面的核心要素,半個世紀前便已塵埃落定:

游標、桌面、視窗。

這三要素協同工作,一舉解決了人機交互史上的兩個難題:精準定位& 快速切換。

 

遊戲手把的進化與實體按鍵的消亡

以鍵鼠、桌面、視窗為主的交互方式,儘管讓電腦操作變得更為高效,可同時也受到了顯示器的製約:

  • 桌面電腦時代,笨重的顯示器擺在桌面上,利用游標鍵盤進行交互
  • 智慧型手機時代,小型化的屏幕能握在手裡,利用手指觸控進行交互

圖形用戶界面的誕生只解決了人機交互的顯示問題,但隨著技術的發展,高效輸入的方式也遭遇了挑戰。如果顯示設備再一次發生巨變——最顯而易見的,或許是頭戴式的VR / AR 設備,當屏幕不再安置在桌上或拿在手裡,那麼電腦又該如何進行操作?

不妨,讓我們把目光放到另一個領域——電子遊戲,或許是這世界上最注重交互的產業。

1966 年,當道格拉斯正在斯坦福埋頭研究游標交互時,德裔工程師拉爾夫·貝爾(Ralph Baer)剛籌到一筆公司2500 美元的研發基金,用於開發一款代號為「棕盒子」的電視遊戲機,上面運行著那個經典的打乒乓球遊戲。

1972 年9 月份,在米羅華(Magnavox)公司資助下,基於「棕盒子」改良的電視遊戲主機「米羅華奧德賽」(Magnoavox Odyssey)正式發售,售價100 美元。與如今遊戲機豐富的操作不同,奧德賽的控制器僅僅只有兩個旋鈕,玩家通過這兩個旋鈕來控制乒乓球拍在平面空間中的精準移動。

(「米羅華奧德賽」遊戲演示,圖片來源:Computing History

雅達利(Atari)創始人諾蘭·布什內爾(Nolan Key Bushnell)受到奧德賽的啟發,聘請工程師艾倫·奧爾康(Allan Alcorn)依葫蘆畫瓢造出了名為「Pong」的投幣街機。

儘管遊戲內容與奧德賽並無二致,但街機版的「Pong」勝在遊玩更加方便廉價,名字也朗朗上口——而奧德賽遊戲機只是米華羅電視機的附庸,只能在少數電視機上運行,何況100 美元的售價也是價格不菲。

結果就是,開山立派的奧德賽並沒有名聲大噪,反倒是「山寨者」雅達利賺得盆滿缽滿。

(雅達利的「Pong」街機,圖片來源:ABC

在「Pong」大紅大紫之後,布什內爾和奧爾康又琢磨著把「Pong」改成一個單人遊戲。他們最終決定把這個項目交給年僅20 歲的雅達利技術員——仍未創立蘋果公司的史蒂夫·賈伯斯。

賈伯斯在史蒂夫·沃茲的幫助下,完成了單機版的「Pong」,這個遊戲被命名為「Breakout」,俗稱「打磚塊」。

時至今日,在iOS 11 的默認壁紙裡,你還能找到那張黑色背景的彩虹壁紙,與「Breakout」的初始畫面簡直如出一轍。

(「Breakout」打磚塊遊戲畫面,圖片來源:Every Video Games

靠「Pong」和「Breakout」等街機遊戲名利雙收的雅達利,之後又回到了受眾更廣泛的家用遊戲機領域。1977 年,雅達利推出了第二世代遊戲主機雅達利2600,其引入了街機上的搖桿控制器,賦予了電子遊戲更多元化的操作空間。

不過,好景不長。20 世紀80 年代,由於缺乏良好的審核機制、行業惡性競爭等原因,電子遊戲機產業迎來了史上最黑暗的時期。大量低質遊戲充斥著整個市場——其中最惡名昭彰的事件,莫過於僅僅開發了6 週卻出貨數百萬份的遊戲《ET》,這個遊戲最終大量滯銷,被當作垃圾處理掉了。

低質遊戲引起了玩家的嚴重不滿,導致了無數的差評和退貨。之後不久,賈伯斯的蘋果公司發布了Macintosh,個人電腦的流行取代了家用遊戲機的娛樂功能,遊戲機從此無人問津。

這段灰暗的歷史被稱作「雅達利衝擊」(Atari shock),直接導致電子遊戲市場的重心從美國轉移到日本,也讓未來幾十年電子遊戲交互形式產生了巨大的變化。

(「雅達利衝擊」時期被埋在地下的電子遊戲,圖片來源:Geekera

1983 年,正當北美電子遊戲市場由於「雅達利衝擊」焦頭爛額時,日本的電子遊戲產業卻開始蓬勃發展,任天堂首當其衝。三十多年來,任天堂對遊戲機產業貢獻巨大,也是探索各種交互方式的先驅。

1983 年,「紅白機」Famicon 發售,任天堂將街機搖桿進行改良,推出了「十字鍵」,至今這項經典設計仍可以在許多遊戲設備上見到。

(歷代任天堂主機裡十字鍵都是關鍵部位,圖片來源:Giphy

1996 年,主打3D 圖形的N64 上市,任天堂為手柄加入了類比搖桿和震動功能。震動反饋讓虛擬世界的電子遊戲與現實中的玩家產生了聯動,進一步提升了電子遊戲的沉浸感。

2006 年,主打體感操作的Wii 問世,原本只能靠按鍵、搖桿控制的遊戲有了更直觀的操作方式,同時也啟發了不少開發商製作體感遊戲軟件。通過體感進行精准定位,利用震動來模擬物理反饋,這就讓雙手擺脫了輸入外設的桎梏。

(體感遊戲機Wii,圖片來源:Giphy

2017年,新主機Nintendo Switch亮相,手柄搭載了「HD震動」功能,可以模擬出擊劍、滾珠甚至擠奶的觸感。iFixit在拆解Switch時發現,手柄與Oculus、HTC Vive等VR設備的手柄有不少相似之處,都是通過體感和震動來提升玩家玩遊戲時的代入感。

NASA 就曾和VR 公司Manus VR 合作,設計了一款主要用於宇航員訓練的VR 手套。通過VR 設備來模擬太空環境,而體感操作、震動反饋是提高真實感不可缺失的一環。

(Manus VR推出的VR手套,圖片來源:Manus VR

從某個方面上講,人機交互方式的進步,是從用雙手操作輸入設備,再到雙手成為輸入設備的過程——當用手就能夠精準地控制一切時,實體按鍵的末日也就不遠了。

題圖來源:Cheat Sheet

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