基本设计原则
仅为建议,并非强制。
简约:如无必要,勿增实体
集群:格式塔原理布局
人因:人体工学设计,降低疲劳程度
注释:键圈主流换键帽换色与轴微调、壳改材质问题,本文不做评价
键盘设计中简约方向
1、配列简约。成年人双手手掌平均覆盖的1U键位大概有60个,太多键位则需要进行频繁移动。全键盘之所以不受欢迎,主要是空置键位太多,键鼠切换使用不便。
2、功能简约。某些键盘设计中,会附带一些诡异的功能,比如指甲盖大小的显示屏用来显示时间,都已经用电脑键盘了,使用小屏看时间的意义到底是什么?还有以语音输入为卖点的键盘,先不说口述的精准性,只说不停地语音输入,疲劳程度远高于手动键盘输入,另外语音输入是没有太多的使用场景的,无论是居家使用还是在公司办公,大多数人没有一个专属的空间用来进行语音输入。
3、需求简约。键盘设计可以对功能上精益求精,但是尽量不要过于追求轴体音效、键帽颜色、灯光特效等边缘需求。
4、风格简约。键盘设计中风格的统一简约能减少产品各模块之间造成的割裂感。比如,键圈卷出来的所谓的麻将音,大都会配上外形圆润的键帽会给人的感觉更加舒服。
连接方式
键盘连接方式一般包含三种,即平时所说的三模。
数据线连接
最为稳定,适合游戏场景,延迟最低。但是因为线的问题,略微影响桌面的美观性,而被很多用户弃用。
蓝牙连接
对于某些不支持蓝牙的老设备,需要用连接器,从这个角度来说,并不会有多大的使用体验上的提升。
2.4G连接
相对方便,与蓝牙模式相同,缺点是连接延迟与稳定性较单模数据线要差很多,并且这种无线键盘供电也是个问题,无论是定期充电还是更换电池,都没有想象中的便捷。
有些比较“奇怪”的用户,明知蓝牙与2.4G连接方式的问题,又是重度游戏用户,还拒绝使用有线连接,然后质问键盘厂家为什么连接不稳定。并且扬言:我可以不用,但你不能没有,亦或者是号称能感觉出键盘按键几毫秒的延迟。常用游戏中网络延迟造成的卡顿感作为例子。
注:无线模式蓝牙键盘偶尔断连或粘键、连击,胡乱连打出一大堆字符,这种有可能是蓝牙受到无线路由器 WiFi 2.4Ghz 信号的影响干扰导致的,而用户只会怪厂家的产品有问题。
人机环境交互中,直接发生关系的有三个系统,即感觉、神经、运动三个系统,其他系统则是人体内完成各种活动的辅助系统。感觉到延迟,不等于能影响到操作的延迟。感觉系统接收到游戏中的各种视觉听觉信号,经由神经系统处理,将结果反馈给运动系统完成操作。说直接点,职业玩家因年龄问题而退役,是因为神经与运动系统达不到职业要求。如果按照某些人的逻辑,键盘按键的延迟是影响职业玩家水平的主要因素,那些职业玩家怎么还会退役?是因为没钱买键盘么?人眼看一个目标要得到视觉印象,最短的注视时间为0.07-0.3s,人眼视觉的暂停时间平均需要0.17s。
视觉
由于大脑此两半球处理信息而言,在分析文字上左半球较强,而对于数字的分辨上右半球较强,而且视觉信息的性质不同,在大脑左右半球上产生的效应也不同,因此,当信息,发生在极短时间内或者要求做出非常迅速的反应时,上述视神经的交叉就起了很重要的作用。
视野
是指人眼能观察到的范围,一般以角度表示。视野按眼球的工作状态可分为:静视野、注视野和动视野。
(1)静视野:在头部固定、眼球静止不动的状态下自然可见的范围。
(2)注视野:在头部固定,而转动眼球注视某一中心点时所见的范围。
(3)动视野:头部固定而自由转动眼球时的可见范围。
在人的三种视野中,注视野范围最小,动视野范围最大。

在水平面内的视野是:双眼视区大约在左右60°以内的区域,在这个区域里还包括字、字母和颜色的辨别范围,辨别字的视线角度为10°~20°,辨别字母的视线角度为5°~30°;在各自的视线范围以外,字和字母趋于消失。对于特定的颜色的辨别,视线角度为30°~60°,人的最敏锐的视力是在标准视线每侧1°的范围内;单眼视野界限为标准视线每侧94°~104°。75配列受欢迎的原因之一便是因为大概在33cm左右,在坐姿、桌椅齿轮正常的情况下,75配列这种略窄于肩宽的大小刚好是在水平视野的优质范围之内。全配列键盘长度大概在44cm,很多区域超出了视线范围,字与字母会趋于消失。
在垂直平面的视野是:假定标准视线是水平的,定为0°,则最大视区为视平线以上50°和视平线以下70°。颜色辨别界限为视平线以上30°,视平线以下40°。实际上人的自然视线是低于标准视线的,在一般状态下,站立时自然视线低于水平线10°,坐着时低于水平线1 5°;在很松弛的状态中,站着和坐着的自然视线偏离标准线分别为30°和38°。观看展示物的最佳视区在低于标准视线30°的区域里。过多的行列键位对于键位识别来说,体验非常差,这并不仅仅是大键盘不利于操作的问题。
明适应与暗适应
当光的亮度不同时,视觉器官的感受也不同,亮度有较大变化时,感受性也随之变化。视觉器官的感受性对光刺激变化的相顺应性称为适应。人眼的适应性分为暗适应和明适应两种。
暗适应是人眼对光的敏感度在暗光处逐渐测定人的视觉阈值,亦即测定人眼刚能感知的光刺激强度,可以看到此阈值逐渐变小亦即视觉的敏感度在暗处逐渐提高的过程。暗适应的产生机制与视网膜中感知色素在暗处时再合成增加,因而增加了视网膜中处于未分解状态的色素的量有关。
人从亮处进入暗室时,最初看不清任何东西,经过一段时间,视觉敏感度才逐渐增加,恢复了在暗处的视力,这称为暗适应。相反从暗处刚来到明处,最初感到一片耀眼的光亮,不能看清物体,这称为明适应。

人眼虽具有适应性的特点,但当视野内明暗急剧变化时,眼睛却不能很好的适应,从而会引起视力下降。另外,如果眼睛需要频繁地适应各种不同的亮度,不但容易引起视觉疲劳,而且也容易影响工作效率。为了满足人眼适应性的特点,要求工作面的光亮度均匀而且不产生阴影;对于必须频繁改变亮度的工作场所,可采用缓和照明或戴一段时间有色眼镜,以避免眼睛频繁地适应亮度变化而引起视力下降和视觉疲劳。
对于键盘设计来说,酷炫的灯光需要遵循这么两点要求:第一,避免灯光对于眼睛的直接性刺激,通过键盘结构设计避免灯珠直射光源位于人眼水平线下40°以内;第二,必须有灯效控制功能,可以自由选择开关与亮度、模式调节。
视觉突然转移中,约有3%的视觉能看清目标,其余97%的视觉都是不真实的,所以在工作时,不应有突然转移的要求,否则会降低视觉的准确性。同样印证了键盘配列不应该过多的问题。
听觉
可听声主要取决于声音的频率,具有正常听力的青少年能够觉察到的频率大约是16-20000Hz,而一般情况下,人耳能听到的声音频率范围是20-20000Hz,人到25岁左右时,对15000Hz以上频率的声音感受灵敏度开始显著降低,当频率高于15000Hz时,听力阈值开始向下移动,而且随着年龄增长,频率感受的上限,逐年连续降低。但对小于1000Hz的低频率范围,听觉灵敏度几乎不受年龄的影响。听觉的频率响应特性对听觉传示装置的设计是很重要的。
听觉的绝对阈限是人的听觉系统感受到最弱声音和痛觉声音的强度。它与频率和声压有关。在阈限以外的声音,人耳感受性降低,以致不能产生听觉。声波刺激作用的时间对听觉阈限有重要的影响,一般识别声音所需的最短持续时间为20-50ms。
听觉的绝对阈限包括频率阈限、声压阈限和声调阈限。


人耳具有区分不同频率和不同强度声音的能力。辨别阈限是指听觉系统能分辨出的两个声音的最小差异值。辨别阈限与声音的频率和强度都有关系。人耳对频率的感觉最灵敏,常常能感觉出频率微小的变化,而对强度的感觉次之,不如对频率的感觉灵敏。不过二者都是在低频、低强度时辨别阈限较高。另外,在频率500Hz以上的声频及声强,辨别阈限大体上趋于一个常数。
不同的声音传到人耳时,只能听到最强的声音,而较弱的声音就听不到了,即弱声被掩盖了。这时一个声音被其他声音干扰而使听觉发生困难,只有提高该声音的强度才能产生听觉,这种现象称为声音的掩蔽。被掩蔽声音的听阈提高的现象,称为掩蔽效应。
工人在作业时由于噪声对正常作业的监视声及语言的掩蔽,不仅使听阈提高,加速人耳的疲劳,而且影响语言的清晰度,直接影响作业人员之间信息的正常交换,可能导致事故的发生。
噪声对声音的掩蔽与噪声的声压及频率有关。当噪声的声压级超过语言声压级20~25dB时,语言将完全被噪声掩蔽。掩蔽声对频率与其相邻近的掩蔽效应最大;低频对高频的掩蔽效应较大,反之则较小;掩蔽声越强,受掩蔽的频率范围也越大。另外,当噪声的频率正好在语言频度范围内(800~2500Hz)时,噪声对语言的影响最大。所以在设计听觉传达装置时,应尽量避免声音的掩蔽效应,以保证信息的正确交换。
应当注意到,由于人的听阈复原需要经历一段时间,掩盖声去掉以后,掩蔽效应也并不立即消除,这个现象称为残余掩蔽或听觉残留,其量值可代表听觉的疲劳程度。掩盖声又称疲劳声,它对人耳刺激的时间和强度直接影响人耳的疲劳持续时间和疲劳程度。刺激越长、越强,则疲劳程度越高。
电磁阀、蜂鸣器等配件安装于键盘,不是很理解好处是什么?至少从危害来说,是伤己大于伤人。
格式塔
简单:在人眼的认知过程中,大脑会倾向于把一个复杂的物体解析成较为简单的物象来理解,以降低大脑的认知负荷,这就是简单原则。简单原则是格式塔的核心与基石,当我们看一个画面时,大脑并不会把他们拆解为独立的点线面体,而是会自动对元素进行组合、甚至脑补缺失,以便让它们呈现为一个相对完整且简单的整体。这种特性往往在键盘外观轮廓设计中较为明显。
接近:大脑会倾向于将彼此靠近的元素视为一个组,这就是接近法则。键盘设计中,功能键、F区、字母区、数字区等,元素不同,在物理设置上应该通过排序、位置、大小、颜色作为区分。
相似:具有相同属性的元素,会比看起来完全不同的元素更具有关联性,这就是相似原则,我们的大脑会倾向于将相似的元素视为一个组。原厂高度的键帽在常规键盘中,因为横向高度相同,会更容易被归为一类。
连续:我们的视觉倾向于感知连续的形式而不是离散的碎片,这就是连续性原则。在感知中缺少的部分大脑会对其进行补充。
闭合:我们的视觉系统会自动尝试将敞开的图形关闭起来,从而将其感知为完整的物体而不是分散的碎片,这就是闭合原则。简单来说,就是人类视觉倾向于看到整个物体,即使他们是不完整的。在人体工学键盘设计中,大拇指控制的按键通常为弧形,更容易产生闭合感。
背景:在具有一定配置的场内,有些对象突现出来形成主体,有些对象退居到衬托地位而成为背景,这就是主体与背景。对于游戏爱好者WASD四个键是较为特殊的,往往会特意使用高饱和度的颜色凸显。还有上下左右按键往往也是会被特殊显示的。
共体:无论元素之间的距离有多远,或者它们看起来有多不同,只要它们一起运动或变化,它们就会被认为是相关的,这就是共同命运。共体特性体现在键盘中就是组合快捷键,像常用的Ctrl与VCZSX键在各种应用中是基本的组合,这种共同变化,在格式塔心理中,这些按键便会被认为是相关的。
键盘造型
曲腕。桡向偏移,指手沿大拇指方向腕部弯曲;尺骨偏移,手沿小指方向腕部弯曲。

键盘设计中针对于这个问题,可以采用分体键盘、八字形键盘、Alice键盘、或者下图中错位键盘进行解决。

腕关节弯曲、伸展。弯曲:减小相邻骨之间角度运动;伸展:增大相邻骨之间角度的运动。

正常情况下可以选用人体工学键盘使大拇指位置高,小拇指位置低,键盘横切面呈现山形坡度。这种设计能够更好的贴合手掌,并且使手掌和手臂平行。
传统键盘容易引起肩部、肘部、腕部的损伤。上臂处于前伸状态,此时斜方肌持续紧张,导致肩部疼痛,这个症状常与颈部症状共存,因此称为肩颈综合征。传统键盘敲击时候,由于键盘和鼠标都高于操作台,腕部常处于上翘状态,手腕背屈时腕部伸肌持续紧张,可引起操作者的肘部症状,表现为疼痛,手腕背屈时疼痛加剧,常称为肱骨外上髁炎,又称网球肘。腕部不到要经常敲击键盘和点击鼠标,因此强迫体位与频繁活动联合作用,使腕部的症状更为常见和严重,也就是上述的腕部通道症候群。在腱与附近的韧带和骨头发生摩擦处,在关节处或相邻的腱就很容易受伤。通常的一些症状表现为受影响的部位会隐隐作痛。常见的腱损伤一般有两种:肌腱炎和腱鞘炎。肌腱炎是出于重复紧张而导致的一种腱的炎症,受损伤的腱内的个别纤维可能被拉伤,而且被感染的腱会肿大,可能会虚弱,如果腱的损伤涉及手的滑液鞘,则会导致腱鞘炎。研究表明,腱的滑液鞘如果一小时内运动1500-2000次,就会产生腱鞘炎。这些症状包括手的刺痛、麻木和疼痛,如果这些症状进一步加剧,手可能有丧失感觉和握力的危险。

现在有许多人体工学键盘融合了鼠标功能,能够降低手腕关节、手臂的长期密集、反复和过度的活动造成的腕部关节的麻痹和疼痛。手外科专家认为鼠标比键盘更容易造成手的伤害,鼠标的位置越高,对手腕的损伤越大;鼠标的距离身体越远,对肩的损伤越大。鼠标和身体的距离也会因为鼠标放在桌上而拉大,这方面的受力长期由肩肘负担,也是导致颈肩综合征的原因之一。上臂和前身夹角太大,前臂将带着上臂和肩一同前倾,会造成关节、肌肉持续紧张。
键位配列
以人体平均数据以及常规键盘数据分析:成年男女的除拇指外的手指平均长度最佳舒适区仅能控制三行按键,在与大拇指并行操作中,不对手掌进行明显位移的情况下,控制的极限只有四行按键。而四指左右两侧拓展的极限距离为一列。大拇指半弧形控制区,内侧为收缩时与中指交接处,外拓极限到拇指最大化张开,为五个键位的控制区,微动调整可额外增加两个控制键。综上所述,分体直列键盘单手控制区域为:6×4+6=30,双手键盘为60键。而单体键盘或错列键盘因为较为不适的操作角度而导致控制按键的减少。
过多的键位需要手掌进行位移,过少的键位,对于手指的功能性略有浪费。

人体手指基本就这三种形态,主要区别就是食指与无名指,中指最长,小拇指最短,因为食指与无名指情况特殊,为了适应大多数人,在键盘的键位设计中,无名指与食指控制列应该是齐平的。小拇指相较于无名指下移一个键位,这种设计使最贴合人体手指状况的。如下图所示: