数字键盘的简要历史记录

想象一下电话键盘和计算器。 您还记得没有偷窥的区别吗? 如果没有成功,那就没关系。 我们大多数人已经习惯了通用数据输入设备,以至于我们根本没有意识到在计算器上,如果将其与手机进行比较,则按键的顺序相反。 计算器按钮的上排包含键7-8-9,电话键盘的上排包含1-2-3键。 这两个键盘,无论是以物理设备形式还是以应用程序形式呈现,都以不同的方式排列,因此无法辨别任何逻辑原因。 他们为什么看起来那样?


电话键盘(左)和计算器键盘(右)

如您所见,由于这些键盘具有相同的用途-输入数字,因此它们之间存在细微但神秘的区别。 使用这些键盘的外观看起来完全相同,因此其差异的原因尚不完全清楚。 常识表明,某些技术局限性起作用。 由于发明人之间的专利斗争,也许键盘看起来像那样。 有人可能会尝试从人体工程学的角度来解释它们之间的差异。

我认为,回答有关数字键盘之间差异的原因的问题的答案将有助于找到提供它们的设备的演变历史。 深入研究历史之后,我们可以找出最早发明哪个设备,哪个键盘影响了另一个设备,更重要的是,谁首先提出了数字键盘。

打字机,收银机和计算器


一旦我看了一下键盘,就想知道在机器历史上何时开始使用键。 大约在第一次和第二次工业革命之间(1820年至1920年)出现了键盘。 在18世纪后期,一些发明者已经开始尝试类似钢琴的机器。

键盘问世的年份可以追溯到1844年,当时法国人让·巴蒂斯特·史威基(Jean-Baptiste Schwilge)创造了第一台带有键盘的计算机原型。 该机器使用了世界上第一个数字键盘,该键盘是一行按键,上面印有1到9的数字。


计算机键盘让·巴蒂斯特·史威基(Jean-Baptiste Schwilge),1844年

公平地讲,有必要提及Schwilge的两位前任,可以说是他们发明了基于数字键盘的人机交互界面。 因此,据报道,1834年,路易吉·托基(Luigi Torquay)展示了木制计算机的原型,该计算机的设备类似于打字机。 1822年, 詹姆士·怀特James White)在他的《新世纪的发明...》一书中描述了一种使用带有九个数字键的键盘的设备。 这两种设备都没有达到我们的时代;我们没有证据表明它们不只是虚构人物的想象力。


James White描述的计数设备的键盘,1822年

怀特的机器,即使仅存在于纸上,也可以被认为是实现具有直接控制功能的现代界面的最早例子。 该界面使用户可以专注于使用数据输入设备,而无需他们与机器的内部机制进行交互。 此方法不同于Pascal求和机或Tom de Colmar 高度计中使用的方法
应该注意的是,这些“想法”还没有为我们解释为什么现代计算器使用数字从9到0反向排列的键盘。

根据收款机模型设计计算器的意见 。 这是值得考虑的,因为在这样的机器上必须输入的代表一定金额的数字包含许多零,这使0键成为最常按下的键。 因此,应将其放置在键盘的最底部,以使其尽可能靠近操作员的手指。

尽管这种解释可能包含一些事实,但基于更容易达到位于键盘底部的零这一事实,该论点相当薄弱并且不能经受事实检验。 当您考虑到在1893年之前存在的早期收银机示例中,没有单独的键0并且没有现金箱时,这一点尤其明显。 另外,使用这种设备的工作现在还没有组织。

为了了解计算器和收银机之间的关系,您需要查看后者的历史。

1897年,美国俄亥俄州代顿一家酒吧的老板詹姆斯·里蒂(James Ritti)发现他的一些工人在偷东西。 当他看到汽船的螺旋桨轴的转速计数器时,就被这种景象所打动,发明了一种使用一组数字键和钟盘之类的机器。 现代收银机的祖先并非用于计算。 它使您可以记录销售信息并通过商店经理的电话通知它们。

早期的收银机(存在于1983年之前)具有键盘,通常由一两行水平键组成,这些键代表诸如10、15、20、30、35等值。 这些数字对应于商店和酒吧出售的商品价格,以美分表示。 只有在1894年NCR Model 79发行时才出现三排垂直键。


James Ritti的第一台收银机的键盘,1883年

应该注意的是,有较早的证据指出了按键垂直布局的发明。
1884年, 多尔·费尔特Dorr Felt)提出了一个有趣的想法,即可以处理大量数字的机器。 当这个想法发展到足够的程度时,他决定首先使用手边的东西来实现它,包括一个木制的面食盒,该面食盒扮演了他的机器主体的角色,即称压计。 压力计有八列按键,数字从9(上)到1(下)。 每列都是小数点后一位。 请记住,键序列中仍然不存在0。

同时,收银机继续发展。


Compometer键盘,1885年

在这里,这个故事已经变得越来越有趣了。 为什么Felt决定使用带有9到1的数字序列的键盘来表示数字? 那时,这种键的布置还不能说是熟悉的。 最后,算术机器的知识并不是特别广泛。

可以将这个问题的可接受答案与一些机械构造方法(可能与添加方法有关 )以及将键设置在与旋转鼓轮相关的运动杆中这一事实进行比较。 杆越长,鼓旋转越多。 因此,最长的杠杆对应于数字9,而最短的杠杆对应于数字1。同样的原理,在毡制之前,应用了Parmeli
这是回答有关计算机键盘上数字位置的问题的另一种方法。 它基于现代设计原理,超越了用设备的纯机械特性来解释一切的想法。 因此,根据计算机表的说明 ,假定操作员为了输入“ 9美分”,将不会按最右边一栏中的9键。 取而代之的是,他们将依次按下键4和5,然后机器将添加这些数字。 不建议在这种情况下触及键9,因为这样会降低计算速度,因为操作员必须将位于键盘下部区域的右手移至其上部。 感到非常重视效率。 这意味着最常使用的按键应该在操作员的手指够不到的地方。 感觉到对效率的渴望导致了计算机按键的这种排列,但是不能认为该机器的数据输入接口易于学习和使用。

为了在使用电表和竞争机器时获得最高的生产率,需要训练有素的操作员。 此外,尤其是在乘法运算方面,用一只手很难使用这样的设备。

1902年, 道尔顿计数机问世, 该机成为当时最流行的10键计数机 ,使带有多列键盘的计算器不那么受欢迎。 该设备是打字机的较小版本,其按键分为两行,每行五段。 键盘的布局看起来很奇怪:上排是数字24579,下排是13068。该设备的键盘有何特殊之处?

当然,您已经了解了这一点。 然后是0,这在以前查看过的键盘中没有看到。


道尔顿机器键盘,1902年

道尔顿机器,除了不需要使用单独的键来输入十进制数字的每个数字的新型键盘外,还具有内置的打印设备。 全世界的会计师都无法获得如此有用的发明。 但是,在这台机器出现之后,用于计算的设备的开发当然并没有停止。

1914年,瑞典裔美国人David Sandstrand提交了专利申请(第1198487号 )。 该专利的目的是增加求和机的可用性。 Sandstrand更改了按键的布局,使其更“合乎逻辑且自然”。 新的键盘布局基于9个键的主要部分,其中包含3个垂直键和3个水平键。 在该块的最上面一行是数字7-8-9。 在此块下方是一个放大的键0。您可以用一只手用这样的键盘,这使其成为“所有计算机键盘中最快的键盘”。


Sandstrand机器键盘,1914年

正是这种布局已成为计算器的标准,即使自诞生以来已经过去了一百多年,它仍然很重要。

从计算器到手机的方式


可以说计算器在其发展过程中对现代手机产生了影响吗? 也许是这样,但是无法给出该问题的确切答案。 按键式电话的实验最早是在1887年在贝尔电话公司进行的,该公司处于电话通信的最前沿。 这是在Elmon Brown Strowger发明磁盘拨号器之前。 Western Electrics在1919年投入商业使用。这种情况一直持续到1950年代,那时自动长途电话开始普及。 本地号码(通常是六个或更少的数字)已扩展为七个数字。 长途电话导致需要拨打11个号码。

随着电话号码长度的增加,拨打电话的错误数量也随之增加,这使得AT&T工程师怀疑这是否是由于电话服务运营商使用键盘带来的不便。


1950年代用于电话服务的键盘布局

1955年,进行了有关十键键盘上字符位置的研究 ,然后在1960年, 电话键盘进行类似的研究 。 这些研究的发现包含可能影响现代手机设计的信息。 AT&T打算改用音调拨号,这意味着要使用配备键盘的设备进行拨号。 确定最适合订户的键盘配置非常重要。


1960年的一项研究测试了键盘布局

该公司测试了15种布局,其中使用了外观奇特的对角线,棱锥,圆形和水平键组织方式。 这包括在现有设备(例如计算器)和打孔器(例如IBM Model 011)中使用的布局。出乎意料的是,计算器的键盘在这里的表现不佳。 受测者更喜欢键盘,键盘上的数字从左到右,从上到下。
特别是,使用2行水平键盘(5-5-H)的速度与使用3x3 +1布局的现代键盘一样快,它们之间的差异非常小。 AT&T选择了3x3 +1布局,这可能是因为它更加紧凑和通用。

注意前面句子中的“可能”一词。 它对我们来说会派上用场,并且会低一些。 两项研究都没有对理想键盘的问题给出明确的答案。 在英国,由于专利限制,他们开始使用5-5-H型键盘。


1960年代英国键盘5-5-H


1940年代最早的10个按钮式IBM 011型电锤之一的键盘

结合上述两项研究,有趣的是要注意以下几点:字母从未在10键数字小键盘的排列方式中起显着作用。 人们显然对数字从左到右的排列方式表示偏爱,无论采用字母键的位置如何,他们都通过这种方法显示出最佳的速度和准确性。 这种偏爱将基于字符的字母顺序的理论被证明是错误的。 结果,正是我们仍然使用的那些电话键盘才开始使用。

建设性决定和公认标准


影响设备设计的因素很多,其中包括技术及其局限性,人体工程学,用户感知度以及使用习惯。 似乎最后一个因素是最强大的,因为它代表了人们在数字时代所做的选择,当时设计思想的唯一物理限制是屏幕的尺寸。 看看您的iPhone或Android智能手机上的应用程序。 您会很容易发现,拨号盘和计算器的键盘设计与一百年前创建的类似设备的键盘相同。

为什么会这样呢? 程序开发人员在设计键盘时仍遵循类似标准的事实的唯一合理解释是,人们将比往常的工作界面更愿意学习而不是学习新知识。 也许这些接口已达到接口可以达到的最大优化级别。

实际上,非常有趣的是,在早期版本的Android和iOS中,电话键盘被用作在各种字段(例如,网页)中输入数字的标准界面。


手机键盘Android 6(左)和iOS 9(右)( inputtypes.com

在更现代的iOS版本中,代替了这种键盘,而是提供了一组特殊字符。
另一方面,如果您分析Oculus Go,事实证明计算器键盘可用于输入任何数字(我在Web应用程序中对其进行了测试)。


键盘Oculus Go ,2018

为什么苹果和谷歌宁愿只使用传统的电话键盘,甚至将字母保留在数字下? 为什么不创建专门为用一只手的拇指进行操作而优化的特殊数字键盘呢? 为什么没有为虚拟现实创建专用的键盘,而使用指针设备更容易使用呢? 考虑到数字键盘的两种经典布局都没有在速度上带来好处,因此它们的唯一优点是易于感知。 在程序中使用现有布局的原因很可能是易于实现,并且它们将现有软件用于软件中的人机交互。 智能手机保留了传统按键式电话的传统。 Oculus和Xbox遵循桌面应用程序的传统。

时间表


  • 1642年:Blaise Pascal的求和机器。
  • 1822年:带按键的James White计算机的概念。
  • 1844年:Schwilge计算机-历史上首次使用数字键盘。
  • 1857年:托马斯·希尔(Thomas Hill Machine),Comptometer的前身。
  • 1874年:E. Remington and Sons开始生产Schuols和Glidden打字机。
  • 1879年:詹姆斯·里蒂(James Ritti)创建了第一台收银机。
  • 1885年:一种压计,首次使用键盘,其列数从9到1。
  • 1887年:按键电话的早期原型。
  • 1887年:采用垂直布局的NCR 79型收银机。
  • 1902年:道尔顿的第一台计数机使用带有零的10键键盘。
  • 1914年:使用3x3 +1键盘布局的10键Sandstrand计数机。
  • 1919年:Western Electric&AT&T推出了磁盘拨号电话。
  • 1940年:除法运算出现在Olivetti Dividisumma计算器中。
  • 1940年:带有10键键盘的IBM电锤,上排为1-2-3。
  • 1955年:AT&T开始测试按键式电话。
  • 1963年:Bell推出了10键手机。
  • 1963年:佳能推出了首款电子显示计算器的原型。
  • 1966年:Sharp / Facit成立了带显示屏的电子计算器。
  • 2007年:苹果发布了iPhone智能手机,其中包括计算器应用程序。

亲爱的读者们! 您认为在可预见的将来是否有可能期望出现新的数字键盘布局,并且有机会像现有键盘一样流行?

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN424677/


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