Клавиатура кажется самым обычным устройством, с которым мы сталкиваемся ежедневно. Однако задумывались ли вы о том, насколько разнообразными они бывают? Существует множество раскладок, самые различные формы, и даже механизмы нажатия клавиш отличаются друг от друга. Но самое главное заключается в том, что у этого, казалось бы, банального устройства имеется чрезвычайно насыщенная история и множество интересных технологических решений.
В этой статье мы разберёмся в истории клавиатуры: как набирали текст на устройствах, напоминающих фортепиано или сферу, почему QWERTY стала главной раскладкой в мире, и какими будут клавиатуры будущего.
Где начинается история клавиатуры?
При подготовке материала возник закономерный вопрос: где же начинается отсчёт истории клавиатуры? Если рассматривать клавиатуру как устройство для ввода информации, то можно утверждать, что её история начинается в третьем веке до нашей эры.
Гидравлос: первая клавиатура в истории?
По некоторым данным, именно тогда грек по имени Ктесибий придумал водяной орган — гидравлос. С помощью специальной клавиатуры пользователь устройства перекрывал заслонки, тем самым воспроизводя звуки различной высоты. Получается, клавиатура была создана примерно 2300 лет назад.
Технически это может быть и так, но правильнее сказать, что тогда была придумана концепция управления устройством при помощи механических переключателей. На самом деле, тема музыкальных инструментов ещё долго не отпускала изобретателей. Когда речь зашла о создании устройства для ввода текста, они решили не изобретать велосипед и придумали нечто, напоминающее клавиатуру фортепиано.
Телеграфная клавиатура
Что в целом логично: такой форм-фактор был самым распространённым в мире клавишных устройств. Правда, использовалась она не для печати текста, как на печатной машинке, а для телеграфа. Чтобы передать информацию, каждую клавишу подписывали нужным символом — это было удобнее, чем передавать информацию азбукой Морзе.
Рождение печатной машинки
Если же говорить о более-менее классической клавиатуре, то первый патент на печатное устройство датирован 1714 годом. Его автором стал изобретатель Генри Милл. Суть изобретения заключалась в следующем: пользователь нажимал на кнопку или клавишу, срабатывал механизм, и специальный молоточек с чернилами выбивал на бумаге нужную букву.
Зачем нужны были печатные машинки?
Давайте остановимся на этом моменте подробнее. Зачем вообще было нужно подобное устройство? Не проще ли было писать от руки?
Как ни странно, первые прототипы печатных устройств были придуманы для того, чтобы набирать текст могли слепые люди. И только после этого пришло осознание, что у таких устройств есть множество преимуществ.
Во-первых, это стандартизация шрифта. Плохой почерк никто не отменял, и печатный текст было удобно использовать в государственных документах или договорах купли-продажи. То есть технология печати могла упростить коммуникацию между людьми и избавить их от лишнего недопонимания.
Во-вторых, это было просто быстрее. Не нужно было выводить символы, следуя каллиграфическим канонам — просто нажал клавишу, и буква появилась.
Первые коммерческие модели
Несмотря на первый патент 1714 года, массовые устройства стали появляться только в середине 1800-х годов. И эти устройства были весьма необычными.
Шар для письма был изобретён в 1865 году Расмусом Малинг-Хансеном, директором Королевского института глухонемых в Копенгагене. Это была первая пишущая машинка, поступившая в коммерческую продажу. Клавиши располагались на полусферической поверхности, что делало устройство похожим на ежа.
Более классическая машинка называлась Pterotype (птеротайп). Она была представлена в 1867 году и тоже не снискала коммерческого успеха, но заложила основу для всех остальных моделей. Клавиатура располагалась в одной плоскости, и набирать на ней символы было значительно удобнее.
Проблема раскладки: рождение QWERTY
Но главная проблема заключалась в другом — в раскладке. Как расположить символы на клавиатуре наиболее эффективным способом? Многие решения того времени просто расставляли буквы в алфавитном порядке. И, конечно, это было неэффективно.
Почему? Просто потому, что есть буквы, которые используются чаще остальных, и, соответственно, их надо расположить ближе к пальцам. Это ускорит процесс печати.
Remington и Кристофер Шоулз
В 1867 году изобретатель Кристофер Лэтам Шоулз явил миру машинку Remington. Вы наверняка слышали это название. У этой машинки уже была легендарная раскладка QWERTY. Ну, точнее, она была не совсем такой, но почти: спецсимволы шли отдельными клавишами.
Почему была выбрана именно такая раскладка?
На этот счёт существует несколько версий. Исследования даже проводил Киотский университет в 2011 году.
Первая версия (наименее правдоподобная) гласит, что раскладка QWERTY должна была замедлить набор текста пользователями, тем самым избежать заклинивания механизмов. Якобы печать на алфавитной клавиатуре получалась слишком быстрой, и машинки ломались.
Вторая версия поинтереснее: главной аудиторией машинок были телеграфисты, а раскладка с алфавитным порядком сбивала их с толку при переводе азбуки Морзе. То есть вариант, созданный Шоулзом, учитывал опыт телеграфистов.
Истинная причина появления QWERTY
Давайте разберёмся, что к чему на самом деле. Дело в том, что самые первые механические пишущие машинки имели проблему с застреванием буквенных рычагов. Если две соседние буквы были нажаты подряд, то рычаги могли застрять вместе.
Поэтому Кристофер Шоулз придумал расположить клавиши таким образом, чтобы минимизировать вероятность застревания рычагов при наборе английского текста. Буквы расположили так, чтобы часто используемые пары (так называемые биграммы) находились на противоположных сторонах клавиатуры. Это позволяло рычагам двигаться в разных направлениях и не сталкиваться друг с другом.
Например, частые биграммы TH и HE разделены на клавиатуре именно по такому принципу. В то же время распространённое сочетание ER на современных версиях клавиатур находится рядом. Однако в первых версиях раскладки между ними стояла точка, тем самым разделяя рычаги.
В итоге QWERTY стала использоваться повсеместно и укоренилась настолько, что остаётся с нами уже целых 157 лет (по состоянию на 2024 год).
Эволюция QWERTY
Чуть позже появилась машинка Remington № 2. В то время существовали разные версии устройств, и в ней появилась усовершенствованная версия раскладки QWERTY. Общее количество клавиш сократилось до 40, добавились новые клавиши — Shift (uppercase и lowercase), а знаки препинания объединились с цифрами. Главное — появилась возможность печатать не только прописные буквы, но и строчные. До этого все машинки печатали по сути только заглавными буквами.
Современные споры о раскладках
К слову, интересно, что на форумах клавиатурных энтузиастов проходят жаркие баталии до сих пор. Когда готовился этот материал, сложилось впечатление, что сообщество разделилось ровно на два лагеря: сторонники QWERTY и все остальные.
Кстати, если вам интересно узнать историю клавиатуры или просто нюансы конкретно вашей модели, рекомендую сайт Geekboards (актуален на 2024 год). Десятки статей, собственная вики, форум энтузиастов, барахолка — множество полезной информации. Если у вас возникают любые вопросы по клавиатурам, вам точно туда.
У ребят есть ещё и свой магазин с огромным ассортиментом: десятки брендов механических клавиатур, компьютерные мыши. Помимо этого, есть раздел аксессуаров, где можно приобрести необычные клавиши любых форм и размеров, чехлы, кабели и даже ножки для мышек. А если вы предпочитаете решать проблемы самостоятельно, там можно приобрести необходимый инструмент для ремонта или обслуживания ваших гаджетов.
Если вам хочется сравнить мембранную клавиатуру с механикой, потестировать ретро-клавиатуры, рекомендую посетить шоу-рум магазина — там очень интересно. У ребят есть также отличный YouTube-канал с качественными обзорами и разборами.
От печатной машинки к компьютерной клавиатуре
Итак, получается, что первая клавиатура была разработана примерно 160 лет назад. Похоже на правду. Но как появилась именно компьютерная клавиатура?
Первые компьютеры и их управление
Перед вами самые первые в истории компьютеры: Colossus, Mark I и ENIAC. Все эти суперкомпьютеры управлялись примерно одинаково: оператор переключал специальные штекеры, тем самым программируя команды.
Можно сравнить с тем, как мы подключаем разные электронные приборы к розеткам или выключателям. Например, если мы хотим включить лампу, мы подключаем её к розетке и переводим выключатель в положение «включено». Если хотим включить телевизор, то втыкаем вилку в другую розетку и переводим переключатель в положение «включено».
Аналогичным образом 80 лет назад пользователи компьютера ENIAC управляли тем, какие данные передаются на компьютер и какие вычисления выполняются. Посмотрите, как это выглядело: огромное количество слотов подключения, сотни переключателей и проводов.
Объединение машинки и компьютера
Конечно, это было крайне неудобно. Вывод напрашивался сам собой: у нас уже были печатные машинки, предназначенные для набора информации, и были компьютеры, которые эту информацию обрабатывали. Постепенно учёные и инженеры пришли к пониманию, что эти устройства предназначены друг для друга.
К этому моменту на рынке уже появились так называемые электрические печатные машинки. Их главной особенностью была ёмкостная клавиатура. Кнопки состояли из двух площадок из олова и никелированной меди, которые не соединены друг с другом. Когда нажимаешь такую клавишу, расстояние между площадками уменьшается, при этом изменяется электрическая ёмкость. Уменьшение ёмкости подавало ток, который обрабатывался контроллером клавиатуры, и он генерировал код нажатой клавиши.
Конечно, ход нажатия на таких клавишах был намного более лёгким.
Персональные компьютеры
К концу 1970-х годов компьютеры постепенно перестали занимать целые этажи зданий и стали доступны обычным пользователям. Появилась возможность выпускать компактные устройства. Но куда же поместить всю начинку компьютера? Конечно, в клавиатуру!
Теперь клавиатура решала сразу две задачи: она помогала вводить информацию и выступала в роли, по сути, системного блока. Помните компьютер Commodore 64 или Apple II? Они назывались клавиатурными компьютерами.
Безусловно, клавиатуры этих машин по функциям и по количеству клавиш превосходили электрические печатные машинки. Так, например, был добавлен ряд функциональных клавиш, появились Control, Alt, клавиша с изогнутой стрелкой стала называться Enter. И вообще, они создавались преимущественно для программистов.
Именно тогда закрепился современный формат клавиатур со всеми Alt и Enter. Это произошло примерно 40-45 лет назад (в начале 1980-х).
Новый виток войны раскладок
Что было дальше? Произошла очень интересная вещь: оказалось, что популяризация клавиатур привела к новому витку холивара вокруг раскладок.
Самой популярной по-прежнему оставалась QWERTY, но её путь к вершине был непростым. Какие были конкуренты?
Раскладка Дворака
Раскладка Дворака — её в начале XX века (точнее, в 1930-х годах) придумал профессор Август Дворак. Он всячески критиковал QWERTY, считал её несовершенной раскладкой. Чтобы создать свою, он предпринял несколько научных шагов.
Во-первых, он собрал статистику по частоте использования каждой буквы в английском языке из разных источников — таких как газеты, книги и телеграммы.
Во-вторых, там, где находятся указательный и средний пальцы (домашний ряд), он разместил самые часто используемые буквы. Менее популярные буквы разместились в других рядах клавиш таким образом, чтобы минимизировать перемещение пальцев с одной клавиши на другую.
Более того, Дворак настолько увлёкся темой, что написал целый научный труд на 500 страниц, посвящённый этой раскладке. В частности, у него получалось, что если при работе с QWERTY-клавиатурой пользователь «пробегал» пальцами около 32 километров (за рабочий день), то на его раскладке это было примерно полтора километра — разница более чем в 20 раз!
Судьба раскладки Дворака
Несмотря на все его труды, раскладка Дворака не смогла стать популярной за время жизни изобретателя. В 1970-е годы даже вышло интервью, которое называлось «Упрощённая клавиатура Дворака: 40 лет разочарования». Профессор умер в 1975 году, так и не узнав, что через 7 лет Американский национальный институт стандартов (ANSI) официально признает раскладку Дворака — хоть и с некоторыми изменениями в виде переноса символов.
Но главный парадокс заключается в том, что несмотря на то, что раскладка Дворака теоретически быстрее, большинство современных рекордов скорости набора текста ставятся всё ещё на раскладке QWERTY (по состоянию на 2024 год).
Раскладка Colemak
В 2006 году Шай Коулман разработал латинскую раскладку специально для компьютеров и назвал её Colemak. Главная философия раскладки заключается в том, что популярные QWERTY и Дворак создавались под печатные машинки, а Colemak был придуман под компьютерные реалии и призван избавиться от недостатков предыдущих раскладок.
Особенность этой раскладки в том, что 10 самых популярных букв латиницы и Backspace размещены во втором (домашнем) ряду. А популярные среди программистов комбинации Ctrl+Z, Ctrl+C, Ctrl+V и так далее можно нажать одной рукой.
На сегодня (2024 год) Colemak считается третьей по популярности латинской раскладкой после QWERTY и Дворака.
Кстати, для любителей сочетаний Control существуют специальные клавиатуры с дополнительными клавишами-модификаторами.
Эволюция механизмов клавиатур
Помимо расположения букв, развивалось и устройство самих клавиш. Мы уже рассмотрели ёмкостную клавиатуру, но такие сейчас практически не используются. Какие механизмы клавиатур существуют в настоящее время?
Мембранные (плёночные) клавиатуры
Мембранные клавиатуры, их ещё называют плёночными, отличаются очень низкой стоимостью и исключительной компактностью — их толщина составляет доли миллиметра.
Но главный недостаток таких клавиатур — это практически полное отсутствие тактильной отдачи. Для её имитации на них сверху даже ставили резиновые колпачки. Раньше такие клавиатуры использовали повсеместно, практически во всей технике, включая компьютерные клавиатуры. Но теперь представители плёночной технологии остались разве что в бытовой технике — можете найти их на микроволновках или холодильниках.
Резино-мембранные клавиатуры
Существует логическое продолжение плёночной технологии — резино-мембранные клавиатуры. Основа осталась такая же (пленочная), но существенно переработан механизм нажатия клавиш.
Клавиша такой клавиатуры состоит из:
- Толкателя (или кнопки), на который мы давим пальцем
- Резинки, которая продавливается в зависимости от силы нажатия
- Мембранной плёнки с проводящими дорожками
Большинство компьютерных клавиатур, особенно на ноутбуках, являются резино-мембранными. Они совмещают дешевизну производства и адекватную тактильную отдачу.
Но есть и минусы: сила нажатия должна быть «до упора», от этого устают пальцы, и сама мембрана со временем приходит в негодность.
Ножничные механизмы
Есть небольшое ответвление таких клавиатур — так называемые ножничные механизмы. Подобные активно использовала Apple в своих ноутбуках (иногда их называют «бабочка», хотя это отдельная разновидность).
Основная идея в том, что такой механизм занимает меньше места, что актуально для ноутбуков. Клавиша крепится на двух перекрещивающихся пластинах, которые при нажатии складываются, как ножницы.
Механические клавиатуры
И наконец, механические клавиатуры. Круг замкнулся: механика была придумана ещё во времена печатных машинок, а сейчас испытывает новый бум и возрождение. Клавиатурные энтузиасты считают такой механизм лучшим. Давайте попробуем понять, почему.
Устройство механических переключателей
Главным признаком механических клавиатур является наличие так называемых свитчей (переключателей). Они замыкают и размыкают механические контактные пластины. Также в этот переключатель встроены пружины, которые позволяют регулировать силу нажатия.
За счёт такого механизма:
- Клавиатура быстрее срабатывает при нажатии
- Силы прикладывается намного меньше
- Разные свитчи позволяют выбрать именно ту обратную отдачу, которая вам подойдёт
Преимущества механических клавиатур
Такие клавиатуры отличаются:
- Повышенной долговечностью (до 50-100 миллионов нажатий)
- Высокой ремонтопригодностью по сравнению с мембранным типом
- Повышенной скоростью отклика
- Определённым звуком и тактильными ощущениями
Ещё они звучат все совершенно по-разному — можно выбрать под свой вкус: от почти бесшумных до громко щёлкающих.
На сайте Geekboards вы можете посмотреть и сравнить множество самых разных механических клавиатур. А ещё они очень красивые — существуют модели с RGB-подсветкой, необычными корпусами и дизайнерскими клавишами.
Клавиатуры будущего
Что будет с клавиатурами дальше? Пока сказать сложно, но из интересных концептов можно выделить несколько направлений.
Лазерные проекционные клавиатуры
Лазерная клавиатура: проектор проецирует изображение клавиатуры на любую поверхность, а датчик отслеживает движения пальцев.
Главный плюс — это компактность. Можно куда угодно принести такую клавиатуру, она умещается в кармане.
Главный минус — это полное отсутствие тактильной отдачи. Пока не совсем понятно, как это можно преодолеть. Так что полный отказ от классических клавиатур вряд ли случится скоро.
Клавиатуры для VR и AR
С другой стороны, если популярными станут VR- и AR-системы, игры и виртуальные миры, то там потребуется какой-то новый способ ввода информации.
Например, существует воздушная клавиатура — специальные перчатки или датчики отслеживают движения пальцев в воздухе, имитируя печать на невидимой клавиатуре. Правда, для эффективного использования такого устройства надо выучить метод слепого набора.
Нейроинтерфейсы
Ещё одно перспективное направление — нейроинтерфейсы, которые позволят вводить текст силой мысли. Компании вроде Neuralink уже работают над подобными технологиями, хотя до массового внедрения ещё далеко.
Адаптивные клавиатуры
Также разрабатываются адаптивные клавиатуры с экранами E-Ink на каждой клавише, позволяющие мгновенно менять раскладку, язык или функции клавиш. Некоторые модели уже доступны на рынке, хотя и по высокой цене.
Заключение
История клавиатуры — это увлекательное путешествие длиной почти в 2300 лет: от античных водяных органов до современных механических RGB-клавиатур и футуристических проекционных устройств.
Мы прошли путь от первых печатных машинок с их механическими рычагами до современных компьютерных периферийных устройств. Увидели, как формировались раскладки (и почему QWERTY победила, несмотря на свои недостатки), как развивались механизмы нажатия клавиш, и какие инновации ждут нас в будущем.
Интересно, что базовые принципы, заложенные более века назад, остаются актуальными и сегодня. QWERTY по-прежнему доминирует, механические переключатели переживают ренессанс, а эргономика и тактильные ощущения остаются главными критериями при выборе клавиатуры.
Клавиатура прошла долгий путь от вспомогательного инструмента для слепых до центрального элемента взаимодействия человека с компьютером. И хотя голосовой ввод, жесты и нейроинтерфейсы постепенно завоёвывают свою нишу, классическая клавиатура вряд ли исчезнет в ближайшие десятилетия — слишком уж хорошо она справляется со своей задачей.
