LazyBoard双轨迹球一体式键盘设计方案

一 引言

1.1 前言

有人说，是懒人和疯人改变了世界--懒人为技术的改进提出需求，疯人则去大胆的创意和实现。在我们的生活中，汽车、计算机都是典型的例子。我们在日常生活里大多数人习以为常的键盘鼠标触摸板中，寻找到一个可以"偷懒"的办法，于是一个疯狂的懒人键盘--LazyBoard诞生了。

1.2 项目背景

鼠标和键盘是计算机上最常用也最重要的输入设备，二者分别承担着字符输入和指针控制的功能，如果仔细分析，会发现这两种输入设备在使用中有着巨大的差别。人们在使用键盘时主要运用手指敲击,移动区域则依靠手指屈伸，手腕及手臂的运动幅度很小，且对大拇指的使用有限；而使用鼠标的时候，移动主要依靠手腕及手臂运动，手指则主要负责点击按键或前后滚动滚轮。可以看到，使用两种输入设备时运用的上肢肌肉群及肌肉运动模式其实相差很大。另一方面，在进行诸如网页浏览、即时通信、软件办公以及代码开发等行为时，一只手常需要在二者间来回移动切换（图1.1），这就造成了我们在使用鼠标及键盘的过程中手的运动缺乏连贯性，大大降低了键盘输入或鼠标移动的效率甚至节奏感，也使得同时使用二者显得麻烦。

鼠标与键盘使用中手的切换

特别是对于便携式电脑的使用者来说，浏览网页、即时通信以及软件办公本就是最主要最常用的功能，但在车厢、机舱、野外等特殊的使用环境中，使用鼠标不仅意味着用户要额外携带一个外接设备，还需要为其开辟一块高度与面积合适的使用空间，这就使得键盘鼠标间的切换更加局促而惹人厌烦。

1.3 目前已经成熟的解决方案调研

由于前节所述的一些问题和用户需求，人们在输入设备的简化上进行了多方面的尝试。一种是尺寸外形上的优化，比如迷你鼠标[1]（图1.2左）、利用摄像头分析手指动作的"鼠标"[2]，但是这种方法在鼠标键盘的运动模式及移动切换上并无实质性的改进。第二种方法则是尝试将鼠标与键盘融为一体，最具代表性的就是触摸屏、触摸板与"小红点"。触摸屏的指针控制方便且有效缩小了面积，但是始终难以像键盘一样保证文本的输入效率；触摸板是目前大多数便携式电脑的标配，它在一定程度上改善了鼠标键盘间来回移动的问题，并在滚轮鼠标基础上增加了多点触控缩放功能，但是触摸板一方面增大了面板的面积，另一方面尽管其被放置在空格键下方，但单靠大拇指操纵并不现实，这也意味着运动模式及移动切换的问题仍然存在；Thinkpad的"小红点"设计解决了运动范围及移动切换的问题，也有助于缩小面板，但是其运用却相当依赖力道或"手感"，并非所有人都能灵活操纵，且其不具备滚轮和缩放功能，这也是为什么大多Thinkpad的"小红点"电脑仍然会配有触摸板。

从改善输入模式与缩小设备尺寸来看，将指针设备（鼠标）与字符设备（键盘）融合显然是一个更好的选择，但是可否寻求一种更为舒适和便捷的输入手段呢？有人设计了将轨迹球嵌入的一体式键盘（图1.2右），轨迹球操作起来简单灵活，但是较大的球径使其变成了触摸板的另一种形式，同时却失掉了滚轮及多点触控功能[3]。

左：迷你鼠标；右：轨迹球键盘

1.4 Lazyboard 键盘及其与现有解决方案比较

尽管单轨迹球键盘并不成功，但是用轨迹球替代鼠标或触摸板却使我们想到了一种崭新的模式--我们设计了一种新的双轨迹球键盘（图1.3），把两个有按键功能的小型轨迹球嵌入空格键下方，结合轨迹球手势同时实现鼠标、触摸板与键盘的所有功能。双轨迹球可以方便地用大拇指操控，既保证了舒适感，又完全免去了手在鼠标与键盘间移动及改变肌群运动模式的烦扰，同时也大幅减小了设备面积，十分有助于便携式计算机的进一步小型化。

双轨迹球一体式键盘（3D效果图）

综前所述，我们将Lazybord键盘和已有的键鼠解决方案进行比较，可将它们的特点汇总成一张表格，如表1.1所示。

Lazybord 键盘和其他键鼠解决方案比较