为何经典？IBM ThinkPad 技术揭密

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为何经典？IBM ThinkPad 技术揭密IBM 一个具有传奇色彩的品牌，一个王者，一个业界的焦点。在消费者的心中，IBM几乎成了专业、稳定的代名词。事实也是如此，无论周围的世界怎样的动荡无常，其不变的不只是稳重的黑色，彩色的logo，还有其固化在人们心中的卓越品质。IBM的优点优势不胜枚举，其中关于IBM输入设备则是传说中的传奇，火红的指点杆，手感舒适的键盘无一不在人们口中传送，然而人们知道的是成功者的夺目光彩，却不知道每个成功背后的发展历程，今天，就让我们走到幕后，看一看IBM输入设备的技术与发展历程，品味一次经典，纵览一次历史。或许了解过coco怎样制作成咖啡，会更加懂得享受咖啡的纯香。（by：小病孩） IBM的「ThinkPad」系列，漆黑的躯体和红色的TrackPoint本身就构成一个著名的商标。TrackPoint是一款受欢迎的定位设备，在ThinkPad系列中被广泛采用。 选择笔记本电脑的基准因人而异。大小、重量、性能，都是重要的参考标准。可是，易用性必须是值得考虑的关键，毕竟良好的使用感觉比什么都重要。键盘和鼠标是接触时间最长最多的部件，因此，这些部件很大程度上左右机器的操作感。IBM是大胆采用TrackPoint并大胆抛弃传统定位设备的少数制造商之一。对ThinkPad的键盘寄予巨大热情用户也不少。 这个ThinkPad系列打破以前传统的机器登场了。2002年5月发售的「ThinkPad T30」系列，在ThinkPad标志性的TrackPoint之外又加上了touch pad装备。为了顺应市场的需要，IBM决心作新的尝试。但是，TrackPoint定位设备的主角地位却丝毫不变。 首先来看一看ThinkPad系列大受欢迎的输入设备的构造和设计思想。 ThinkPad T30』 TrackPoint是ThinkPad的代名词。可是，打破常识的产品5月登场了。是「ThinkPad T30」。 ThinkPad T30是ThinkPad 600→T20家族的笔记本，装载Pentium 4-1.8GHzCPU，外表上的第一的特征是palmrest部分装载了的touch pad。这主要针对不适应TrackPoint的初学者用户对象。　 2个定位设备的角色： 1.只使用TrackPoint　 2.只使用touch pad 3.光标移：TrackPoint，把touch pad作为拓展功能利用 4.光标移动：touch pad，把棒做为扩拓展功能能利用 5.两者同时使用 这些拓展功能被命名为「urutoranabi」，touch pad的拖曳和快速定位功能为浏览WEB页面提供了很大的便利，那些习惯于TrackPoint的用户能在幸喜之余感到极大的便利。 TrackPoint的棒部分并不是象游戏杆一样地倾倒。失真量规会随着施加的力量而变化，从而捕获光标移动的准确情形。图1，2表示了TrackPoint基本的结构。失真量规被配置在棒的上下左右4个地方，根据各自感应出的数据从而演算出光标运动的方向，速度和距离。 所谓失真量规，是一个将物理移动转换成电信号的传感器。金属在外力下会有一定程度的拉伸和收缩，而不同延展状态下，阻抗增减的范围也不同。利用这个原理，在薄的绝缘体上面镀上铜/镍等的金属，并且和四个方向上的感应器相连。这样，就可以利用失真量规查处阻抗的变化，从而推算出光标移动的状态。 照片2： TrackPoint的组件

　　TrackPoint的基本原理这样简单,不过，要实现合乎人的感觉的光标移动，仅仅调换失真度为电信号是不够的。还需要TrackPoint的驱动程序的配合才行。如果不安装驱动程序的话，使用过TrackPoint的用户一定会体验到这样的现象，当光标接近目标时，人会很自然的放慢TrackPoint移动速度。但是当光标移动到目标上，手松开后，会发现光标有轻微的“倒车”现象。这种光标跳回画面的现象，是由于沿着施力方向的金属丝有自然收缩和伸展的原因。而TrackPoint驱动程序就很好的解决了这个问题，从而使TrackPoint精确定位的名声更加响亮。　　 　　商标红的自来水笔帽也是努力钻研的结晶。这个自来水笔帽由橡胶制，当初表面没有凹凸，汗渍容易打滑。这个评价当初令TrackPoint的开发者们大为伤感。于是，表面涂层上添加了许多细小突起。这个突起是用静电拉丝工艺制作的树脂纤维植毛制品，表面被反复涂了好多层。虽然只是个是小零部件,制造工序也达到了15步。　

电容式触控板的工作原理是通过人体的电容来感知手指的位置，即当使用者的手指接触到触控板的瞬间，就在板的表面产生了一个电容。在触控板表面附着有一种传感矩阵，这种传感矩阵与一块特殊芯片一起，持续不断地跟踪着使用者手指电容的“轨迹”，经过内部一系列的处理，从而能够每时每刻精确定位手指的位置(X、Y坐标)，同时测量由于手指与板间距离（压力大小）形成的电容值的变化，确定Z坐标，最终完成X、Y、Z坐标值的确定。因为电容式触控板所用无需电源供给，特别适合于便携式产品。这种触控板是在图形板方式(Graphic Table Mode)下工作的，其X、Y坐标的精度可高达每毫米40点（即每英寸1000点）。　

图3 电容方式运作的touch pad，根据手指接触部位产生的电场的失真决定坐标。 与电阻式压力板和电磁式感应板相比而言，电容式触控板表现出了更加良好的性能。由于它轻触即能感应，用手指和笔都能操作，使用方便。而且手指和笔与触控板的接触几乎没有磨损，性能稳定，经机械测试使用寿命长达30年。另外，整个产品主要由一块只有一个高集成度芯片的PCB（Print Circuit Board，印刷电路板）组成。　　 　　touch pad为了适应超轻薄笔记本的需要，有时不得不做的很薄很薄。但是薄同样要付出占用较大面积的代价。可见小小笔记本的方寸之间有多少学问。因为可以很直观的在类似缩略的尺寸里用手指描绘屏幕上的距离，应此初学者很容易上手，因此也具有较强的用户市场。 　　ThinkPad T30touch pad，可以说是为哪些有时候用不惯TrackPoint的用户而设计的，如果将它做为主定位设备，那么对于喜好使用TrackPoint的用户来说，则是一个巨大的浪费。 对于大多数人从事文字工作的人来说，将光标移到行首或者行末都是一件令人讨厌的事情。如果能用键盘来实现快速定位将是非常惬意的。早期的IBM A4机型和大多数其他品牌的笔记本一样，并没有考虑这方面。但是从T30开始，这项人性化的措施被引入键盘设计的蓝图(照片e)。T30在方向键的空隙处添加了向左向右翻页/滚动的快捷功能键。 同时，取下键盘仔细注视的话，可以清晰的看见底板的边缘是稍稍向上翻起的(照片f)。有使用经验的人就能立刻体会设计者的灵犀，当使用PC时，身旁的饮料不小心泼到键盘里，遇到这种情况的大有人在。键盘上卷起的边缘就能很好的防止液体和异物灰尘等等进入机子的核心部分。当然，虽然有这样杰出的设计，但也不要经常把咖啡浇在键盘里面，也尽量不要有大无畏的病态心理，毕竟，本本是娇贵的，些许的防护措施并不能带来100％的保障。 照片e： 1997年登场的A4all in one笔记本「ThinkPad 380」和「ThinkPad T30」的cursor key。T30cursor key有快速翻页定位键。 局部细节注意

　　局部细节注意：右面上的键位被取下后的样子。弹簧的堞片设计取代了古老的橡胶底圈。虽然效果差别不大，但工艺却复杂许多。看似细小的部分，正是IBM区分其他公司的重要特征。

如果要用一句话解释takutairu，简单地说，是「按下键盘的感觉」。其实对打字老手来说，越是轻的键盘输入越快，“轻快”二字的确有一定的联系。可是，对键盘不习惯的初学者来说，键帽按下去了，却找不到弹力的感觉，丝毫没有按键的“快感”和“成就感”。　 takutairu的实现通过调整橡胶半圆形皮碗形状的皮碗进行。专栏图6，7表示了键程和施力的关系图表。初始为A状态。当键位开始被按下时，橡胶半圆形皮碗产生变形，键位开始移动。把这个键位开始变动的压力称为「首次压」。此时为B状态。过了首次压悬挂键位的门槛后，再借着按键的反馈力就会比较轻。随着键程的加深，橡胶半圆形皮碗完全崩溃，此时为C状态。这是，键位已经触到了底部，即使施加再多的力，键程也不会有所增加了。 takutairu的调整，其实是人体工程学的一个最佳体现。在打字时，体会到「沉重的」→「轻的」→「沉重」的压力的差，这种变化可以缓解单调的工作。过度高首次压的事是疲劳的最大原因，但并不能一味的降低首次压。毕竟，手感和体力不可兼得，只能希望找到一个平衡点。　 首次压也好，键程也好，其实关键是压力差。合适的压力差才能带来舒适的手感。最好是强度适中的首次压后紧接着很轻地键位移动使之觉得压力差。当首次压的阶段过去，键位开始移动，可以感受到底部橡胶半圆形皮碗崩溃得感觉。于是人产生了单击感，同时开始无意识得将手“刹车”。这种运动方式，对下面的电器部件也是一种保护。 将橡胶半圆形皮碗的弹性曲线运用在键盘上固然不错，可是，愉快的感觉并不是通过简单的数值和理论就能获得。IBM键盘出色的理由，尽在于处理这种细节上面的专著与思考。 键盘的构造和键盘的力量曲线 照片2是键盘内部的细图结构。 按下键盘的时候，力度（图标的纵轴）与键程（图标的横轴）的关系

　　初始为A状态。当键位开始被按下时，橡胶半圆形皮碗产生变形，键位开始移动。把这个键位开始变动的压力称为「首次压」。此时为B状态。过了首次压悬挂键位的门槛后，再借着按键的反馈力就会比较轻。随着键程的加深，橡胶半圆形皮碗完全崩溃，此时为C状态。这是，键位已经触到了底部，即使施加再多的力，键程也不会有所增加了。

图7 键盘的原理。橡皮碗下防的触点是接通感应层的扳机

　　接连图8 橡胶半圆形皮碗的形态变化的情况描写了的地方。A→B压力高涨着,不过，从超过了B的瞬间开始指尖忽然变轻，到达C时感到推斥力。

　　距离IBM最初的A4尺寸笔记本「PS/55 note 5523-S」的登场以来，10年过去了。ThinkPad版本继续升级，直到今天成为笔记本电脑的第一大牌的坚定的地位。这10年来，脉脉相传继承着ThinkPad魅力血统有很多。如果比较了第一代ThinkPad和最新的ThinkPad，被认可的共同点之多重新肯定是惊人的。可是，任意两代之间的变换并不大。PC业界不由的惊讶于它的延续性和柔性发展。再此，我们把10年来历史所哺育的ThinkPad的键盘试着罗列一下。