有的人把手柄都盘出包浆了，还是在海拉鲁大地上被人马追着砍；有的人却已拿着崭新的手柄走上了真实的战场。


早在 2020 年，以色列军方就开始尝试用 Xbox 手柄来操控新型装甲车——据说，这能够让那些平均年龄20岁上下的士兵更快速熟悉这一套武器的操作。


美国国防部 2024 财年的预算申请中，有 5.9 亿美元被用于采购 M-SHORAD 系统，一个用来精确防御无人机、导弹、低空威胁飞行器的防御系统。


而这个系统，根据美国国防部下属的《星条旗报》透露，正在用“一个看起来像 Xbox 控制器的设备”来操作炮塔的跟踪系统。


美国攻击型核潜艇科罗拉多号潜艇，配备了一对光子桅杆。这是种新设备，装有高分辨率摄像头，可以 360 度旋转，并将图像实时反馈到控制室的监视器上——它同样用 Xbox 360 手柄控制。


2021 年，一位海军陆战队员操控导弹发射，使用的类似 Xbox 手柄的装置；2008 年，英国军队在电视广告里展示士兵操控无人机的场景，Xbox 360 手柄出镜。


不仅在军事领域，西班牙胡安·卡洛斯国王大学会使用任天堂 Switch Joy-Cons 手柄来训练多发性硬化症患者；马斯克的 The Boring Company 用 Xbox 手柄操控钻探机。


用 Xbox 手柄操控钻探机｜The Boring Company


游戏手柄，怎么就这么厉害了？


一、游戏手柄怎么就长这样了？


实际上，游戏手柄几乎是你在日常生活中，能接触到在人机关系上表现最好的设备。


这是今天最流行的两款手柄，分别来自 Xbox 和 Playstation。长得很像，基本都是左右对称分布，带有握把、两个摇杆、两组功能键和顶部的 LR 键。


Xbox one 手柄和 Playstation 4 手柄｜wikimedia commons


这个组合可以实现在方向、视角、动作、功能上的一系列控制需求，有的手柄还带有触摸板、耳机插口等扩展功能的端口。


为什么会这样？


在人体工学设计中，有一条应用广泛的菲茨定律，简单来说就是：到按钮的距离越短，按钮越大，按钮就越容易触及。


同时，设计手柄必须考虑到手的局限。按照手部的生理构造，可以把五个手指分为 3 个级别：


  • 主要控制——大拇指和食指。他们精确而灵活，可用于控制主要行动（如射击、跳跃）


  • 次级控制——中指。灵活但不太精确，适用于控制主要的握持动作（如瞄准、步行）


  • 支撑——无名指和小指。软弱无力，不太灵活，可用于支撑手柄。


五个手指的功能区分｜gamedeveloper


结合菲茨定律和手的生理构造，一条设计手柄按键布局的基本原则就出现了：最频繁发生的动作应该出现在主要控制组（食指和大拇指）最容易接近的地方。


体现到手柄上，则是按键需要按三个级别的逻辑排布，以 Xbox 360 手柄为例：


  • 第一级：X/A键、双摇杆、肩键（LT/RT）——在拇指和食指的范围内，负责最高频次的控制需求，如控制方向、重点功能等；


  • 第二级：B/Y键、十字键、扳机键（LB/RB）——在中指的范围内，负责频次稍低的次要控制需求；


  • 第三级：开始键、返回键——离上述三个手指较远，主要负责一些辅助功能。


Xbox 360按键布局｜gamedeveleoper


其他手柄的设计思路也类似，如在第一级控制区一定要有控制方向的摇杆和动作控制按键，按钮要大且精简，要有靠近无名指和小指，方便它们支撑的握把……于是大家也就越长越像了。


这样分布的手柄，可以适应几乎所有种类/动作类型的游戏（在 Xbox 的网站上，手柄可支持的游戏种类有 23 种），其中很多游戏与军事行动颇为类似，如动作冒险、射击、格斗、赛车&飞行类。


实际上军队也早就在用游戏做军事训练。上世纪 80年代，美国陆军就打算用射击游戏《终极战区》训练装甲兵；战争射击游戏《战争雷霆》也成为当代美国陆军的日常训练内容；俄罗斯游戏《数字战斗模拟世界》，也受到众多国家空军的欢迎。


军队用游戏做日常训练，游戏用手柄实现操控，于是一些军事设备用手柄做控制，也就合理了起来。


更何况设计直观且易于使用的游戏手柄在军事应用中非常重要，因为操作员需要在紧张的情况下快速有效地控制复杂的设备。对于玩着电子游戏长大的年轻士兵来说，游戏手柄就是他们生活中最熟悉的物件。


二、进化吧，手柄兽


当然手柄长成这样并不是一蹴而就的。


早期电脑游戏是学术电脑和编程研究下的附属品，主要目的也是为了展示机器的运算能力。拨杆、旋钮这些实验室中的零件构成了早期的手柄。


世界上第一款电子游戏《太空大战》1962 年在麻省理工问世的时候，“手柄”长得和电脑控制面板一样。玩法也非常简陋，只有控制太空船的旋转、向前推进、发射鱼雷——连控制左右的需求都没有。


装载了《太空大战》的PDP-1计算机，重量约1460 斤，扛得起来它是游戏手柄，扛不起来它是游戏控制器｜Wikipedia


后来电子游戏独立于实验室，成为娱乐生活的一环，操作也稍稍复杂了起来。世界上第一个游戏主机 Magnavox Odyssey（1972年）的手柄，是一个带有两个旋钮、可以垂直和水平移动的塑料盒子。谈不上什么人体工学，但至少可以实现上下左右四个方向的移动，玩乒乓球、滑雪这样的运动游戏不在话下。


Magnavox Odyssey 手柄｜Wikipedia


不过两个旋钮分别控制垂直和水平方向，不太符合人类直觉，于是家用主机制造商从街机上找灵感。模仿街机的遥杆，任天堂设计出手柄上的十字键，只用一根拇指（而不是旋钮时期的一整个手掌）就能控制二维方向上的移动。面板左侧则配上“主功能键 A”和“辅功能键 B”，因为用户反映老卡住，后来这些功能键还从方形变成了圆形。


尽管相比现代手柄，这时的手柄更小、更轻、更不精致，但它们基本奠定了现代手柄的形态，上述的所有特性在之后的设计中都得到了保留。


任天堂FC（红白机）手柄｜Wikipedia


而第一个真正意义上的现代手柄，来自1994年发布的 Playstation。此时，电子游戏行业正在发生巨大的变革，产业进入三维游戏时代，操作游戏视野，成为重要环节。


初代 PlayStation 手柄｜Wikipedia


PlayStation 创造性地引入了双摇杆，它允许玩家用一个摇杆来移动角色，另一个摇杆来控制角色视野。那时正值 FPS（第一人称射击游戏）流行，双摇杆随着类型游戏的大热成为整个手柄界的标配。


握把也在这个阶段进化出来。3D 游戏进一步提升人机交互的需求，厂家需要解决按键不足的问题，但正面面板的 4 个键已经是极限，因此更多键的任务给了手柄上方的 LR 键。索尼将原本只有两个的 LR键拆分为 4 个，并加上握把，让握持手柄的主力从手指变为手掌，这样就能解放食指，让它更好地操作按键。


任天堂则将手柄上方的板机键从横向改为竖向，让食指只要稍微弯曲就能勾住，减少误输入。手柄还加上了震动反馈，人机交互多了一重反馈类型。


至此，经过几十年的发展，手柄手眼协调的按键布局已经基本定型，需要改进的地方越来越少。


这直接“便宜”了军方。美国前潜艇艇长大卫·马奎特（David Marquet）曾表示，“游戏产业花费了数十亿美元，所以他们在很多领域都取得了进步，比如人机界面，比军事领域的进步更快。” 


微软 Xbox 配件部门的总经理祖尔菲·阿拉姆（Zulfi Alam）曾经透露，光 Xbox One 手柄的研发费用就超过了 1 亿美元。他们造出过带有屏幕、触摸板、摄像头甚至散发气味的原型手柄，以测试放到手柄上合不合适；光是在按钮上的研究经费，就花掉了上百万美元。


在设计 Xbox Series 手柄时，为了让手柄贴合不同大小的手掌，开发团队甚至按照手掌大小设计了 100 个测试尺寸。


三、还没有结束


但其实，让军事设备青睐游戏手柄的另一个重要原因，是便宜。


根据科罗拉多号的指挥官里德·科博（Reed Keopp）的发言，以往使用的手柄和成像控制面板的价格大致在 3.8 万美元左右，而一只 Xbox 360 手柄的价格是 20 美元。


大众生产和消费消解了实验室中昂贵的研发成本，于是军方不用花费再几百万美元从无到有搭建一套控制器方案，而是可以直接使用现成的方案。作为消费品的游戏手柄也足够便宜，这意味后期维护和保养的费用也很低。这让军方工程师可以把心思专注在其他方面，而不是在编写控制这些机器的界面上花时间。


武器制造商雷神公司声称，通过将游戏行业的技术和雷神公司的专利技术结合起来，该公司可以在 10 年内节省 5 亿美元。


“电子游戏行业在改善人机交互方面的支出总是会超过军队”，雷神公司业务发展总监马克 · 比格姆（Mark Bigham）在 2008 年告诉《连线》杂志。


当然，并非所有的军事设备都是由游戏手柄操控的，许多专业领域仍然有定制手柄的需求。Ultra Electronics 是生产这些定制手柄的众多公司之一，其商业经理沃尔特·弗里德（Walter Freed）曾告诉媒体，美军最初试图使用商用游戏控制器，但发现它们无法承受严酷的军事条件，这包括极端气候、潮湿、撞击甚至空投过程中的极端压力变化。


定制的军用控制器具有坚固的外壳和防水、防尘的设计，售价通常高达数千美元。但这些定制手柄也都沿用了游戏手柄的外形设计，例如贴合人体手掌的曲线、方便在三维空间操控的双摇杆以及专为“发射”设计的板机键等。


从设计语言的角度来看，游戏手柄已经深刻影响了军用手柄。


于是，年轻人拿起熟悉的手柄，在战场上开始了真实的开火和杀戮。


参考文献

[1] http://www.96lou.com/simplehistory-8116.html

[2]https://www.ign.com.cn/playstation-5/38313/opinion/mo-ni-yao-gan-bei-hou-de-dian-zi-you-xi-shi

[3]https://www.washingtonpost.com/video-games/2020/07/28/new-israeli-tank-features-xbox-controllers-ai-honed-by-starcraft-ii-doom/

[4]https://kotaku.com/israel-wants-to-use-xbox-controllers-in-its-tanks-whic-1844550240

[5]https://euro-sd.com/2020/02/articles/16078/israels-carmel-programme-charting-future-concepts-for-mounted-combat/

[6]https://www.c4isrnet.com/artificial-intelligence/2019/08/05/israels-carmel-program-envisioning-armored-vehicles-of-the-future/

[7]https://www.thedefensepost.com/2021/10/12/iai-israel-carmel-tank/


本文来自微信公众号：果壳 （ID：Guokr42），作者：ttt，编辑：睿悦