什麼是磁軸？
在解答這個問題之前，我們要先從 iPad 保護套說起。
帶著磁鐵的 iPad 保護套合上的時候，就會觸發 iPad 內部的傳感器，讓 iPad 進入鎖屏狀態。實現這個功能，離不開的就是霍爾效應。
當一塊導體接入電路當中的時候。帶電粒子會沿著最短路徑進行移動。當一個磁鐵，順著導體的垂直方向靠近的時候。帶著負電的例子就會沿著一個方向發生偏轉。帶正電的粒子，就會向反方向偏轉。
圖片來自：Sixty Symbols
此時用電壓表測量導體的兩端，就能檢測到微弱的電壓。磁鐵越靠近導體，帶電粒子的偏轉程度越大。電壓也越大。電壓超過閾值，就被 iPad 視為保護蓋被合上了，可以鎖屏了。
圖片來自於：telcontar
對磁軸鍵盤來說，給每個按鍵設定一個電壓閾值，就可以視為按鍵被按下。這就是磁軸的實現邏輯。
是誰，又為啥要花那麼大的勁，去重新定義鍵盤按鍵被按下這件事呢？
1932 年，菲利普·肯尼斯·麥克戈爾發明了世界上的第一個微動開關。他的老闆利用這項發明，創立了 美國微動公司。
基於微動的設計經驗。在 1960 年左右，美國微動就已經開始從事鍵盤相關的業務了。當時，他們的鍵盤使用的是 磁簧開關。磁簧開關的內部有軸心、彈簧、一片磁鐵，還有一個小小的瓶子。
圖片來源：Chyrosran22
這個瓶子內部有兩個小金屬片，還充滿了惰性氣體。當按鍵被按下的時候，軸心上的磁鐵會靠近這個小玻璃瓶。受到磁力影響，玻璃瓶內的金屬片會被吸引，接觸，進而產生信號。
圖片來源見水印
用儀器監控這一過程會發現，剛接觸的一瞬間，會產生抖動的信號。然後才進入穩定接通的狀態。這就是 抖動問題。抖動信號的持續時間和強弱，和按下鍵盤的力度、快慢、金屬片的厚度、成分、疲勞度有關。磁簧開關的抖動問題，本質與我們日常使用的類 Cherry MX 軸體的抖動問題類似，都不可預測，無法避免。
磁簧開關還遇到了壽命問題。在那個時期，鍵盤軸體的壽命能達到一千萬次就很了不起了。可微動公司的產品涉及軍工和航天領域，特別在乎產品的可靠性。他們希望自己製造的鍵盤也是軍工級別的產品。
1965 年，微動公司為世界帶來了第一個 磁軸。
磁軸的構造非常簡單。軸體就是由軸心、磁鐵、霍爾傳感器、彈簧組成。當軸體按下之後，磁鐵靠近霍爾傳感器，出現超過閾值的霍爾電壓，進而觸發。
根據一份製作於 1983 年的產品目錄描述，微動公司旗下的磁軸產品，有一億次的使用壽命。在 1998 年，微動公司在官網刊登的《霍爾效應的概念和應用》描述，在擁有 90 個按鍵的鍵盤測試機上，曾成功進行了 200 億次循環操作。軸體壽命遠超同時期的磁簧開關，還有現在的絕大部分機械軸體。
順帶地，這種霍爾磁軸達成了任何線性機械軸體都無法與之媲美的輸入體驗。所有的類 Cherry MX 機械軸體，因為彈片上金屬觸點的存在，即使在線性軸的壓力克數曲線圖中，也總能看見一個回彈過程中的拐點。
圖源：Cherrymx.de
而線性磁軸的壓力克數曲線，則是一條近乎完美的直線。
input club 定製的磁軸壓力克數曲線
即便軸體沒有潤滑，他的打字手感依然出色。利用霍爾傳感器的超高性能，鍵盤還支持了防鬼鍵（anti-ghosting）功能，相比同時期其他的 2 鍵無沖鍵盤來說，輸入效率提升了 30%。結合之前磁簧開關鍵盤產品的優勢，用戶可以像是搭樂高一樣，隨意定製自己所需要的鍵盤配列。此外，它還提供了豐富的外觀可選項，附帶的 SA 高度球帽，質感令人驚嘆。
圖片來源見水印
用外觀時尚四個字，來評價這些五十年前的「廢鐵」，也是不過分的。
微動公司的磁軸還做了一些創新。比如在一個軸體內，塞入了兩個獨立的霍爾元件，實現一次按壓，雙重觸發。在之後 Alps 所生產的機械軸中，復刻了這個功能，應用在 Apple III 的鍵盤方向鍵上，實現了輕按方向鍵光標慢速移動、重按方向鍵光標快速移動，拓展了未來鍵盤的使用場景。
圖片來自：telcontar
可磁軸這麼強，怎麼到後來就銷聲匿跡了呢？
微動公司生產鍵盤的時候，他們非常注重提高鍵盤的上限。而不是想辦法提高鍵盤的下限。而 Cherry MX 軸體對比美國微動磁軸來說，無需供電，體積小，造價低，安裝簡單，對鍵盤 PCBA 的要求也低。
早期的鍵盤，可以類比成人的器官，沒了不行。鍵盤就代表著整台電腦的品質，面對的是高端客戶。之後的鍵盤，可以比喻成人的衣服，雖說是沒了也不行，但對於大部分普通消費者來說，就不一定非要上到頂級了，用著舒服就好。
圖片來源見水印
微動公司在 1950 年被霍尼韋爾（Honeywell）公司收購，在 1993 年，霍尼韋爾將旗下鍵盤相關的業務賣給美國刻意創鍵（Key Tronic）公司。時任霍尼韋爾公司的 CEO 表示，公司旗下的鍵盤業務是有盈利的，但是已經不適應公司的戰略大方向了。《霍爾效應的概念和應用》這份文檔，不僅講解了霍爾效應，還提供了二十餘種基於霍爾效應的實際案例。註定對磁軸的發展產生了深遠的影響。
1978 年前後，歐姆龍也出品了一款磁軸。
這款磁軸終於做了小型化，它沒有彈片，但擁有了段落軸的手感，還有響軸的聲音。這個軸體上總共搭載了三塊磁鐵。軸心上有一塊磁鐵 A 正對著霍爾傳感器。背對磁鐵 A，在軸心上還有一塊磁鐵 B。軸體下蓋上，還有一塊可以活動的磁鐵 C。
在軸體按下和回彈的過程中，磁鐵 B 和磁鐵 C 先會互相排斥，產生段落的手感。最終兩塊磁鐵會互相吸引，發生碰撞，產生聲音。
圖片來自：telcontar
就是這個軸，長的挺眼熟啊。本來還挺喜歡磁軸的，現在變得更喜歡啦！
圖片來源：Chyrosran22
時間來到 2014 年，有一家公司叫做 Ace Pad Tech。公司的老闆叫楊立濤。他在 2015 年 1 月的時候，申請了磁軸的專利，並且在阿里巴巴上售賣磁軸鍵盤。這是一個很值得紀念的節點，終於有一款市面上在售的磁軸鍵盤，能在現代的電腦上打出字來了。但是這把鍵盤空格鍵按下去會吱嘎吱嘎的響，外殼製作也很粗糙。軸體的手感也很差。幾乎掩蓋了磁軸的一切優點。
圖片來源：Chyrosran22
2016 年夏天，XMIT 團隊通過阿里巴巴聯繫到了 APT，這是一個來自於美國德克薩斯的團隊，想要合作推出一款磁軸的鍵盤，在眾籌平台 Drop 上進行售賣。這把鍵盤最終賣出了 379 把，可是只收穫了 1.5/5 的評分。雖然 XMIT 給了 APT 一個好看的外殼和鍵帽，但是 APT 鍵盤原有的問題都沒有解決，完全無法滿足鍵盤玩家的基本需求。
這一切都被荷蘭的客制化鍵盤團隊 Wooting 看在眼裡。Wooting 成立於 2015 年，他們原先就是一群單純的遊戲玩家，想要研發一款適合遊戲玩家的鍵盤。2016 年他們發布了 Wooting One。這是一款光軸鍵盤，相比現在的流行的 ROG RX 光軸來說，還實現了可調節鍵程。但是光軸的觸發距離，最短只有 1.5 毫米，還不如市面上部分的類銀軸軸體。想要突破光軸的極限，他們就看上了磁軸。可 APT 旗下鍵盤的售後質量問題讓他們非常擔心。
Wooting One 光軸實現動態觸發的原理，圖片來源：Chyrosran22
2018 年，Wooting 團隊參加了台北國際電腦展。環諾也有參加，他們聯合台灣的 Mpower 發布了自己的磁軸產品。但是還處於原型機階段。Wooting 看到了一種強烈的信號，覺得是時候下定決心做磁軸鍵盤了。
其實在做磁軸的國產軸體產商，也不止環諾一個。2019 年 5 月份，賽睿突然殺了出來，發布了 Apex Pro 磁軸鍵盤。鍵盤上搭載的 Omnipoint 軸，就是國內的軸體廠佳達隆代工的。佳達隆為了這款鍵盤的發布，偷偷做了三年的磁軸。
給 Wooting 的軸體，佳達隆的代號是磁綠軸，給賽睿的軸體叫磁白軸。
賽睿 Apex Pro 能自由設定每一個軸的觸發鍵程，大至 3.6 毫米，小至 0.4 毫米，降維打擊各路電競機械軸，還復刻了微動公司的雙重觸發功能：在 FPS 遊戲當中，輕按 W 鍵，就是走路，重按 W 鍵就是奔跑；在 MOBA 遊戲中，輕按 Q 鍵是選擇技能的釋放目標，重按 Q 鍵就是朝著既定範圍釋放技能，可以節省大量的操作時間。
在鍵盤剛出現的時候，賽睿還公布了 Omnipoint 軸的軸體延遲是 0.7 毫秒，與之對比，Cherry MX 機械軸的軸體響應時間是 5 毫秒，普通機械軸是 6 毫秒。（不過目前官網已經更換了此條描述。）只是不知道這個時間是如何測試出來的。畢竟各種遊戲鍵盤只告訴你鍵盤的延遲，而不會介紹軸體本身的延遲，這也算揭開了各大軸體廠商不想告訴你的秘密。
當時的宣傳物料，圖片來自於 in 外設
遺憾的是，賽睿 Apex Pro 只有主鍵區支持 Omnipoint 軸，並且不支持熱插拔。在和佳達隆的官方人員溝通後得知，這是鍵盤自身磁場干擾帶來一點小小的遺憾。
賽睿 Apex Pro 拆解，圖片來源：Chyrosran22
2019 年 7 月，曾發布飽受好評的 WhiteFox 鍵盤的愛好者團體 Input Club 在眾籌網站上發布了一款磁軸鍵盤，Keystone。
圖片來源：input club
他們找凱華定製了一款「梁式彈簧磁軸」（SILO Beam Spring Switch）。橫樑式彈簧（Beam Spring）開關軸體最早是在 IBM 鍵盤上出現的，有著充滿魔力的輸入手感。現如今也沒有一款機械軸體能複製這樣的壓力克數曲線。
據稱，其使用 AI 動態調整軸體的觸發行程，可以腳踩 Wooting One，拳打 Apex Pro。
可惜的是，Input Club 的成員經歷了戰亂、失業、家人疾病等很多不幸，直至今日，這款鍵盤還是沒有發貨。根據凱華方面的描述，他們無力支付梁式彈簧磁軸的開模費用。只能祝他們好運。
2019 年 9 月 26 號，Wooting Two 磁軸版開啟眾籌。搭載 Lekker 磁軸，由環諾代工。
其實賽睿也沒有稱呼自己的軸叫做磁軸。老式磁軸鍵盤的軸體內帶有霍爾傳感器，因此稱呼自己為霍爾效應開關（hall effect switch）。Wooting 覺得 Lekker 軸內部不包含霍爾傳感器，本質上就是一個會動的磁鐵。磁軸（magnet switch）這個名字，才真正的出現。
經過 3 次疊代，Lekker 軸終於支持了熱插拔，更換了尼龍材料，降低了雜音。一晃眼，2020 年的春節就要到了，工廠要放長假。Wooting 團隊想要趁著春節假期，回國做好固件的優化就好了。但是，2020 年的春節，我們遇到了疫情。
工人被困老家，工廠產能嚴重受損，全世界的物流都亂了套。環諾手裡有不得不完成的訂單，沒有餘力執行 Wooting 的生產任務了。環諾只給了 Wooting 一個選擇：放棄所有的優化，用回第一個版本的 Lekker 磁軸。這顯然是無法接受的。
而這個時候，佳達隆的合同期剛過。Wooting 選擇牽手佳達隆。Wooting 方面稱讚，佳達隆是一個有豐富經驗，高質量的軸體製造商。無論是客制化鍵盤市場，還是量產鍵盤市場上，都有很高的知名度。汪老闆根據和賽睿合作的經驗，提醒 Wooting，磁軸鍵盤具有很好的前景，但絕對不是一下就能做好的東西。
圖片來源：佳達隆
環諾版本的軸體，和佳達隆版本的軸體，在一些參數上存在細微的差異。再從頭定製佳達隆版的 Lekker 軸是不現實的。只能 Wooting 方面主動擁抱變化，在 PCBA 上根據佳達隆的軸體重新開孔，鍵盤的加強筋也要挪下位置，重新製作模具。運輸途中還把模具摔了，吃了不少苦頭。
從環諾磁軸轉到佳達隆磁軸，軸腳的位置有點區別
在修改外觀件的過程中，Wooting 還在鍵位掃描算法上做了全新的優化。從原先的逐行逐列進行掃描，變成了針對單個按鍵進行監控。原先鍵盤內單片機，需要經過五種方式處理才能向電腦發送數據，變成了五種方式並行掃描。解決了按鍵同時被按下時，延遲過大的問題。
左邊為傳統的鍵位掃描方式，右邊為 Wooting 優化後的掃描方式
Wooting Two Lekker 版本最終還是完成了，並新增了 Rapid Trigger 功能。
傳統機械軸存在一個復位點。因為有彈片存在，按鍵要釋放一定的距離，才有可能讓觸點分離，進行下一次的操作。有了 Rapid Trigger，只要被感知到按鍵被抬起，就算按鍵被復位，更適合高頻次大量重複敲擊某一個按鍵的遊戲，比如知名的鍵盤殺手「osu!」。（在寫稿的時候醉鹿也支持了這個功能。）
在之後的 Wooting 2 HE 版本，將手柄中的按鍵和鍵盤上的按鍵進行映射，就可以獲得手柄上霍爾開關的能力。在遊戲中駕駛的賽車，能感知你的按鍵的力度，決定是否全力加速，亦或者是全力打方向盤。Wooting 的在鍵盤界的飛速成長，包含團隊的辛苦勞動和智慧，再加上剛好趕上了磁軸發展的時間節點。
從這麼多廠家的故事中，我們可以發現，傳統機械鍵盤，軸體是非常重要的組成成分。而磁軸鍵盤，軸體、驅動、算法、硬體、PCBA 的設計，缺一不可。
軸體沒有了彈片，削弱了 Cherry MX 軸的壽命優勢。但磁軸鍵盤支持超短觸發鍵程，軸心稍有歪斜，就會出問題。許多用戶剛上手磁軸鍵盤，會因為超高的靈敏度而無法適應，需要有友好的驅動讓用戶不斷調試，找到適合自己的玩法。磁軸本身擁有了超低延遲，想要加上無線功能，還需要在無線低延遲技術的積累。相比機械軸，電路板上的每個霍爾傳感器都需要供電，如何省電也是問題。我詢問了寧芝靜電容鍵盤的 A 大，靜電容鍵盤理論上也具有磁軸鍵盤的部分能力，等新版本的固件即將上線，磁軸鍵盤還要面臨靜電容鍵盤的挑戰。
2023 年 4 月，智迪科技的一項專利被公開。通過將霍爾感應元件和發光元件結合，可以進一步減少每個軸體所需的焊點的數量。有了這項專利，理論上可以降低鍵盤廠商入門磁軸鍵盤的門檻。
磁軸故事最精彩的篇章，我相信還沒有到來。
1972 年，一架二戰颶風轟炸機在加拿大沼澤地中被發現。儘管這架飛機在打撈前已在水下浸泡了 30 年，但駕駛艙內由美國微動公司製作的裝置，卻依然能正常使用。美國微動公司的產品，還跟隨著 NASA 的維京火星登陸器，飛行了 5 億英里，並且正常工作。美國微動為霍爾開關留下了珍貴的資料。
我們不難發現，歷史上對鍵盤做出突出貢獻的企業，都是用軍工的標準，去製作一個小小的軸體，哪怕做軸這件事對他們來講不賺錢。如果沒有那個年代對於質量的痴狂，磁軸還有可能誕生嗎？我一開始不能理解那些購買無法再輸出一個字的老舊鍵盤的人，現在我終於理解了，我們買的是對那個如黃金一般年代的祭奠。
原文連結：
https://sspai.com/post/80940?utm_source=wechat&utm_medium=social
作者：七騎士托馬斯
責編：北鴞
/ 更多熱門文章 /