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游戏手柄,如何成为战争工具

2023年11月3日 来源:果壳

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 上下的士兵更快速熟悉这一套武器的操作。

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以色列使用Xbox控制装甲车|视频截图

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。

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一名水手使用 Xbox 360 控制器控制科罗拉多号航空母舰(SSN-788)的光子桅杆|Wikipedia

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。

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士兵用 Xbox 360 手柄操控无人机的场景|YouTube by hotdogfilms

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。

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用 Xbox 手柄操控钻探机|The Boring Company

游戏手柄,怎么就这么厉害了?

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。

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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
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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(LB/RB)—— 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(LT/RT)—— 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。
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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。

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数字战斗模拟世界 | Wikipedia

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。

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。

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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。

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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,但他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。

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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。

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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届的标配。

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。

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。

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雷神公司的其他产品,导弹|Wikipedia

“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。

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英国挑战者 2 号坦克控制器|YouTube by TechRadar

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/

   

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