对游戏手柄来说,这些年来,情况出现了些有趣的变化。你不仅可以用它连接主机和PC,进而在虚拟世界中操纵各种武器和车辆,而且在现实中,它们也逐渐和货真价实的军用装备联系在了一起。

  上个月,在美军核潜艇“科罗拉多”号(USS Colorado)入役时,人们便注意到,其操纵室内多了一具Xbox手柄。虽然这具手柄的用途,目前只是操控指挥塔上的光电桅杆(可以把它理解为潜望镜的升级版)。但这一点已经能让人浮想联翩:因为在一部分科幻小说和电影里,未来战争正是用手柄发动的——其中没有面对面的较量,双方只会在数千里外,像玩游戏一样控制着各种高科技武器。虽然这种情况离现实有很大一段距离,但人们的联想力依然是丰富的:从手柄到游戏,从游戏到科幻,从科幻到未来战争——这些事物之间似乎有着顺理成章的关联。

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在“科罗拉多”号潜艇指挥舱内操纵光电桅杆的美军水兵,他手上拿着的就是Xbox手柄

  另外,这件事引起人们关注的还有另一个原因:一方面,游戏手柄本身是一种看似简单廉价的设备,在几十年前,它只能进行平移、开火等简单的操作,但在今天,它却能控制无人机,或是操纵核潜艇上的设备,由此和最复杂的设备产生了联系;另外,手柄也是游戏的象征,在20多年前,手柄看上去平淡无奇,游戏业的地位也相对较低,但今天手柄的日趋完善、“登堂入室”足以向世人表明:游戏产业已完全无愧于“第九艺术”之名。

  然而,相对鲜为人知的是,手柄和武器的联系其实可以追溯到游戏诞生前,而且今天的每一个游戏手柄,基本都有一个曾安装在战机上的祖先。早在1908年,一些法国工程师便在飞机上测试了这种设备,并获得了良好的操纵效果。而到1910年,一名叫亚瑟·乔治(Arthur George)的飞行员将这项发明带到了英国,当地人也因此以讹传讹,将操纵杆命名为“George’s Stick”——久而久之,操纵杆/手柄的英文名称就又变成了“Joystick”。不过,这也产生了一个误区,许多人一看到这个词中的“娱乐(Joy)”字样,便将它和电子游戏联系了一起,进而把“手柄”当成了游戏诞生后的副产品。

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一战时期的飞机座舱,其中中央部分的就是早期的手柄,它们还很原始

  在一战中,操纵杆便被广泛运用在军用战机上,虽然当时的手柄非常原始,但与其它操纵工具——如方向盘和推拉杆相比,操纵杆的优势不言而喻,它不仅能用于操控横滚和俯仰两种动作,而且在人机工程学领域更为方便。

  大约在1926年,操纵杆又迎来了一项技术上的突破:当时,美国人米里克(Mirick)申请了一项专利:一种电动的二轴操纵杆。在专利说明书中,米里克大胆地宣称,这项发明不仅可以提高操控的精确度和灵敏度,同时还为无人驾驶飞机的诞生铺平了道路——借助它,控制者就可以在遥远的距离上,通过无线电信号或导线等手段,以实现对飞机的精确控制。

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美国人米里克,他发明了电动的二轴操纵杆

  当然,以1920年代的水平,米里克的想法仍然显得过于超前。同时,技术上的不足,导致电动二轴操纵杆的设计仍然存在许多缺陷,直到二战后期这种局面才得到了改善:在二战末期,西方盟国和德国都相继开发出了一种制导炸弹,这种武器可以由轰炸机在高空投放,并在操作员的人工引导下落向目标区域。

  随着这种武器问世,军方也希望能获得一种灵敏和可靠的操控装置,从而提高它们的精度。在战争末期,各个欧洲国家的科研部门都开始致力于提高它们的精度和灵敏度,至于其最终的产品,则大体可以算作是游戏手柄在技术上的早期雏形。而在随后的几十年中,由于军事和科研领域的需要,工程师们始终在研究如何改进手柄。

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战争默契,德国开发的一种用于操纵遥控滑翔炸弹的操纵杆,其设计和今天游戏手柄下方的高精度摇杆有一定相似性

  在这个过程中,游戏手柄最初只是国防技术的衍生品,但从1980年代开始,随着游戏产业的繁荣,它们逐渐引领了发展的潮流。最早的游戏手柄出现于1958年,诞生地则是一座为美国政府的原子能实验室:当时,物理学家威廉·希金博特姆(William Higinbotham)在百无聊赖之余编写了一段程序——它后来被命名为《双人网球》。其使用的设备除了示波器和计算机之外,还包括了历史上第一套游戏手柄,它由一个旋钮和一个按钮组成,使用者将用它们来移动球拍和击球。

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《双人网球》的画面、“主机”和操纵器,右下图是其发明者威廉·希金博特姆

  1970年代之后,随着游戏内容的丰富,游戏的控制器也经历了进化,其中,做出最大改进的莫过于日本厂商任天堂,他们在FC主机的手柄上推出了十字键,从而将上下左右的方向操作集成到了一起,同时,在手柄面板的右侧,他们还设置了四个按键,分别对应着各种动作;而在与之分庭抗礼的街机上,则使用的是另一种控制器:一边是类似航空操纵杆的手柄,另一边则是一或两个动作按键。

  这两种控制器各有优劣,FC手柄的十字键简单小巧,但很难控制除了横向或纵向之外的操作,需要在屏幕上精确移动光标时更是如此。至于摇杆虽然可以更精确的控制位移,但在单手操作时却略有不便,另外,其自身也算不上特别轻巧。

  然而,在1990年代中期,却出现了一种兼具两者所长的手柄,它就是任天堂64位主机的配套手柄,其设计中不仅包括了常规的十字键和按键,还在手柄中下方添加了一具小型摇杆。这种摇杆实际是传统操纵杆的变形,玩家可以用它对目标进行360度的全向移动,而不是像以前游戏手柄那样,只能水平或垂直控制目标。

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任天堂64位主机的手柄,它在人机工程学和舒适程度上已经达到了较高的水平

  这种手柄的服务对象是日益精密的3D游戏,其中的操纵更为复杂,并对硬件提出了更高的要求。按照一位当事人的说法,任天堂之所以在手柄上增加摇杆,是因为宫本茂希望它们能和最新推出的3D游戏——如《超级马里奥64》配套。

  正是从此时开始,3D逐渐成了游戏的主流。为了改善玩家的游戏体验,进而在主机战争中占领先机,无论索尼、微软还是任天堂,都在不遗余力地对手柄进行改进。其中最繁琐的任务是尽可能让手柄更贴合玩家的手掌,这需要在尺寸、造型,还有按键和摇杆的布置上进行很多的细微调整。一位微软的高管层对此给出了自己的解释:“过去很长时间里,我们一直在对玩家手掌大小、手指长度等相关的数据进行分析研究,并以此对手柄的设计做出调整,同时,我们还进行了大量的测试,因为我们知道,让玩家舒适一直是我们的追求。”

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由于索尼和微软的主机大战,手柄设计也变得愈发完善,这也引起了军方的侧目

  当然,这背后也有商业上的考虑,因为手柄直接关系到了玩家的游戏体验,因为人们都知道,蹩脚的操作会激怒玩家,或是让他们花费更多的金钱去购买更好的第三方手柄,这会让他们对游戏和平台产生连带的厌恶感,这会极大影响厂商在主机战争中的竞争力。

  作为结果,在今天,虽然各大主机生产商的原装手柄很难称得上尽善尽美,但事实上,从灵敏度、性价比和舒适程度论,这些手柄完全称得上名列翘楚。同时,与专业的军用手柄相比,年青一代对游戏手柄的手感反而更为熟悉,这就减少了一定的培训时间,另外,一旦损坏,游戏手柄可以迅速得到替换,而不需要等待从后勤基地运来昂贵的备件。

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iRobot的拆弹机器人,它们支持游戏手柄操控

  这也导致了文章开头的现象:原本由军用控制杆脱胎而来的游戏手柄,最终在2000年前后回到了军事领域。最初进行尝试的是武器开发商,为降低成本和提高设备的通用性,他们开始尝试把游戏手柄融入到开发的武器系统中,并试图以“通用性”为卖点,引起国防部门的兴趣。其中走在最前列的公司之一就是美国的iRobot,他们的产品不仅覆盖了家用和医疗领域,包括了用于伊拉克和阿富汗战场的排爆机器人。

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美军正在准备部署iRobot的拆弹机器人,可见左侧的操作员就拿着一部游戏主机手柄

  和许多公司一样,iRobot原计划为自己的排爆机器人安装“军用手柄”,和游戏手柄相比,它们的确更为坚固厚实,能在酷热、风沙或暴雨中正常工作,但问题在于,这些手柄的成本超过了数千美元,重量则是普通手柄的大约三倍,在性价比和便携性上很不划算,而另一方面,如果用PS或Xbox的自带手柄,其价格只有不到40美元,而且市面上存货很多,即便坏掉也随时可以替换。

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拆弹机器人也有专门的军用版操纵器,但平心而论,这种设计实在很难表现出一丝的“对用户友好”

  当然,由于军用设备的操作系统和游戏主机存在区别,将手柄直接用于军用装备时仍需要克服一些障碍,具体来说,它们必须需要转接头和一些特殊的程序才能适配,但即使如此,由于降低了采购成本相比,上述投资仍然非常划算

  iRobot公司并不是唯一的例子。事实上,尤其是过去10年,随着军用遥控技术的普及,各界愈发注意到了游戏手柄的意义。尤其是在无人机领域,虽然大部分军火商不敢将游戏手柄直接连在军用的操控平台上,但有时,他们经常将一部索尼或微软的主机手柄当成军用手柄失灵后的临时备份。

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虽然无法完全替代原版控制器,但游戏手柄在作为备份时无疑是相当合适的

  其中一个例子,就是美国著名的军火商雷神公司,长期以来,他们都在为美国军队提供电子设备和导弹系统。从2008年开始,他们为一些小型无人机提供了接入Xbox手柄的支持。同时,在开发军用版手柄时,它们也从游戏手柄的设计上获得了一些借鉴。

  作为雷神麾下分公司的业务开发总监,马克·比格姆(Mark Bigham)曾经在接受采访时表示:“事实上,我们从游戏玩家群体中学到了很多经验教训。在十几年前,军方在人机交互技术领域是远远超过游戏产业的,但随着后者不断繁荣和膨胀,情况已经发生了变化,现在是游戏产业占据了领先地位。同时,鉴于游戏产业的体量巨大,他们在研发领域投入的人力和物力甚至会让国防部的相关开支变得不值一提。”

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雷神公司根据游戏主机手柄开发的无人机控制器,其布局相信每个玩家都不会陌生

  有人也许会问,虽然与军用手柄相比,游戏手柄更为轻巧、灵敏度也更高,但考虑到军事装备更为庞大和沉重,即使安装了游戏手柄,其操纵效果的改善也实际有限。

  事实上,这种情况的确存在,因为游戏手柄输出的信号还需要在装备的计算机上还原成精细的操作,并通过电传动的机械设备还原成每秒数十乃至上百次的操纵指令,同时,这套系统还必须给予操作者以及时的力道和视觉反馈,进而保证其不会因为误判作出错误的操作,这需要进行许多软硬件上的磨合和调整。在这里举一个反例:在2016年前后的中东,曾有反政府武装曾尝试用把皮卡底盘、机械传动装置、游戏手柄和遥控装置拼凑在一起,改装出一种可以操纵战车的设备,但由于极为蹩脚,这一尝试很快便没有了下文。

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中东某国反政府武装开发的“战车”,手柄用来操作车辆前进后退,并控制顶部的机枪——其中后者的设计实际类似美军的遥控武器站

  事实上,类似的问题在军队中也广泛存在,虽然游戏手柄被军用化了,但它们基本上局限在一些较轻的设备上。除了潜艇上的光电桅杆之外,另一个例子是美国陆军作战车辆上的CROWS遥控武器站:它实际是一挺结合了自动旋转系统和多角度摄像头的机枪,士兵无需露头就可以在车内操纵射击,从而减少他们暴露在枪林弹雨下的可能性,而这种设备也允许操纵者接入游戏手柄。

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美军的CROWS遥控武器站也支持用游戏手柄操纵

  当然,美军的目标并不仅局限于此,他们也始终在尝试让手柄操纵更大型的武器设备。其中就包括了用手柄遥控战机降落,他们使用的是一种改进后的雅达利游戏手柄。这一项目在2017年进行了地面测试,并在今年3月份首次在“亚伯拉罕·林肯”号航空母舰上进行了成功的测试。按照一名操纵者的说法:“这就像是在玩游戏”,而这些测试都是为了一个目标,为无人舰载机积累经验和技术,进而让整个军队向着无人化的方向迈进。

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美国“亚伯拉罕·林肯”号航母上的空勤人员,他们在不久前用雅达利手柄遥控降落了一架FA-18战机

  事实上,手柄只是美军从娱乐设备的操作模式上汲取的灵感之一。触屏界面、VR技术、体感设备……这些都引入到了武器的实际操纵系统中,它们都有助于提升人和武器的交互效率,进而成为战斗力的倍增器。而这一点也表明,游戏产业目前已经脱离了娱乐的范畴,并且在影响着其它产业,甚至是整个人类社会。虽然像电影中那样,双方对着屏幕、拿着手柄进行交战的情况仍然离我们十分遥远,但前文所述的事例似乎足以表明,游戏完全可以做那些意想不到的事情——而这一点,也恰恰是它无愧于“第九艺术”的最好证明。

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作者:最后的防线     责任编辑:最后的防线
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