macOS键盘特殊性解析

作为 macOS 用户与键盘博主,我对适配 macOS 的键盘总有一种别样的执着。打开 Apple 商店,搜索键盘,没有一把是机械键盘,也没有那么多的配列供我选择,价格也不便宜。而部分第三方厂商生产的键盘,总会宣传自己的键盘适配 macOS,体验起来就会发现实际效果大打折扣。


(资料图片仅供参考)

macOS 下的键盘到底有什么特殊、为什么特殊呢?让我们从 50 年前,Apple 电脑上的 Command 键说起。

macOS 的键盘为什么特殊?

拉里·特斯勒(Larry Tesler)是一名计算机科学家。1973 年,他加入了施乐帕克研究中心,参与研发世界上的第一台基于用户图形界面的个人电脑 Xerox Alto,发明了电脑上的复制和黏贴功能。

Xerox Alto 图片来自维基百科

1979 年,史蒂夫·乔布斯参观施乐帕克研究中心,正好是劳瑞本人给史蒂夫·乔布斯演示的 Xerox Alto。用鼠标控制的图形界面,让乔布斯看到了个人电脑的未来。而此时的施乐帕克研究中心,对于图形化的操作系统并不是那么的重视。所谓道不同不相为谋,劳瑞在之后一年,就加入了苹果公司。1983 年,第一款拥有图形界面的商品化个人电脑 Apple Lisa 发布,第一次为这些功能设置了一套快捷键方案:Command 加字母键。而 Apple Lisa 自带的键盘上,Command 键就已经放在空格的旁边了。

Apple Lisa 1 图片来自维基百科

随着苹果电脑的热销,用组合键进行复制黏贴操作受到了消费者的好评。1985 年,一代经典 IBM Model M 增强版键盘发布,标准的全尺寸键盘从此时诞生。该键盘的空格键的旁边只有 Alt 键和 Ctrl 键。为了集百家之所长,IBM 在 1987 年把这些快捷键正式纳入公共用户访问标准。Windows 系统引用的正是这套标准,也才有了 Windows 系统上的复制黏贴键。而当时 Windows 系统没有 Command 键,就用 Ctrl 键代替,大家最熟悉的 Ctrl+C 和 Ctrl+V 从此诞生。

至今 Linus 对这个键盘的赞誉还让人历历在目。称其为最伟大的键盘

在 IBM Model M 这把键盘当中,Ctrl 和 Alt 键之间,是没有按键的。一部分 Unix 系统的电脑,在适配的键盘中加了一个 Super 键(也有一部分使用 Meta 键),放在 Ctrl 和 Alt 之间。1994 年 9 月,微软发布了自己的第一代人体工学键盘,为了 Windows 95 操作系统,他们也新增了两个按键:Windows 键,还有 Menu 键。

Microsoft Natural Keyboard Gen1/V1 图片来自维基百科

反倒这个时候苹果就犯了难——Command 键的前身,其实就是「苹果键」,因为乔布斯不喜欢苹果的 logo 被滥用,而改成了现在的图案。从内涵上,Command 键和 Windows 键相同(都是 GUI 键的不同表现);从功能上看,Command 键和 Ctrl 键相同;从人们的操作习惯上,Command 键又和 Alt 键相同。尤其是 Windows 操作系统保有量更大的今天,原本是先来的苹果反而成了小众,无论怎么适配,都会让一部分人难以理解。

Command、Option、Control

当一把第三方键盘接入 macOS,macOS 会对 Ctrl、Windows、Alt 三个按键,做简单的映射:Command 键对应 Windows,Control 键对应 Ctrl 键,Option 键对应 Alt 键。

我也是从 Windows 系统用到 macOS 的。一开始,我也不理解苹果为啥要拷打我的肌肉记忆。但用着用着,我就慢慢喜欢上 macOS 的这套布局了。想要使用修饰键中频率最高的 Command 键,仅需挪动下大拇指就可以够到了。不用工学键盘,也能让大拇指起到更多作用。

同时,macOS 为了解决用户使用键盘的矛盾,增加了修饰键修改功能,你可以根据不同的键盘,调整按键映射。你要喜欢的话,还能把 MacBook Pro 上的按键改成 Windows 习惯的。

你用过了吗?真的很好用

很多第三方厂商所谓的适配 macOS,其实就是做了下这三个按键的映射。确实,对于绝大部分用户来说,这就够了。问题就是,macOS 上现在需要适配的按键,可不止这三个。

Fn 与 Globe,macOS 上的大麻烦

你有多久没有用过 MacBook 上的 Fn 键了呢?

第三方键盘的 Fn 和苹果官方键盘的 Fn 是有本质的区别的。第三方键盘的 Fn 键,绝大多数只能控制键盘自身的功能,比如调整 RGB 灯效、调整无线连接模式、切换不同的按键层级等。对于电脑来说,第三方键盘的 Fn 键是不存在的按键。而 macOS 的 Fn 键是一个全新的修饰键,绑定了很多系统级别的功能。因此,绝大部分键盘 macOS 上的 Fn 兼容情况很差。

开源键盘固件 QMK 团队内的成员,曾经试图解决 Fn 键的兼容性问题。他们发现,无论是单独向 macOS 发送 Fn 的键值,还是直接截获 Mac 键盘上发出的信号,复制一遍,再由第三方键盘重新发送一次,macOS 对第三方键盘的发出的 Fn 键信号都是没有响应的。于是 QMK 团队的成员就开始怀疑,macOS 内部对键盘是有白名单限制的。

那 macOS 怎么知道,连接的键盘是不是自己人呢?键盘的本质就是个 USB 设备,在每个 USB 设备当中都有会有一个供应商 ID,还有产品 ID。供应商 ID 是需要通过 USB 联盟付费获得的,认证费用不高。并且这些 ID 是公开透明的,任何一个电脑都能查到所连接的 USB 设备的供应商 ID。比如 Apple 的供应商 ID 就是0x05AC。

为了验证自己的猜测,QMK 团队的成员,重写了提供供应商 ID,还有产品 ID 的接口,把第三方键盘伪装成了原装键盘。macOS 的 Fn 键,终于可以在第三方键盘上按出来了。并且,修改成不同的产品 ID,一些按键的功能也会发生变化。

QMK 团队成员在帖子中发布警告,通过盗用其他公司的供应商 ID 和产品 ID 来做 macOS 的适配,是会产生法律问题的。这篇帖子是 2017 年写的。但是六年后的今天,还真有在售的键盘,在采用这种非法的行为去适配 macOS。

针对 macOS 内部的白名单机制,我也特意咨询了 Apple 的技术顾问。Apple 方面没有明确的回答我的问题,只是确认了它们有向第三方键盘品牌提供过付费的技术服务。我作为个人,Apple 方面不方便告知付费技术服务的具体内容和收费方式。

F 区的特殊系统功能

如果有你打开过 macOS 中的系统报告,会发现有一部分第三方的机械键盘,没有设置供应商 ID 和产品 ID,却依然能实现一部分 macOS F 区按键的系统功能。这些厂家是怎么做到的呢?

这还真离不开 USB 联盟旗下,人体学接入设备(HID)标准的建立。HID 标准容纳了鼠标、键盘、游戏手柄、耳机等设备的通用标准,供各大外设厂商免费合法地使用。

我们以 Magic Keyboard 上的 F1 和 F2 举例。它们的默认功能是调整亮度。早年有 Mac 用户反馈,自己的 Windows 键盘接入 Mac 之后,按下 Scroll Lock 键,竟然能调整屏幕亮度。这其中的原因是,在 macOS 的世界中,是没有 Windows 键盘里的 Print Screen、Scroll Lock、Pause 键的,而是采用了 F13、F14、F15。并且在老版本的 macOS 中,F14 和 F15 赋予的正是调整屏幕亮度的快捷键。好处就是这给了第三方键盘厂商一个适配的方案。坏处就是小白用户觉得无法理解。在最新的 macOS 中,这组快捷键仍有保留,但是默认处于禁用状态。而且这个时候,HID 标准中已经增加了调整亮度的代码,F1 和 F2 的问题就解决了。

同时被解决的,还有 F7 到 F12 这六个多媒体按键。原理是相同的。

F5 和 F6 比较特殊。在 MacBook 上,F5 和 F6 是调整键盘的背光灯亮度。Apple 自己的外接键盘不存在背光灯,F5 和 F6 在默认状态按下,不会触发系统级功能,所以可以不用适配。

那 F3 键的调度中心,还有 F4 的启动台功能怎么办呢?

2017 年 10 月 6 号,USB 联盟收到了来自 Apple 员工 gopu 的提案。希望用户能通过按键,显示当前所有正在运行的窗口,以及显示当前系统中所有可见的 app。正好对应了 macOS 中的调度中心和启动台功能。gopu 还非常贴心地给了 USB 联盟建议,具体要加什么键值进去合适。提案提上去了,需要投票表决,才能通过。有投票资格的竟然是英伟达,Wacom,还有微软。投票很顺利地通过,并且加入了 HID 标准当中。感谢 gopu,你简直就是天使。至此,所有的 F 区按键,都已经有合法的方案去适配了

……吗?

谁也保不准的未来

很遗憾,我认为,就目前情况而言,可能永远不会有完美兼容 macOS 的第三方键盘——因为在第三方键盘品牌想方设法,寻找老按键兼容方法的同时,Apple 也在想法设法地添加新的按键。

比如在 Apple 官网上架的「带有触控 ID 的妙控键盘」,相比老版本,它增加了聚焦搜索按键、听写按键,还有专注模式按键。可以预见的是,只要 Apple 还在更新系统,并且为了让用户用最快的方式体验它们的最新功能,就有可能把新的按键加在键盘上。再加上 Apple 的白名单机制,更新版本越多,造成的混乱注定越大。

而对于第三方键盘厂商来说,供应商所提供的兼容 macOS 的解决方案,看上去都一样,且都无法确认这些兼容方案的合法性。所以,它们宁愿放弃 macOS 用户,也不想碰到不必要的麻烦。

针对 Apple 设定的白名单,还有所谓的付费技术服务,我是这样看待的。首先,它是有必要存在的,比如说最新版妙控键盘上的 Touch ID,它就应该启用最严格的保护措施,只有 Apple 自己才可以使用,才能真正保护用户的隐私安全。至于付费技术服务,与其只提供某些按键的使用权限,更应该提供的是,在与 Mac 电脑交互过程中更强大的无线抗干扰能力、无线信号加密技术、无线传输速度优化等技术上的支持。macOS 用户不该被局限于千篇一律的 Magic Keyboard,他们值得和 Windows 用户一样,轻轻松松就能用上更好的键盘。

原文链接:
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作者:七骑士托马斯
责编:北鸮

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