什么是游戏手柄？

游戏手柄是一种输入设备，通常用于控制游戏应用程序，有时也用于图形应用程序。它最早由美国海军研究实验室的C.B. Mirick发明，并于1926年获得专利。一般来说，游戏手柄用于管理计算机程序中的机器或角色。

它包括一个底座和一个可以左右移动的摇杆，还可以旋转不同角度来控制电脑设备上的光标移动。通过操纵游戏手柄上的操纵杆，可以控制指针或光标的移动。它们配有额外的按钮，提供附加功能，并且外观与街机游戏中的控制设备相似。下图是游戏手柄的一个例子。

与键盘上的按键相比，它由于其灵活的移动方式可以提供更大的控制力。游戏手柄作为一种输入设备，对于残疾人士也可能更有益。大多数游戏手柄的前面都有一个按钮用于触发，摇杆的顶部还有一个按钮。许多游戏手柄的底座上还有其他按钮。这些按钮可以用不操纵摇杆的手来操作。

游戏手柄通常附带软件，允许用户为每个按钮分配功能。它们通过USB或串行端口连接到计算机。游戏手柄飞行控制器非常适合模拟器和飞行游戏，因为它们模仿了飞机的控制方式，但一些游戏玩家也将其用于第一人称射击游戏或格斗游戏，尽管许多人更熟悉鼠标和键盘。

此外，游戏手柄在需要特定手势的任务中也很有用。有多种类型，包括指操式、拇指式、等距式和位移式游戏手柄。它们也有类似鼠标的按钮，通常称为扳机。与鼠标不同，游戏手柄在移动到光标位置之前不会回到中立位置。

游戏手柄可以实现快速交互，使其非常适合游戏。它们比其他输入设备更容易使用、价格便宜，并且能带来更丰富的体验。然而，它们不太适合选择屏幕上的选项，并且可能难以控制。一些型号也缺乏对角线移动，并且不如其他设备耐用。

游戏手柄的结构和组件

游戏手柄是一种简单而有效的输入设备，由几个主要组件组成，它们协同工作以检测和转换物理移动。以下是其主要部件的分解：

1. 摇杆

这是用户握持和移动的部分。它可以向多个方向枢转以控制移动。摇杆的长短取决于游戏手柄的类型。

2. 底座

底座支撑着摇杆并容纳内部组件。它确保了稳定性并切换检测移动的装置。

3. 传感器或开关

这些用于检测摇杆移动的方向和角度。在数字游戏手柄中，使用简单的开/关开关，而在模拟游戏中，使用游戏手柄传感器来测量摇杆向哪个方向倾斜。

4. 按钮或扳机

大多数游戏手柄在摇杆上或底座上都包含一个或多个按钮。类似于鼠标点击，它们可以被按下以执行特定功能。

5. 弹簧系统

底座内的弹簧系统在释放摇杆时将其弹回中心或中立位置。这有助于保持控制并防止意外输入。

6. 连接接口

游戏手柄通过各种接口与设备连接，大多数是USB端口。也可以使用一些无线连接或旧的串行端口。

7. 控制电路板

这个内部组件处理来自摇杆和按钮的输入，将物理移动转换为计算机或设备可以理解的信号。

游戏手柄类型

游戏手柄有不同的类型，如下所示：

数字游戏手柄

最常见的游戏手柄类型之一，也称为“Atari风格”数字游戏手柄，广泛用于家用电脑。它最早在Atari 2600电子游戏机上推出，使用简单的左、右、上、下和射击命令，后来被引入家用电脑。这类游戏手柄的优点是许多制造商都有生产，并且它们是标准化的。下图是数字游戏手柄的一个例子。

旋钮控制器

旋钮控制器是一种简单的控制器设备，用于控制游戏。它是最早的游戏手柄之一，包含一个旋钮和一个射击按钮。它随着第一批家用电子游戏机一同出现，用于控制屏幕上的球拍。下图是旋钮控制器的一个例子。

模拟游戏手柄

模拟游戏手柄结合了数字游戏手柄和旋钮控制器的理念。Amiga、Apple和IBM PC都曾使用过模拟游戏手柄；它们只包含模拟游戏手柄输入。与数字游戏手柄一样，模拟游戏手柄的标准化程度不高。所有制造商都生产自己的型号，并有自己的摇杆规格。下图展示了模拟游戏手柄的外观。

PC模拟手柄

如今，PC模拟游戏手柄是最常见的游戏手柄类型，最早由IBM在其个人电脑上推出。它通常通过USB端口连接，它就是一个带有多个按钮的基本模拟游戏手柄。游戏手柄接口卡的价格已尽可能降低。如今，为了提供对游戏程序更快的游戏手柄访问速度，并避免一些常见的PC游戏手柄问题，这些游戏手柄已通过不同于PC游戏手柄卡接口的方式进行应用。这些数字PC游戏手柄与PC通信的方式并未标准化。此外，可能的方法包括串行端口、键盘连接器或通过旧的游戏手柄接口使用专有串行协议。

游戏手柄的工作原理

游戏手柄通过将其摇杆的物理移动转换为计算机或机器可以理解的电子信号来工作。其工作方式取决于其类型——数字或模拟——但基本原理是相同的。

1. 设置移动

当用户将游戏手柄向某个方向推或倾斜时，游戏手柄底座内的传感器或开关会检测到该移动。

在数字游戏手柄中，移动会激活简单的开/关开关。每个方向——上、下、左、右——都有自己的开关。当按下开关时，它会向计算机发送一个反映该特定方向的信号。

在模拟游戏手柄中，摇杆的位置被更精确地测量。它使用可变电阻器或传感器来确定摇杆向哪个方向倾斜。这不仅允许简单的方向命令，还可以实现平滑和渐进的控制。

2. 信号传输

检测到的移动被转换为电子信号。该信号通过游戏手柄的控制电路传输，并发送到连接的计算机或设备。

3. 处理输入

计算机或系统接收信号并将其转换为动作。例如，在游戏中，向前推摇杆可能会导致角色前进。在飞行模拟器中，它可以使飞机向上倾斜。

4. 返回中心

当用户释放摇杆时，游戏手柄内部的弹簧机构会将其弹回中立或中心位置。这有助于防止任何进一步的移动输入，并保持控制稳定。

5. 按钮功能

大多数游戏手柄还包含用户可以按下的按钮。这些按钮的作用类似于鼠标点击或键盘按键，发送单独的信号以执行诸如发射武器或选择选项之类的操作。

电脑游戏手柄端口

如今，通过USB端口，游戏手柄连接到大多数计算机。以下是游戏手柄支持的所有类型的端口。

• 游戏端口：它最早于1981年在IBM计算机上出现，是一个15针连接器端口，最初称为模拟-数字端口。它也称为游戏手柄端口、游戏端口或游戏控制适配器，允许用户连接转向器、游戏手柄、游戏控制器等设备。一些主板包含内部ISA或PCI卡。如果主板没有此功能，则可以在主板上安装游戏手柄端口。
• 蓝牙：蓝牙描述了设备之间如何通信，它是一项计算和电信行业规范。有各种设备使用蓝牙，如数字助理、智能手机、计算机、键盘和鼠标。蓝牙的有效范围为32英尺（10米），传输速率为1 Mbps。
• 串行端口：它用于将串行设备连接到计算机，也称为异步端口。它通常位于计算机背面，能够一次传输一个比特。通常，这些类型的端口在IBM兼容的计算机系统中都能找到。
• USB：USB允许计算机与外围设备和其他设备通信，代表通用串行总线。它是一种即插即用接口，覆盖范围广泛；它允许各种设备与计算机或其他设备连接，如键盘、鼠标、闪存驱动器和音乐播放器等。

游戏手柄简史

C.B. Mirick在美国海军研究实验室发明了第一个双轴电子游戏手柄，并于1926年获得了专利（美国专利号1,597,416）。设计它的主要目的是用于远程控制飞机，其设计与今天使用的游戏手柄相似。游戏手柄可能用于支持NRL正在开发的远程控制飞机。

大约在1944年，德国人开发了一种电气双轴游戏手柄，作为德国Funkgerät FuG 203 Kehl无线电控制发射器系统的一部分，用于引导无动力先锋精度制导弹药Fritz-X和火箭助推反舰导弹Henschel Hs 293。

该游戏手柄没有使用模拟传感器，而是使用了开/关开关。此外，Wasserfall转向设备完成了将电信号转换为无线电信号的工作，然后将其传输到导弹。

在1960年代，游戏手柄在无线电控制模型飞机系统中的使用增加了。例如，游戏手柄控制着月球着陆器测试模型。

在现代许多客机中，游戏手柄以“侧杆”的形式获得了新的生命，用于飞行控制。侧杆是指一个类似于游戏手柄的控制器，用于处理飞行，以取代传统的驾驶杆。与传统的控制驾驶杆相比，侧杆在许多方面可能更有用，例如在事故中更安全、改善驾驶舱内的视野和移动、以及减轻重量。

游戏手柄的优点

与控制手柄相比，游戏手柄在电子游戏方面提供了多种优势。它在控制游戏方面发挥着重要作用，可用于玩为家用游戏机或电脑游戏设计的游戏。下面列出了游戏手柄的众多好处，它们可以帮助您描述游戏手柄和控制手柄之间的区别，并确定哪个更适合您。

经典感觉

与控制手柄相比，在使用PlayStation 3和Xbox 360时，经典的感觉是最大的优势之一。而且，玩经典的街机游戏（以前使用游戏手柄）时，它使用起来要舒适得多。Pac-Man中的站立式和坐式版本都使用了游戏手柄，这是另一个例子。如果您从小玩Pac-Man，您可能更喜欢使用游戏手柄。Dig Dug"和"Donkey Kong"等其他经典游戏手柄游戏也可用于下一代游戏机。

格斗时间

游戏手柄设计有两​​个按钮，尺寸各异，其他则设计有多个按钮，适合格斗游戏。较大的游戏手柄无需您握持，可以放置在平面上。在使用控制手柄时，您主要只能使用拇指。而使用较大的游戏手柄或操纵杆，您可以一次使用多个手指，这对于格斗游戏来说是理想的选择。例如，如果您正在玩格斗游戏，则需要同时按下多个按钮来创建组合技。

飞行模拟器

某些游戏（例如PC或游戏机上的飞行模拟器）会鼓励使用不同类型的控制器。这些游戏允许用户插入飞机式控制器；例如，街机游戏中的After Burner，用于控制您的飞机。控制器可以用一只手握住，底座上的按钮可以用另一只手按下。这些按钮控制着武器，如机关枪和导弹。如果您使用飞行模拟器控制器，您会感觉自己身处飞机驾驶舱内，而不仅仅是在玩游戏。

直观

与控制手柄相比，使用游戏手柄玩视频游戏时，游戏手柄在控制角色的移动方面更为直观。如果您必须向左或向右移动，只需将摇杆向左或向右推即可。要将角色左右移动，方向键需要您向下按。

游戏手柄的缺点

游戏手柄有许多缺点，下面讨论其中的一些。

兼容性

游戏手柄的主要缺点之一是兼容性。它与大多数计算机不兼容；例如，旧的游戏手柄可能不被所有系统支持，这些游戏手柄只能与它们附带的游戏系统兼容。此外，有些可能无法在Mac上运行；然而，有些可以在计算机上运行。您的操作系统不识别设备，这可能会导致连接设备时出现错误。购买游戏手柄游戏控制器时，请确保游戏手柄与您的计算机系统兼容。您还需要在计算机上拥有USB或游戏手柄端口，并结合模拟器，如果您想使用旧的游戏手柄。模拟器使得计算机系统能够识别控制器并允许输入。

控制问题

游戏手柄有按钮和枢轴摇杆来控制操作。玩家通常使用游戏手柄发射物体（如飞机）或在游戏中进行机动。一些使用旧版游戏手柄的玩家可能会在如何移动控制器方面遇到问题。如果长时间使用，游戏手柄的按钮可能会卡住。因此，他们可能只能执行向上和向下或向左和向右的操作。如果您遇到这个问题，并且只能移动控件而无法在游戏中操纵物体，在这种情况下，您可能需要重新接线您的游戏系统。有时，游戏手柄可能会意外损坏。

游戏手柄导致的手部受伤

如果您频繁或长时间使用游戏手柄，可能会导致重复性劳损，如腕管综合征。当您对身体的特定部位施加过多压力时，重复性劳损的几率会大大增加。持续使用游戏手柄的玩家可能会在上半身区域感到疼痛、刺痛或麻木。此外，一些玩家更容易出现此类症状，他们玩游戏手柄时动作特别粗暴。他们会遭受手部损伤，如触痛、组织损伤或肌肉拉伤。如果您感到任何不适或疼痛，应咨询医生以减轻您的压力。您还可以通过限制或停止使用游戏手柄来帮助预防严重问题。如果您因游戏手柄感到劳损而未寻求医疗帮助，您的问题可能会变得更加严重，可能会妨碍您执行日常任务，或者您可能需要手术。

有限的游戏类型

游戏手柄更适合某些游戏类型，如射击游戏、格斗游戏、飞行模拟器等。除非您不使用游戏手柄，否则您真的不会体验到控制手柄和游戏手柄之间的区别。此外，游戏手柄将您限制在少数游戏类型中，购买质量好的游戏手柄需要高昂的价格。

常见问题解答 (FAQs) - 游戏手柄

Q1. 什么是游戏手柄？

游戏手柄是一种输入设备，用于在不同方向上控制移动。它通常用于为游戏、航空、机器人和工业机械提供精确的控制。

Q2. 游戏手柄是如何工作的？

游戏手柄通过检测其摇杆的速度方向和大小来工作。这种移动被转换为电子信号，然后发送到计算机或机器以执行特定功能。

Q3. 游戏手柄的主要类型有哪些？

一般类型包括：

• 数字游戏手柄 - 提供简单的方向移动。
• 模拟游戏手柄 - 提供更精确和渐进的移动。
• 拇指摇杆 - 用拇指操作的小型游戏手柄。
• 力反馈游戏手柄 - 提供物理阻力或振动以增加真实感。

Q4. 游戏手柄通常用在哪里？

游戏手柄用于：

• 电子游戏
• 飞行模拟器
• 飞机控制系统
• 工业机械
• 机器人
• 电动轮椅

Q5. 游戏手柄和鼠标有什么区别？

游戏手柄在倾斜之前会持续移动光标或对象，而鼠标仅在物理移动时才会移动光标。游戏手柄更适合方向控制；鼠标更适合指向和点击。

Q6. 游戏手柄可以在电脑上使用吗？

大多数现代游戏手柄使用USB连接，并兼容大多数计算机。有些可能需要驱动程序或特殊软件。

Q7. 游戏手柄只用于运动吗？

虽然它们在游戏中很受欢迎，但游戏手柄也用于航空、辅助技术和工业应用中，用于需要精确和响应式控制的功能。