QWERTY atsiradimo istorija: nuo mechaninių mašinėlių strigimo iki pasaulinio standarto

Visame pasaulyje dominuojantis QWERTY klaviatūros išdėstymas buvo sukurtas 1873 m. Christopherio Lathamo Sholeso ir išpopuliarintas su pirmąja komercine „Remington No. 1“ rašomąja mašinėle. Visuomenėje gajus mitas teigia, kad QWERTY buvo sąmoningai sugalvotas tam, jog sulėtintų mašininkių darbą ir apsaugotų mechanizmą nuo gedimų. Tačiau istoriniai patentų archyvai ir inžineriniai tyrimai atskleidžia visai kitą realybę: ankstyvųjų rašomųjų mašinėlių raidžių svirtelės kabojo apskritame krepšyje ir judėjo link centro.

Kai greta krepšyje buvusios raidės būdavo paspaudžiamos greitai viena po kitos, jų metalinės svirtelės susikabindavo ir užstrigdavo. Sholesas išsprendė šią mechaninę problemą atskirdamas dažniausiai anglų kalboje pasitaikančias raidžių poras (digrafus, tokius kaip th, er, re, in) į priešingas krepšio puses. Be to, pirmuosius prototipus aktyviai testavo telegrafo operatoriai, priimantys Morzės kodą, kuriems reikėjo patogaus raidžių išdėstymo dviprasmiškiems signalams fiksuoti. Nors tai išsprendė XIX amžiaus mechaninį barjerą, kompiuterių epochoje QWERTY tapo itin neefektyvus: dauguma klavišų paspaudimų atliekami toli nuo natūralios pirštų poilsio linijos, versdami rankas atlikti tūkstančius nereikalingų šuolių.

Mokslinė ergonomikos revoliucija: Dr. Augusto Dvorako supaprastinta klaviatūra (1936 m.)

1936 m. Vašingtono universiteto profesorius dr. Augustas Dvorakas kartu su dr. Williamu Dealey užpatentavo Dvorako supaprastintą klaviatūrą (DSK). Tai buvo pirmasis klaviatūros išdėstymas, sukurtas remiantis griežta fiziologine rankų anatomijos ir laiko-judesių analize. Dvorakas iškėlė kelis esminius ergonomikos principus:

  • Balsės kairėje namų eilutėje: Visos pagrindinės anglų kalbos balsės (A, O, E, U, I) buvo perkeltos į kairės rankos pagrindinę (namų) eilutę. Kadangi beveik kiekvienas žodis turi balsių, spausdinimas tapo tolygiai banguojantis tarp kairės ir dešinės rankos.
  • Dažniausios priebalsės dešinėje namų eilutėje: Dažniausios priebalsės (D, H, T, N, S) atsidūrė dešinės rankos zonoje, atitinkančioje didesnę daugumos žmonių dešinės rankos jėgą ir koordinaciją.
  • Judėjimas į vidų: Sekos sukonstruotos taip, kad pirštai dažniau riedėtų nuo išorinių silpnesnių pirštų link stipriųjų smilių ir didžiųjų pirštų.

Dvorako išdėstyme net apie 70% visų teksto paspaudimų atliekama tiesiogiai namų eilutėje (palyginti su vos 32% QWERTY). Tai sumažina bendrą dienos pirštų nukeliaujamą atstumą daugiau nei 60%, ženkliai sumažindamas raumenų nuovargį.

Kompiuterių epochos inovacijos: Colemak, Colemak-DH ir Workman

Nors Dvorako išdėstymas yra matematiškai labai efektyvus, perėjimas prie jo reikalauja kardinalaus persimokymo, nes perkeliamos beveik visos raidės, įskaitant universalius sparčiuosius klavišus Ctrl+Z, Ctrl+X, Ctrl+C ir Ctrl+V. 2006 m. Shai Colemanas pristatė Colemak išdėstymą, specialiai subalansuotą moderniems kompiuterių vartotojams.

Colemak pakeičia tik 17 klavišų pozicijų palyginti su QWERTY, palikdamas visiškai nepaliestą kairįjį apatinį sparčiųjų klavišų bloką (Z, X, C, V). Nepaisant švelnaus persimokymo barjero, Colemak pasiekia net 74% namų eilutės apkrovą, aplenkdamas net Dvorako išdėstymą.

Vėliau ergonomikos entuziastai sukūrė Colemak-DH modifikaciją, kuri išsprendė vadinamąją „centrinio stulpelio tempimo problemą“. Standartinėje ANSI klaviatūroje siekiant centrinių klavišų (standartiniame Colemak – D ir H), smilius priverstas tiestis į šoną. Colemak-DH šias raides perkėlė į apatinę eilutę po smiliais, pirmenybę teikiant natūraliam piršto lenkimui žemyn, o ne šoniniam riešo lankstymui.

Panašiu tikslu Paulas Uptonas sukūrė Workman išdėstymą, kuris maksimaliai sumažina šoninius pirštų judesius ir tolygiai paskirsto krūvį atsižvelgiant į kiekvieno piršto raumenų pajėgumą.

Tarptautiniai regioniniai išdėstymai ir klaidų atitaisymas (AZERTY, QWERTZ, JCUKEN)

Be ergonominių alternatyvų, pasaulyje įsitvirtino kalbiniai nacionaliniai standartai:

  • Prancūziškas AZERTY: Sukeistos A su Q bei Z su W, raidė M perkelta į namų eilutę šalia L, o skaičių eilutei reikalingas Shift klavišas, kad būtų galima tiesiogiai rašyti diakritinius simbolius (é, è, ç, à).
  • Vokiškas QWERTZ: Sukeistos Z ir Y vietos (kadangi vokiečių kalboje raidė Z pasitaiko nepalyginamai dažniau nei Y) ir dešinėje integruotos vokiškos raidės ä, ö, ü, ß.
  • Kirilicos JCUKEN (ЙЦУКЕН): Standartinis rytų slavų kalbų išdėstymas, kuriame ant tų pačių fizinių klavišų suprogramuotos visiškai kitos abėcėlės raidės.

Daugiakalbiai vartotojai nuolat susiduria su problema, kuomet pradeda rašyti tekstą nepastebėję, kad operacinėje sistemoje įjungta netinkama įvesties kalba – pavyzdžiui, vietoj привет parašoma ghbdtn, arba vietoj zerty atsiranda ;qwer. Šis įrankis veikia kaip momentinis klaviatūros klaidų atitaisymo variklis, fizinių klavišų matricos lygiu atkuriantis pradinį tekstą be rankinio perrašinėjimo.

Ergonomikos matematika: namų eilutės apkrova ir pasikartojančio krūvio traumos (RSI) prevencija

Klaviatūros ergonomika yra tiesioginis fizinių judesių ir sukaupto atstumo balansas. Įsivaizduokite programuotoją ar biuro darbuotoją, per dieną parašantį 8 000 žodžių:

Klaviatūros išdėstymas Namų eilutė % Viršutinė eilutė % Apatinė eilutė % Pirštų nukeliautas atstumas per d.
QWERTY 32% 52% 16% ~25–30 km (~16–20 mylių)
Dvorak 70% 22% 8% ~2 km (~1.2 mylios)
Colemak 74% 18% 8% ~1.6 km (~1.0 mylia)
Colemak-DH 74% 16% 10% ~1.4 km (~0.9 mylios)

Maksimalus darbas centrinėje namų eilutėje ir subalansuotas krūvis tarp abiejų rankų padeda išvengti sausgyslių uždegimų, riešo kanalo sindromo (Carpal Tunnel Syndrome) bei chroniškų pasikartojančio krūvio traumų (RSI).