十字键的诞生

工作台上放着一枚调谐旋钮。它从一个报废的收音机上拆下来，铝制外壳上有几道划痕，顶部的凹槽里嵌着经年累月的灰尘。横井军平用拇指按住那个凹槽，轻轻一转。旋钮转动时，凹槽的边缘给拇指一种确定无疑的反馈——你知道自己转了多少，你知道它停在哪里。他把旋钮翻过来，看着底部的机械结构。一个简单的轴，一个弹簧片，三个触点。左转接通第一个触点，右转接通第二个触点，中间位置断开。整个组件用了不到十个零件，批量采购的成本大概在十五日元左右。这个调谐旋钮已经在收音机上用了二十年，还能正常工作。横井把旋钮放在工作台上，拿起旁边的千分尺。那是1981年11月的某个下午。开发一部的旧仓库里光线暗淡，头顶的日光灯管有一根已经坏了，另一根在嗡嗡作响。工作台上摊着的东西比平时更多——几块拆开的Game & Watch主板，一叠售后服务报告，导电橡胶的样品，塑料板，锉刀，砂纸，还有那本锁在抽屉里几年的笔记本。

横井刚刚把它拿出来，翻到记录着便携设备构想的那一页，又合上了。他不需要再看那些笔记。那些东西已经在脑子里转了太多年。桌上最显眼的位置，放着一份文件。不是维修报告，是开发本部上个月送来的设计需求书。需求书的内容很简单，措辞也很直接：Game & Watch的后续机型需要可更换卡带功能，整机厚度必须控制在二十五毫米以内，方向控制组件厚度不得超过五毫米。需求书的末尾，用红笔写了山内溥的批示：成本不能超过现有型号。五毫米。传统的摇杆，哪怕是最小的型号，厚度也要十八毫米。如果把它装进便携设备，整机厚度不可能低于三十毫米。而三十毫米，对于一台应该能放进衬衫口袋的机器来说，太厚了。需求书要求的五毫米，等于直接宣告摇杆方案的死亡。横井把需求书翻到下一页，上面是开发本部的工程师们提出的替代方案。一个方案是用四个独立的导电橡胶按键，分别对应上下左右四个方向。

这个方案的优点是零件少、成本低、厚度薄，但缺点也很明显——拇指需要在四个按键之间跳动，操作连贯性差，对角线方向无法精确输入。另一个方案是用薄膜开关阵列，把八个方向的触点印在柔性电路板上，上覆一层塑料薄膜。这个方案厚度可以做到三毫米，但薄膜开关的寿命太短，测试数据表明在十万次按压后就会出现接触不良。而Game & Watch的品控要求是，方向按键的寿命不得低于一百万次。横井在薄膜开关方案的下面，用铅笔划了一道线，写了两个字：不行。他把需求书放到一边，拿起那个调谐旋钮。旋钮的凹槽，是他一直在想的东西。不是旋钮本身——旋钮只能做旋转运动，不能做方向控制——而是那个凹槽给拇指的确定感。拇指放进去，被凹槽卡住，不需要看，不需要试，你就知道自己在什么位置。然后你旋转，凹槽的边缘一直在给拇指施加压力，那种压力是连续的，可预期的。即使闭上眼睛，你也能精确地知道旋钮转了多少度。这就是横井想要的。方向控制，本质上是一个位置信息传递的问题。

拇指在某个位置，电路板知道这个位置，屏幕上的角色相应地移动。摇杆之所以好用，是因为它的机械结构把拇指的位置信息连续地传递给了电位器，电位器再传递给电路。但摇杆的问题在于，它需要空间的机械结构——操作杆需要一定的高度才能实现偏转，电位器需要一定的体积才能实现精确测量。这些空间，便携设备给不了。导电橡胶按键可以把位置信息传递给电路板，但它只能传递一个信息：按，或者没按。它是一个开关，不是位置传感器。但横井在想，如果他不传递位置信息呢？如果他用四个开关，通过组合，来表征八个方向呢？上，是上触点闭合。右上，是上和右两个触点同时闭合。右，是右触点闭合。右下，是右和下两个触点同时闭合。以此类推。八个方向，四个开关，每一次拇指的动作，都对应着一个确定的开关组合。这不是位置传感，这是编码。但编码需要一个前提：拇指必须能在四个开关之间精确地滑动，每次只触发该触发的开关，不能同时触发三个，不能触发相邻的但不想触发的那个。

这就需要一个引导结构，一个能把拇指的压力精确地分配到指定开关上的东西。横井拿起一支铅笔，在便签纸上画了一个侧面的剖面图。一个塑料件，顶面是拇指接触的面，底面有四个凸起的柱，每个柱对应一个导电橡胶开关。当拇指按压塑料件的上方时，塑料件倾斜，上方的柱下压，上方的开关闭合。当拇指按压右上方时，塑料件向右上方倾斜，上方和右方的柱同时下压，两个开关闭合。这个塑料件，把拇指的粗大动作，转化成了对四个开关的精确控制。但塑料件的形状是什么？横井在便签纸上画了一个正方形。正方形太大，拇指的压力会被分散到四个柱上，导致四个开关同时闭合。他画了一个圆形。圆形没有方向，拇指放在上面，不知道自己在按哪个方向。他在圆形上画了一个十字槽，把圆形分成四个区域。拇指在十字槽里滑动，可以感觉到槽的边界，知道自己在哪个区域。但槽太深的话，拇指需要抬起来才能从一个区域移动到另一个区域，那就失去了连续滑动的优势。他盯着那个十字槽，看了很久。然后他把槽的深度改写。

不是挖出深槽，而是在塑料件的表面做出一个浅浅的十字形凸起，中心点是一个凹坑，四个臂从中心向四个方向延伸，臂的末端微微翘起。拇指放在凹坑里，知道自己的位置。向前滑动时，拇指沿着上臂移动，压力集中到上臂，上方的开关闭合。向后滑动时，拇指沿着下臂移动，压力集中到下臂，下方的开关闭合。向右前方向滑动时，拇指沿着上臂和右臂的夹角移动，压力和右方的开关同时闭合。整个过程，拇指没有离开塑料件。滑动是连续的，方向是确定的。这就是十字键。但便签纸上的剖面图，距离工作台上的实物，还有很长的距离。横井知道这个距离。他拿起一块塑料板，用铅笔在上面画了一个十字形，然后用锯子锯下来。锯口很粗糙，他用锉刀修整边缘，再用砂纸打磨。塑料粉末落在工作台上，白色的，细细的，像一层薄霜。第一个原型，是一个十字形的塑料片，长宽大约二十五毫米，厚度三毫米，中心有一个浅浅的凹坑，四个臂的末端各有一个凸起的小柱，用来接触导电橡胶。横井把它装到测试板上。

测试板是一块电路板，上面有四个导电橡胶按键，排列成十字形。塑料片放在四个按键上，四个小柱分别对准四个按键。他用拇指按下去。塑料片倾斜了。上方的柱下压了，但右方的柱也下压了。两个开关同时闭合。拇指明明只按了上方，但塑料片的倾斜角度太大，把相邻的柱也压了下去。横井把塑料片拆下来，用锉刀修掉四个臂的末端，缩短力臂的长度。再装上去，再按。这次好了一点，但按压时的感觉不清晰——拇指在塑料片上滑动时，感觉不到四个方向的分界。他把塑料片拿起来，在四个臂之间加了一个微小的凸起，像是一个小小的门槛。拇指从中心向上滑动时，会先经过这个凸起，感觉到一点阻力，然后滑到上臂的位置。这个阻力告诉拇指：你到了。拇指在四个方向之间滑动，每经过一个凸起，就知道自己切换了一个方向。这个凸起，后来被称为“方向肋”。但方向肋的高度需要反复调试。太高了，拇指滑不过去，需要用力和移动，操作不够流畅。太低了，拇指感觉不到，失去了方向确认的功能。

横井用锉刀修了十几次，每修一次，就用拇指按上去试一下。修到后来，方向肋的高度只剩下零点几毫米，肉眼几乎看不见，但拇指滑过时能感觉到——那是一种微妙的摩擦感，不是阻力，而是告知。方向肋解决了一个问题，但制造了另一个问题。塑料件的底面有四个柱，柱的末端要和导电橡胶的顶端接触。如果四个柱的高度不一致，塑料件在初始状态就是倾斜的，拇指放上去会有一种不稳定的感觉。如果塑料件的底面和导电橡胶的顶端之间有空隙，拇指按下去会有一段空行程，触感发虚，开关的响应也不确定。横井的解决办法，是反复打磨四个柱的底面。他用千分尺测量每一个柱的高度，然后挑出最长的那个，用砂纸修掉一点。再测量，再修。修到四个柱的高度误差不超过零点一毫米。这个精度，不是靠精密设备保证的。开发一部没有精密设备。横井用的千分尺，是一把旧的三丰牌，刻度盘上有些数字已经磨花了。他测量的时候，要把千分尺凑到眼前，眯着眼睛看指针的位置。这个动作，宫本茂见过很多次。

宫本茂的座位在开发一部的另一个角落，和横井隔着几张工作台。那段时间，他经常看见横井坐在工作台前，手里拿着千分尺，眼睛凑得很近，一动不动。有时候他会走过去，看看横井在做什么。横井抬起头，把塑料件递给他，让他按一下。宫本茂用拇指按下去，滑动一下，感觉一下。然后横井问他，怎么样。宫本茂想了想，说，好像有点硬。横井就把塑料件拿回去，继续修。这样的对话，在三个月里发生过很多次。每次都很短。宫本茂后来回忆那段日子时，说过一句话，被记录在《Fami通》2004年的纪念文章中。他说，横井先生用一把锉刀和一个测试板，一遍又一遍地打磨那个塑料件，他从来没有见过一个人对一个小小的按键如此执着。但宫本茂看到的，只是塑料件的打磨。塑料件只是十字键的一部分。另一个更棘手的问题，在导电橡胶上。横井从供应商那里拿到了五种不同硬度的导电橡胶样品。硬度是用邵氏硬度计测量的，从三十度到七十度不等。最软的一种，三十度，拇指按下去几乎感觉不到阻力，但回弹太慢。

他用示波器测量了开关的响应时间——从拇指按下到触点闭合，大约十五毫秒，这个速度还可以。但从拇指松开到触点断开，需要将近五百毫秒。也就是说，拇指松开后，开关要等半秒才断开。这个延迟，对于动作游戏来说是不可接受的。如果玩家在一秒内连续按两次，第二次按压时开关还没有断开，系统会认为是同一次按压。最硬的一种，七十度，回弹很快，断开时间只有三十毫秒。但按压时需要的力量太大，横井用推力计测了一下，大约需要三百克的力。这个力量，按一次没问题，按一百次就会觉得累。而Game & Watch的目标使用场景是长时间手持游戏，玩家可能会连续按几千次方向键。三百克的按压力，太累了。横井把五种样品逐一装到测试板上，用拇指按下去，感觉回弹力。他没有立即记录数据，而是先按了几十次，让自己的拇指记住每种硬度的感觉。然后他在笔记本上写了一行字：四十度到五十度之间，回弹时间大约一百毫秒，按压力大约一百五十克。这个范围，可能是合适的。

但他需要的是定制的导电橡胶，硬度在四十五度左右，误差不超过正负三度。他让助手联系了东京的橡胶厂，那边回复说，可以定制，但最小起订量一万片。横井说，先做一万片，但寄一百片样品过来。样品寄到的那天下午，横井把一百片橡胶逐一装到测试板上，用拇指按下去，感觉回弹力。按完一百个，他在笔记本上写了一行字：编号三十七号，硬度合适。编号五十二号，稍软。编号八十一号，最佳。然后他抬起头，窗外已经黑了。旧仓库的窗外，是任天堂京都工厂的后院。院子里堆着一些报废的街机机壳，用防水布盖着，风吹过时，防水布的一角会掀起又落下。横井站起来，走到窗边，看着那些机壳。街机业务的扩张速度超出预期，开发本部的人手不够，山内溥上个月从外部招聘了一批工程师，其中有人做过高端的图形处理器。那些人在会议上提出，便携设备应该使用更快的处理器，更大的内存，更高分辨率的屏幕。横井没说话。他坐在会议室的角落里，手里拿着那个十字键的塑料件，用拇指轻轻滑动。

他知道，那些人的建议在技术上是可行的。更快的处理器可以支持更复杂的游戏内容，更大的内存可以存储更多的图形数据，更高分辨率的屏幕可以显示更精细的画面。但每一个建议，都会增加成本，增加功耗，增加厚度。而便携设备的核心约束，不是技术可以实现什么，而是用户愿意接受什么。用户愿意接受的价格，在当时的日本市场，是五千八百日元。用户愿意接受的厚度，是能够放进衬衫口袋。用户愿意接受的续航时间，是至少十个小时。这些约束，决定了便携设备能用的技术，不是最新的，而是最成熟的。横井从窗边回到工作台前，拿起那个最终的十字键原型。塑料件经过了上百次的打磨，表面已经发亮。十字的中心微微凸起，凹坑刚好能容纳拇指的指腹。四个臂的末端微微翘起，与橡胶柱接触的底面经过千分尺的反复测量，误差不超过零点一毫米。方向肋的高度，已经被打磨到肉眼几乎看不见的程度，但拇指滑过时，能感觉到那个微妙的摩擦。他把拇指放上去，轻轻滑动。

拇指从中心滑到上方，滑到右方，滑到右上方，再滑回中心。整个过程安静、平滑、确定。这种确定，是横井用三个月的时间换来的。三个月里，他磨坏了十几个塑料件，用掉了上百片砂纸，测试了五种硬度、一百个编号的导电橡胶样品。他没有写正式的设计文档，没有画标准的工程图纸，没有开过正式的项目评审会。他的工作方式，就是不断地做，不断地试，不断地改。这种工作方式，和他在1965年刚进任天堂时修理花牌印刷机的方式，没有本质区别。区别只在于，那时候他修的是别人的机器，现在他造的是自己的设计。但设计不是终点。1982年年初，十字键正式搭载在Game & Watch的宽屏系列上。这是第一款使用十字键的便携游戏机，也是第一款支持可更换卡带的Game & Watch后续机型。整机厚度二十四毫米，方向控制组件厚度四点八毫米——刚好满足开发本部需求书上写的五毫米以内。成本方面，整个十字键组件的制造成本，包括塑料件、导电橡胶和电路板上的金手指，加起来不超过三十日元。

这个数字，低于需求书要求的成本上限。市场反应很快。玩家发现，用十字键控制屏幕上的角色，比用四个独立的按键更自然，更准确，更不容易出错。拇指不需要离开键面，不需要在四个按键之间跳动，只需要滑动，方向就跟着变化。这种操控方式，在当时是前所未有的。它让便携游戏机的操控精度，接近了街机的摇杆，但体积和成本，只有摇杆的几十分之一。一年后，十字键被用在了红白机的手柄上。那是1983年7月，任天堂在日本推出Family Computer。手柄上，十字键占据着左侧的位置，右侧是两个红色的按钮。这个布局，后来成为家用游戏机手柄的标准格式，被世嘉、索尼、微软以及其他进入这个市场的公司反复沿用。六千万台红白机，意味着六千万个手柄上的十字键，嵌入了六千万个玩家的拇指记忆中。十字键成为方向控制的通用语言，这个局面，一直持续到二十多年后，模拟摇杆和触控屏的出现，才被逐渐打破。但在1981年那个冬天的工作台上，横井军平并没有想这些。

他没有想红白机，没有想六千万台，没有想行业标准。他想的，是拇指按下时那个塑料件的微微倾斜，是橡胶柱压缩时那个确定的回弹，是方向肋滑过时那个微妙的摩擦。他想的，是那个调谐旋钮上的凹槽，是怎么把一种确定感传递给拇指的。横井拿起那个调谐旋钮，放在手心里转了转。铝制的表面已经有些氧化，但凹槽还在，确定感还在。他把旋钮放回工作台上，放在十字键原型的旁边。两个东西放在一起，一大一小，一新一旧，一个来自报废的收音机，一个来自三个月的手工打磨。但它们的核心逻辑是一样的：用一个简单的物理结构，给拇指一种确定无疑的安心感。这种安心感，不是技术参数能描述的，而是通过无数次微调，通过零点几毫米的增减，通过反复的按压和滑动，最终嵌入到手指和塑料之间的那个物理关系里。横井把桌上的零件归拢到一起，把那份开发本部的需求书放进文件夹，把千分尺放回工具箱，把测试板和导电橡胶样品放进抽屉。他拿起笔记本，翻到新的一页，写了几行字。

大意是，十字键的原理已经验证，制造工艺可以转交生产部门，量产模具的图纸需要尽快完成。他写完之后，把笔记本合上，放进抽屉，锁好。那个抽屉，和几年前锁住枯萎技术元件分类笔记的抽屉，是同一个。现在里面又多了一样东西——十字键的最终原型。它被放在一个小纸盒里，纸盒的盖子合着，用一个橡皮筋扎住。横井站起来，把工作台上的塑料粉末扫干净。窗外，京都的冬天越来越冷了。旧仓库的暖气管道发出轻微的咣当声，像是在咳嗽。他穿上外套，关了灯，走出门。开发一部的走廊里，灯还亮着。宫本茂坐在他的工作台前，正在画什么东西。横井经过时，停了一下。宫本茂抬起头，两个人都没说话。然后横井点了点头，继续往前走。宫本茂看着他的背影消失在走廊尽头，然后低下头，继续画。他画的，是十字键在游戏中的应用方案。那是横井交给他的任务，或者说，是十字键本身提出的任务。当方向控制变得如此简单，如此透明，当拇指可以无缝地在八个方向之间滑动，那么游戏的内容本身，也必须跟上这种操控的精度。

但量产模具的图纸，画出来之后，又遇到了新的问题。塑料件的四个臂，在注塑时需要保证均匀的壁厚，否则冷却时会产生收缩变形，导致四个柱的高度不再一致。横井发现这个问题，是在第一批试模件送回来的时候。他用千分尺测量了二十个试模件，其中有六个的柱高偏差超过了零点三毫米。零点三毫米，在工程上不算大，但拇指按上去，就能感觉到那个塑料件是歪的。横井把试模件送回模具厂，要求修改模具的浇口位置和冷却水道。模具厂的工程师回复说，修改需要两周时间，费用增加十五万日元。横井签了字。两周后，第二批试模件送回来，柱高偏差控制在零点一毫米以内。横井从二十个试模件中随机抽了五个，装到测试板上，逐一按压。四个方向，八个方向，对角线。拇指滑动，感受方向肋的摩擦，感受橡胶的回弹。五个都合格。他把测试板推到一边，在笔记本上写下一个数字：5/5。意思是五个全部通过。这个数字旁边，是之前记录的第一批试模件的测试结果：14/20。二十个中只有十四个合格。

从百分之七十的合格率，到百分之百，中间隔了两周，花了十五万日元。横井在笔记本上又写了一行字：模具浇口位置影响柱高一致性，需写入生产规范。这是他在整个十字键开发过程中，留下的为数不多的书面记录之一。

导电橡胶的问题，在一百个样品之后，又出现了新的变量。温度。京都的冬天，旧仓库里的温度不到十度。横井发现，四十五度的导电橡胶在低温下会变硬，回弹时间缩短到五十毫秒，但按压力增加到两百克。这个变化，对玩家来说意味着什么，他很清楚——冬天在户外玩的时候，方向键会变硬，按下去需要更大的力气，拇指会更快疲劳。他把测试板和样品放进恒温箱，从零度到四十度，每间隔五度测试一次回弹时间和按压力。数据记录在笔记本上，画成两条曲线。回弹时间随温度升高而增加，按压力随温度升高而减小。两条曲线在二十五度时交叉——那是室温，也是拇指感觉最舒适的温度。但便携设备不能在二十五度恒温下使用。横井在笔记本上写了一个问题：如何让导电橡胶在零度到四十度之间，保持回弹时间和按压力在可接受范围内？答案不是硬度，而是配方。他让橡胶厂在配方中增加了一种增塑剂，调整了硫化时间。

新的样品寄到时，恒温箱测试的结果显示，零度时按压力两百二十克，四十度时按压力一百二十克，波动范围收窄了百分之四十。横井在笔记本上写下：配方调整后，温度稳定性可接受。这句话，后来被写进了量产规格书，成为导电橡胶供应商的检验标准。

但横井真正在意的，不是温度曲线的平滑，而是那个“安心感”在极端条件下是否依然存在。他把新样品的测试板放在冰箱里冻了一夜，第二天早上拿出来，拇指按上去。塑料件表面冰凉，导电橡胶的初段阻力明显增加，但按下之后，回弹仍然干脆。拇指滑过方向肋，那个微妙的摩擦还在。

如果按键的响应是即时的，连续的，确定无疑的，那么屏幕上的角色也必须能够即时地、连续地、确定地响应玩家的每一个动作。否则，那个透明的操控感就会被打破，玩家会感觉到输入和输出之间的延迟，感觉到那个物理接口不再透明。这个要求，指向了游戏设计本身。横井是硬件工程师，他知道硬件定义游戏的边界。十字键的出现，让便携游戏机的操控精度接近了街机的摇杆，但便携设备的屏幕更小，处理器更慢，内存更少。如何用更少的资源，创造出与十字键精度匹配的游戏体验，这个问题的答案，不在硬件上，而在软件上，在设计上，在某个人对操控和屏幕之间关系的理解上。宫本茂的铅笔在纸上发出沙沙的声音。他画的，是一个小人在屏幕上跑动，方向键控制小人的方向，小人必须精确地避开障碍物，跳上平台，抓住绳子。每一个动作，都需要方向键的精确配合。那个小人，后来有了名字。他叫马里奥。但那个是另一个故事了。在1981年冬天的工作台上，十字键的诞生已经完成。

它从一个报废收音机的调谐旋钮上获得了灵感，经过三个月的反复打磨，最终成为了一种新的人与屏幕交互的物理接口。它不是技术发展的必然产物，而是某个人在特定的约束下，用特定的思维方式，做出的特定选择。没有横井军平，也许也会有其他人发明类似的东西。但那个选择，那种对枯萎技术的偏爱，那种对拇指按下时确定感的偏执，那种用锉刀和砂纸反复修整零点几毫米的耐心，是横井军平的。这是“枯萎技术的水平思考”在硬件交互上最彻底的一次实践。横井后来在一次采访中，被问到十字键的发明过程。他说了一句话，没有提到锉刀，没有提到导电橡胶，没有提到那三个月的反复测试。他说的是，使用最先进的技术，对商品而言不是加分而是扣分。这句话，被收录在任天堂的内部培训资料中。但它的上下文，那些堆满塑料粉末的工作台，那一百个逐一测试的导电橡胶样品，那本锁在抽屉里的笔记本，那个从报废收音机上拆下来的调谐旋钮——这些，都不在资料里。它们只在那个抽屉里。