什麼是 N-key 與按鍵衝突？原理說明、改善技術、選購注意完全解析

不管是文書處理或遊戲中，我們都經常會使用到組合鍵，也就是多顆按鍵一起按下，執行某些特定的功能。有時候你可能會發現，明明只按下2顆鍵，再按下第3顆鍵時訊號卻沒有輸出。要是打報告到一半遇到這種狀況還好，如果在遊戲中遇到，那可能發生被大屠殺的慘劇。而造成這些情況產生，就是鍵盤的「鍵位衝突」（或稱「按鍵衝突」）所致。

再舉個簡單的例子，當在CS遊戲中拿著小刀要往斜後方行走時（按下S+D鍵或A+S鍵），這時看到敵人要切換武器（壓下數字鍵2或3），有些鍵盤就無法直接拿出武器，一定要放開行走的按鍵才能切換武器。這並不是遊戲的Bug，而是因為鍵盤內部先天性設計所產生的問題。

鍵位衝突不是卡鍵

鍵位衝突與卡鍵事實上是不相同的情況，許多人習慣以後者來形容鍵位衝突，而且在網路以訛傳訛的結果，就把這2種名詞變成同義了。事實上，「卡鍵」代表鍵帽壓下時陷在鍵盤內，彈不回來原有的位置，或者彈回來的時間比正常的時間還長，完全直接是照字面意思來解釋的。

結構、訊號雙管齊下

要認識什麼是鍵位衝突，就必須分2個部分來討論。第1部分得先了解鍵盤內部的構造，訊號是如何判斷與傳遞，以及遇到錯誤該如何避免；第2部分是探討如何將鍵盤訊號傳輸至電腦端，內在架構雖然不會造成鍵位衝突，但不同鍵盤的連接介面可能會造成影響，而無法順利將每個訊號送出。將2個部分整合起來，才能完全認識鍵位衝突原理。

非編碼鍵盤當道

鍵盤依轉換代碼來分類，可以分為編碼鍵盤與非編碼鍵盤2種。編碼鍵盤是指按下按鍵時，直接由數位電路上產生出ASCII碼，或者特別編碼來輸出。非編碼鍵盤則是將鍵盤按鍵排成矩陣形式（Keyboard Matrix），當按鍵觸發時，由鍵盤控制器（Keyboard Controller）依照行（Clown）與列（Row）的資訊，來查詢鍵盤碼表格，藉此找出使用者壓下的按鍵資訊並輸出。非編碼鍵盤的鍵盤碼表格較容易重新定義，結構技術不難。對於不同國家的鍵盤配置都容易進行鍵位設計，所以已經成為目前鍵盤主要的設計方式。

薄膜式鍵盤的行與列電路，會分散到鍵盤的2層薄膜電路上，而機械式則設計在PCB電路板上。這些行與列至少會由16條線路與8條線路交叉形成，組合出共有128個交叉點。目前鍵盤按鍵數大約為103鍵，就算語系不同按鍵數也不會相差太多，這128個點可以運用到目前所有的鍵盤。不過這種矩陣的設計方式代表壓下就會形成通路，如果一次壓下太多鍵，就有可能造成訊號誤判。

行與列判斷訊號

接下來，我們來看看是鍵盤訊號是如何偵測與送出。鍵盤的按鍵資訊都是設計在鍵盤矩陣中，裡面每個行與列的交錯點都代表著1顆按鍵資訊。當按鍵被觸發時，鍵盤就會進行掃描，查詢是哪顆鍵被壓下。首先會以行為單位會輪流掃描，之後再判斷是哪一列形成通路。

當單一按鍵被壓下時，鍵盤掃描行與列的原理非常簡單，很容易就會找到是哪顆鍵被壓下，立即就會將訊號送出，但如果同時觸發超過1顆按鍵時，則是另一種情況。鍵盤矩陣中最小矩形單位會是由4顆按鍵所組成，4顆鍵壓下任何1顆鍵都能順利輸出訊號。任意2顆鍵按下時，鍵盤控制器也能依行列資訊判斷是哪些鍵被觸發。當同時壓下1顆鍵與2顆鍵時，鍵盤很容易就能判斷訊號並將其送出。

產生Ghost Key

不過同時3顆鍵壓下時，就會送出2個行資訊與2個列資訊到鍵盤控制器。由於2行與2列共可形成4顆鍵，所以光靠行列資訊無法推算是4顆鍵中的哪3顆，而這時意外被導通電路的第4顆鍵，稱為Phantom Key（幽靈鍵）或Ghost Key（鬼鍵）。

Ghost Key出現時，控制器因無法判斷正確按鍵而產生錯誤的判斷資訊，為了避免錯誤訊號被送出，鍵盤控制器就會忽略第3顆壓下的訊號，只會輸出前2顆鍵一定正確的訊號。這就是目前使用者常會疑惑，明明已經壓下按鍵，為什麼電腦卻沒有送出訊號，其實就是因為產生Ghost Key發生鍵位衝突。

▲此為鍵盤矩陣簡化圖，在3行3列的電路中配有Q、W、E、A、S、D、Z、X、C鍵共9鍵。實際鍵盤矩陣不會如此簡單，會更為複雜。

▲當Q鍵壓下時：從C1開始掃描，R1有被導通電路，R2沒有，所以推論出C1R1被壓下。再從C2開始掃描，R1與R2都沒有形成通路。結論得到C1R1即Q鍵被觸發。

▲當Q、S鍵壓下時：從C1開始掃描，R1有被導通電路，R2沒有，所以推論出C1R1被壓下。再從C2開始掃描，R1沒有形成通路，R2有被導通電路，所以推論出C2R2被壓下。結論得到C1R1與C2R2即Q鍵、S鍵被觸發。

▲當Q、W、A鍵壓下時：從C1開始掃描，R1被導通電路，R2也被導通電路，所以推論出C1R1、C1R2都形成通路。再從C2開始掃描，R1被導通電路，此時R2透過C1也被導通電路，所以推論出C2R1、C2R2都形成通路。結論得到C1R1、C1R2、C2R1、C2R2即Q鍵、W鍵、A鍵、S鍵都被觸發，不過實際並不是如此。S鍵沒有按下卻意外被導通，此鍵就命名為Phantom Key，即Ghost鍵（鬼鍵）。

（後面還有更多鍵盤功能的介紹！）