D-pad

D-pad (viết tắt của directional pad hay phím điều hướng) là một phương thức đầu vào nhỏ gọn được phát triển cho trò chơi điện tử, thiết kế để chuyển đổi chuyển động của ngón cái thành điều khiển hướng thông qua một bề mặt phẳng hình chữ thập đặt trên bốn công tắc bên trong. Mỗi công tắc tương ứng với một hướng chính (lên, xuống, trái và phải), trong khi các đầu vào chéo kích hoạt hai công tắc cùng lúc, cho phép điều khiển tám hướng ở các góc 45 độ. Bên dưới phần trung tâm có một cơ chế trục xoay làm nghiêng phím, ngăn cả bốn công tắc bị nhấn cùng một lúc và tăng cường phản hồi xúc giác.

Khi mới ra mắt, D-pad mang đến một phương thức đầu vào chính xác và tiết kiệm không gian vào thời điểm những chiếc cần điều khiển (joystick) cồng kềnh đang thống trị thị trường. Mặc dù các cần xoay analog phần lớn đã thay thế D-pad để làm đầu vào định hướng chính trên các gamepad hiện đại, nhưng thiết kế nhỏ gọn, trực quan và linh hoạt của D-pad đã giúp nó được áp dụng rộng rãi trên nhiều thiết bị như điều khiển từ xa, máy tính bỏ túi, PDA, điện thoại di động và hệ thống âm thanh ô tô.

Lịch sử 

Tiền thân của D-pad là việc sử dụng bốn nút điều hướng riêng biệt. Các trò chơi arcade sơ khai như Blockade (1976) của Gremlin và Vanguard (1981) của SNK đã sử dụng phương thức này. Hệ máy cầm tay tồn tại ngắn ngủi "Select-A-Game" của hãng Entex có các nút điều hướng nằm cạnh một hàng nút hành động, tương tự như chiếc Atari Game Brain chưa từng được phát hành và các máy chơi game đời đầu khác như VideoMaster Star Chess. Trò chơi Cosmic Hunter (1981) của hãng Milton Bradley trên hệ máy cầm tay Microvision đã bổ sung nút thứ năm ở giữa và tất cả đều được đặt dưới một màng cao su duy nhất.

Vào năm 1979, William F. Palisek đã cấp bằng sáng chế cho thiết kế D-pad thực thụ đầu tiên cho hãng Tiger Electronics. Phiên bản của ông có một miếng nhựa nguyên khối đặt trên trục xoay trung tâm và bốn công tắc định hướng để cung cấp đầu vào cũng như giữ cho phím nhựa nằm ở vị trí cân bằng khi không sử dụng. Tiger ra mắt thiết kế này trên máy chơi game cầm tay Deluxe Football with Instant Replay vào năm 1980 và tiếp thị nó là nút "Playmaker". Các bài đánh giá trên phương tiện truyền thông đã ca ngợi nút này vì mang lại khả năng "điều khiển bằng một nút bấm". Cùng năm đó, hãng Mattel phát hành hệ máy Intellivision với một phím tròn mượt mà xoay tự do có thể ghi nhận thao tác nhấn theo tối đa 16 hướng. Bên trong, một lò xo kim loại giữ đĩa điều khiển của Intellivision nằm chính giữa bên trên các tấm mylar in.

Thiết kế "chữ thập" mang tính biểu tượng của hãng Nintendo do Ichiro Shirai phát triển và được sử dụng lần đầu trong bản chuyển thể máy cầm tay Game & Watch năm 1982 của trò chơi arcade Donkey Kong. Không giống thiết kế lớn hơn, nằm ở trung tâm thiết bị và dùng công tắc vòm của Palisek trước đó, phiên bản của Nintendo nhỏ gọn hơn, được bố trí cho ngón cái tay trái và sử dụng các công tắc màng dễ nhấn hơn; cải tiến quan trọng này đã trở thành đặc điểm nhận dạng trong thiết kế được cấp bằng sáng chế của Nintendo. Thiết kế nhỏ gọn này trở nên phổ biến trên các tựa game Game & Watch tiếp theo. Thiết kế này sau đó đã giành được Giải Emmy về Công nghệ và Kỹ thuật.

Được tạo ra ban đầu như một phương pháp điều khiển tiết kiệm không gian cho thiết bị cầm tay, Nintendo đã sớm nhận ra tiềm năng của D-pad đối với máy chơi game gia đình và biến nó thành phương thức đầu vào định hướng tiêu chuẩn cho hệ máy Nintendo Entertainment System cực kỳ thành công (phát hành lần đầu năm 1983 tại Nhật Bản dưới tên gọi Famicom) với tên gọi "+Control Pad". Một phần lý do của Nintendo xuất phát từ độ bền của D-pad và dự tính rằng tay cầm sẽ bị vứt trên sàn nhà hoặc bị giẫm đạp lên. Kể từ đó, hầu như mọi máy chơi game điện tử lớn đều tích hợp một dạng D-pad nào đó trên tay cầm của mình. Để tránh vi phạm bằng sáng chế của Nintendo, hầu hết các nhà sản xuất bên thứ ba đã áp dụng các biến thể với đặc trưng là một hình chữ thập nằm gọn trong một đế tròn.

Vào năm 1984, công ty Nhật Bản Epoch đã chế tạo ra hệ máy chơi game cầm tay mang tên Epoch Game Pocket Computer. Dù được trang bị D-pad nhưng máy lại không phổ biến vào thời điểm đó và nhanh chóng chìm vào quên lãng. Sau khi phát hành chiếc Sega Mega Drive vào năm 1988, hãng Sega đã đặt ra thuật ngữ "nút D" để mô tả phím này và dùng nó khi đề cập đến tay cầm của Sega Genesis trong sách hướng dẫn cùng nhiều tài liệu khác. Tuy nhiên, các trò chơi arcade phần lớn vẫn tiếp tục sử dụng cần điều khiển.

Các hệ máy console hiện đại bắt đầu từ chiếc Nintendo 64 đều cung cấp cả D-pad lẫn một chiếc cần xoay analog nhỏ gọn điều khiển bằng ngón cái; tùy thuộc vào trò chơi mà một kiểu điều khiển có thể sẽ phù hợp hơn kiểu còn lại. Trong nhiều trường hợp đối với các trò chơi sử dụng cần thumbstick, D-pad đóng vai trò là một bộ nút bổ sung với cả bốn nút thường tập trung vào một loại tác vụ nào đó như sử dụng vật phẩm. Ngay cả khi không có cần xoay analog, một số phần mềm vẫn tận dụng khả năng hỗ trợ tám hướng của D-pad để biến nó thành tám nút riêng biệt hoàn toàn không liên quan đến hướng hay sự di chuyển trên màn hình. Ví dụ như Jam Sessions trên hệ máy Nintendo DS sử dụng D-pad để chọn các hợp âm trong quá trình chơi.

Cấu tạo 

Các loại D-pad có thiết kế rất đa dạng nhưng nhìn chung đều có:

 Bảng mạch ghi nhận đầu vào
 Lớp màng được nhấn xuống bảng mạch để đóng mạch điện
 Trục xoay cứng ở vị trí trung tâm
 "Nút" nhựa D-pad

Lớp vỏ của tay cầm hoặc thiết bị khác sẽ giữ các bộ phận này lại với nhau. Trục xoay trung tâm ngăn cả bốn hướng bị nhấn cùng một lúc và làm cho D-pad nghiêng về hướng được nhấn. Bên ngoài lĩnh vực trò chơi điện tử, D-pad được dùng để điều hướng menu và có thể không có trục xoay trung tâm. Thay vào đó, một số điều khiển từ xa có nút "chọn" hoặc "OK" ở giữa. Với sự gia tăng sử dụng màn hình cảm ứng, một số ứng dụng hiện cung cấp cả D-pad ảo.

Trên thiết bị phi trò chơi 

D-pad xuất hiện trên một số thiết bị vận hành bằng menu như một công cụ điều hướng đơn giản. Dù có vẻ ngoài tương tự như loại phím dùng cho thiết bị chơi game nhưng chúng không được tối ưu hóa cho khả năng điều khiển theo thời gian thực và do đó thường chỉ có thể nhận đầu vào từ một hướng tại một thời điểm. Nhiều thiết kế trong số đó tích hợp một nút kích hoạt ở giữa cụm phím thường được dán nhãn "Enter", "OK" hoặc tương tự. Một số thiết bị đời cũ không có D-pad đúng nghĩa mà chỉ dùng các phím đơn trục lên/xuống hoặc trái/phải đơn giản. Trên một số điều khiển từ xa, D-pad cũng có thể được sử dụng để điều khiển robot có bộ thu tương thích tín hiệu.

Trên các thiết bị điều khiển từ xa, những nút bấm trên D-pad hoạt động theo cách giống hệt các nút khác và thường được dùng để điều hướng các menu trên màn hình. Mặc dù ban đầu không quá phổ biến nhưng sự thành công nhanh chóng của định dạng DVD đã dẫn đến việc các thiết kế điều khiển từ xa có D-pad được bán rộng rãi vào khoảng năm 2000. Hầu hết các thiết bị điện tử tiêu dùng vận hành bằng menu hiện nay đều bao gồm một dạng D-pad nào đó trên điều khiển từ xa (và đôi khi là trên chính thiết bị).

Thêm vào đó, nhiều thiết bị tính toán và liên lạc nhỏ gọn (đặc biệt là PDA, điện thoại di động và máy thu GPS) tích hợp D-pad không chỉ để điều hướng menu mà còn làm thiết bị đầu vào chung tương tự như cần điều khiển hoặc chuột máy tính. Các thiết kế ít tinh vi hơn tương tự trên điều khiển từ xa cũng xuất hiện trên một số máy tính bỏ túi, đặc biệt là máy tính khoa học và máy tính vẽ đồ thị sử dụng D-pad để điều khiển con trỏ trên các màn hình nhiều dòng, cũng như gọi lại đầu vào/đầu ra, điều hướng menu và đôi khi là truy cập màn hình trực tiếp (máy tính vẽ đồ thị đặc biệt cho phép dùng D-pad để xác định các giá trị tại những điểm cụ thể trên đồ thị được hiển thị). Trên các thiết bị có thể lập trình, D-pad còn có thể được ánh xạ trực tiếp, cho phép nó được dùng để chơi game hoặc điều khiển con trỏ.

Các hệ máy console có D-pad

Máy console có tay cầm tách rời 

1983 – Famicom/NES
1984 – SC-3000/SG-1000 (Joypad SJ-150 tùy chọn)
1984 – SG-1000 II
1984 – Atari 7800 (tay cầm CX-78)
1985 – Mark III/Master System
1987 – PC Engine/TurboGrafx-16
1988 – Mega Drive/Genesis
1990 – Super Famicom/Super NES
1990 – Philips CD-i
1993 – 3DO Interactive Multiplayer
1993 – Amiga CD32
1993 – Atari Jaguar
1994 – Sega Saturn
1994 – PlayStation
1994 – PC-FX
1995 – Virtual Boy (hai D-pad)
1995 – Pippin
1996 – Nintendo 64
1998 – Dreamcast
2000 – PlayStation 2
2001 – GameCube
2001 – Xbox
2005 – Xbox 360
2006 – PlayStation 3
2006 – Wii
2012 – Wii U
2013 – Ouya
2013 – PlayStation 4
2013 – Xbox One
2013 – Gamestick
2015 – Shield Android TV
2017 – Nintendo Switch (chỉ dành cho Pro Controller / Switch Lite)
2020 – PlayStation 5
2020 – Xbox Series X/S
2021 – Atari VCS (2021 console)
2025 - Nintendo Switch 2 (chỉ dành cho Pro Controller)

Máy console cầm tay 

1980 – Tiger Electronics (Playmaker)
1981 – Tomytronic (Tron)
1982 – Game & Watch (Donkey Kong)
1984 – Epoch Game Pocket Computer
1989 – Dòng Game Boy
1989 – Atari Lynx
1990 – Game Gear
1994 – Mega Jet
1995 – Genesis Nomad
1998 – PocketStation
2001 – GP32
2003 – Leapster
2004 – Nintendo DS
2004 – PlayStation Portable
2006 – Nintendo DS Lite
2008 – GP2X F200
2009 – Mi2
2009 – Nintendo DSi
2009 – GP2X Wiz
2009 – PSP Go
2010 – Nintendo DSi XL
2011 – Pandora
2011 – Nintendo 3DS
2011 – PlayStation Vita
2013 – Nintendo 2DS
2013 – Nvidia Shield
2014 – New Nintendo 3DS
2017 – New Nintendo 2DS XL
2019 – Nintendo Switch Lite
2022 – Steam Deck
2022 – Panic Playdate

Xem thêm 

 Cần xoay analog
 Phím mũi tên
 Cần điều khiển (Hat switch)

Tham khảo