游戲手柄是電子游戲機的常見部件目前常見的手柄主要由兩個側操縱桿組成、十字鍵、功能鍵和肩鍵。手柄大部分設計為家用游戲機，主要分為左方向鍵和右功能鍵，還可以根據其他需要在其他部位增加更多的功能鍵，滿足不同的功能需求。手柄主要通過各種按鍵與內部印刷電路板連接，將機械運動轉化為電信號，從而實現信息傳遞。手柄在很多領域都有應用，除了常用的游戲行業，還有醫療、軍事、人工智能開發等。

隨著智能設備的使用越來越多，消費者 游戲機的需求越來越大，手柄行業的規模也越來越大。根據市場研究在線發布的2023年-2029年中國藍牙手機游戲手柄行業商業模式分析報告顯示，2018年中國游戲手柄行業規模增至35家.3億元。據研究機構程思衡州（YH）據研究統計，2022年全球游戲機市場規模約為330億元。可見行業發展前景廣闊，未來有望持續增長。

誕生

20世紀60年代，科學家們在實驗中創造了一些娛樂方式。麻省理工學院鐵路模型技術俱樂部的史蒂夫·羅素，在DEC PDP-在一臺小型電腦上開發了一個名為《太空大戰》的小游戲為了更好地控制游戲，科學家們用手頭剩余的材料制作了一個小裝置，第一個手柄誕生了。

初期

在發展初期，游戲機的領域并沒有那么廣泛，每臺機器只能玩一個特定的游戲。直到1977年，雅達利2600才問世。與以前的游戲機不同，Atari 2600可以通過更換磁帶來運行不同的游戲，因此它不會 我們不必再依賴磁帶了、軟盤等存儲介質。Atari 2600有操縱桿和按鈕，手柄更像街機控制器，更容易操作這些游戲。

發展

任天堂紅白機

然而，隨著時間的推移，游戲商家發現雅達利2600更適合街機游戲，而不適合其他游戲。于是在1983年，又一款手柄誕生了，它就是任天堂紅白機——Famicom。Famicom體積更小，更便于攜帶。在造型上，它的外觀變化很大，從之前的搖桿變成了十字鍵，右側還配有AB鍵，適用于當時幾乎所有的游戲。而現在的手柄造型，絕大多數也是在其基礎上設計的。

功能鍵和模擬操縱桿

后來任天堂在1991年推出的SFC上做了一些改動在之前右側AB鍵的基礎上，增加了XY鍵，手柄上方增加了兩個肩部按鍵。肩鍵設計為使用食指，可以更復雜的控制游戲。但外觀上并不完美，長期使用容易感覺疲勞。于是在1996年，任天堂發布了Nintendo64，看起來就像一個帶十字鍵的三叉戟、AB鍵、XY鍵，左右肩鍵，甚至背面多了一個觸發鍵。同時，任天堂還推出了模擬操縱桿，可以模擬360度方向控制，還配備了按壓設置。

至今

隨著技術的不斷進步，VR在游戲行業也逐漸火熱起來。其實這個技術以前也出現過，只是有一些小人物。1995年，任天堂發布了一款名為Virtual Boy的設備，銷量不到80萬，所以這個發明被業內公認為失敗的機器。盡管如此，Virtual Boy的手柄還是裸眼3D的一次嘗試。目前手柄在外觀上基本穩定，但在按鍵布局上主要分為Xbox和ps兩大陣營。

Xbox手柄

Xbox的創始人有四個，分別是Ted Hase、Ed   potato chips、Kevin   Bach and Otto   Boxer In addition, the father of the first generation of Microsoft game consoles was Seamus Blackley。第一代于2001年11月上市，全球銷量超過2400萬臺它采用了非對稱搖桿結構，外觀上有上下左右搖桿，但這個手柄也有笨重的缺點基于這個缺點，微軟推出了輕量級手柄。后來，微軟提出“主機+PC”概念，從而引入Xinput。過了一段時間，Xbox手柄加入了力反饋和震動技術，同時還有很多精致的細節，比如搖桿的位置、觸發感覺和整體風格。

微軟 s Xbox手柄在制作上越來越精準，在設計上也有各種定制手柄。后來在2006年，微軟推出了XBox360手柄，有兩個鍵，分別是rs鍵和ls鍵這兩個鍵有很多功能，比如賽車游戲里當油門，射擊游戲里當扳機。另外XBox360手柄的按鍵彈性也很強。然后在2013年，微軟推出了新的Xbox系列Xbox One，和之前的Xbox 360的手柄沒有太大的區別。

PlayStation手柄

索尼 的創始人電子游戲的業務是久夛良木健，他也是PlayStation的父親。1997年，索尼推出了DualShock手柄最初的DualShock是作為最初的PlayStation游戲機的配件出售的后來，新版PlayStation游戲機將DualShock控制器作為標準控制器出售。DualShock手柄具有震動功能，可以根據游戲的具體情況進行震動。此外，它還有兩個可以輸出模擬信號的搖桿，L3/R3按鈕。

索尼 s PS2 DualShock發布于2000年，延續了PS1的對稱搖桿設計，在第一人稱射擊游戲中為玩家所熟知。2013年，索尼和微軟 s Xbox One同時發布了PS4，但DualShock4的外觀與之前相比變化不大。后來出現的DualSense搖桿是PS5主機的無線游戲手柄，在外觀手感和震動體驗上都有所提升。2022年3月底，Dual Sense獲得英國電影電視藝術學院獎（BAFTA）在投票中排名第一。

基本原理

手柄的基本原理是將機械運動轉化為電信號。玩家在玩游戲的時候，通過操作按鍵發起一個信號，這個信號是由機械運動引起的然后這個信號被傳輸到內部的印刷電路板，在那里機械運動可以被轉換成電信號，然后這個電信號被傳輸到輸出設備，從而完成整個操作。同理，一些裝有手柄的電動機也是基于這一原理工作的，但反過來，它們又將電信號轉化為機械運動，從而實現電動機的振動。

主要結構

從外觀上看，手柄主要分為外部結構和內部結構一般來說，手柄外側配有十字方向鍵、模擬搖桿和其他功能按鈕。并且印刷電路板安裝在內部、多個墊片、電池模塊和其他功能模塊。一些手柄也將配備一個電動馬達在里面，以增加播放器 一些手柄會在方向鍵外覆蓋一個小方向盤。

游戲手柄

外部結構

十字方向鍵

說到十字鍵，就不得不提一個人，那就是“十字鍵之父”橫井俊平，他確定了掌機的原型，1983年誕生的任天堂紅白機就出自他。當時由于預算不足，任天堂最大程度的縮減了紅白機的經費，讓搖桿換成了成本更低的十字鍵。另外，這款紅白機還沿用了1980年推出的GameWatch，而GameWatch也是橫井俊平的發明。十字鍵的發明使得玩家 的游戲體驗得到了改善，并且便于攜帶、簡單、耐用成了它的背書與搖桿相比，十字鍵不利于損壞再加上掌機扁平緊湊的外形讓搖桿更加突兀，十字鍵就這樣誕生了。其實除了游戲機，十字鍵在其他產品上也能看到，比如電視機、DVD遙控器、汽車音響等。

類比搖桿

街機最早的時代，商家發明了手柄組件之一的搖桿，雖然搖桿只能實現、下、左、右、左上、右上、左下、右下角有八個方向，但足以滿足當時2D游戲的空間移動需求。隨著科技的發展，游戲已經進入3D時代與此同時，一個難題也擺在廠商面前，那就是以前的搖桿已經不能滿足3D游戲的需求雖然畫面是3D的，但本質上還是一款2D游戲這時候任天堂推出了新概念模擬操縱桿，可以實現360度方向控制，增加了按壓設置，不僅方向更加靈活，而且通過按壓操縱桿可以發出不同的指令。此后，玩家可以使用模擬操縱桿來控制游戲中的角色視角和相機鏡頭方向。

搖桿內部分為兩個槽軸，一個是水平的，一個是垂直的水平開槽軸只能垂直移動，而垂直軸與前者相反，實現了兩個方向的轉動。兩個轉軸也分別連接在電位器上，這樣手柄就可以從這個位置測出阻力，然后就可以確定搖桿的位置。

大部分手柄都配有觸發鍵，其工作原理大致可以分為兩種，其中一種與滑動變阻器有關。在工程應用中，有一種裝置叫電位器觸發鍵通過連桿與電位計相連當按下觸發鍵時，電位計上的電阻值也會相應改變。另一種使用霍爾傳感器，將磁鐵與觸發器連接起來磁鐵的電路板上裝有能感應霍爾電壓的傳感器，實現了信號之間的傳遞扳機的運動轉化為磁場，然后轉化為電壓信號，最終被手柄感知。

小方向鍵

市面上有些手柄在方向鍵外會有一個小方向盤，可以達到類似汽車方向盤的效果。比如賽車游戲，如果用的是通用方向鍵，只能按或者不按，但是可以用小方向盤一點一點的轉，也就是說可以控制操作弧度，所以這種設計在賽車游戲中非常實用。

內部結構

印刷電路板

印刷電路板PCB是手柄的中樞結構，是芯片和電子元件進行信息轉換和數據處理的重要部件使用手柄的其他部分，例如觸發鍵、搖桿會直接連接到電路板上，完成信息的傳遞和轉換。

墊片

墊圈位于手柄按鈕的下方當玩家按下按鈕時，墊圈會給按鈕提供舒適的觸感，釋放后會立即反彈。

電動馬達

通常配備在手柄中的電動機通常是做旋轉運動的老式電動機它的主體是一個電機，電機的轉子連接一個配重，配重通常是半圓柱形，形成不對稱結構。當配重旋轉時，轉子會對配重施加向心拉力，配重會對轉子施加反作用力。因此，在連續旋轉過程中，轉子和配重之間的相互作用力將傳遞給播放器 s手穿過外殼，讓玩家可以感受到不同方向的力，這就是震動的來源。

模擬手柄

模擬句柄是指聲卡上的MIDI/游戲界面作為界面的手柄，利用其電路板上的四個點來控制方向，并在此基礎上設計了四個點作為擊發手柄的裝置。這種手柄根據其功能鍵的數量可以分為兩鍵手柄（還有兩個功能鍵，以此類推）四鍵手柄、六鍵手柄和八鍵手柄。這種手柄對于現在的游戲來說是不夠用的，對游戲的支持也是有限的。

數字可編程手柄

這個手柄可以說是“Windows時代的手柄”它是在Windows誕生之后衍生出來的，它充分利用了微軟DirectX技術來實現句柄“可編輯”玩家可以通過設置程序實現手柄上的按鈕和電腦上的按鈕的交互當手柄上的按鈕被按下時，鍵盤上相應的按鈕也被按下。所以這種手柄完全可以代替鍵盤，玩家只需要改變手柄上功能鍵的設置，就可以在鍵盤上完成對應游戲的不同功能鍵的設置。所有能用鍵盤控制的游戲都可以用這種手柄控制，包括只能用鍵盤控制而不能用可編程手柄控制的游戲。此外，數字可編程手柄還可以通過其自帶的按鈕切換成普通手柄。

有線手柄

80年代末，新加坡一家公司推出了聲霸卡，同時也推出了第一款帶有MIDI接口的游戲手柄，并命名為GamePad。此后，這種手柄被廣泛推廣。MIDI接口手柄使用聲卡的15針插頭，可以比以前接收和發送更多的信號。但是，Windows只能識別帶有兩個軸和四個鍵的手柄如果要使用帶多個按鍵的手柄，需要安裝相應的驅動程序。MIDI接口手柄的優點是范圍廣，基本上有聲卡的電腦都可以用。

USB接口手柄

USB接口手柄易于安裝、傳輸速度快、支持熱插拔等優勢，但MIDI接口手柄不足、傳輸速度慢、信號精度差，于是USB接口手柄誕生了。

并口手柄

PlayStation改裝手柄的接口是并口一般市面上最流行的手柄都是山寨手柄，所以它們的接口也是并行接口。這種手柄一般都是小作坊生產的，雖然質量低、手感不好，但是價格低，并口手柄還可以做成雙打手柄，所以受到很多模擬器游戲愛好者的喜愛。

無線手柄

無線手柄主要包括藍牙技術和2.兩種4G無線技術。

藍牙技術最初是由電信巨頭愛立信開發的，它的名字來源于丹麥國王Harald Bluetooth的一個昵稱。藍牙無線技術在很多領域都可以看到，也是移動設備上應用最廣泛的無線連接技術。從耳機鼠標到平板電腦、電腦，甚至很多自行車共享解鎖功能，也需要這項技術。藍牙有多個版本，比如4.于2010年6月30日發布）4.1（于2013年12月推出）4.2版本（于2014年12月推出）5.2016年提出）等，其中藍牙5.0傳輸速度是4.上限為24Mbps，有效工作距離為4.Four times that of the 2LE version（理論值）距離可以達到300米。另外采用了藍牙5.游戲手柄0版還有低功耗的優勢。

2.4G無線技術

2.4G無線連接技術是一種短距離無線通信技術，被市面上的一些游戲主機所采用，具有雙向通信等諸多優點、抗干擾性強、傳輸距離遠（短程無線技術范圍）耗電少。2.4G無線連接技術的頻率范圍是2.400～2.527GHz之間，這也是藍牙和（非5G）Wi-Fi的工作頻段。

中國

根據市場研究在線網站發布的2023年，手柄行業的規模正在不斷上升-2029年中國藍牙手機游戲手柄行業商業模式分析2014年中國游戲手柄行業規模達到14.8億元，2015年達到18家.6億元，然后在2016年大幅上漲，達到25.4億，趁著這個趨勢，2017年、2018年繼續上升，達到28.2億元、35.3億元。

2021年新年前后，受疫情影響，多地采用“就地過年”政策，在預防和控制疫情的同時，也促進了“悅己消費”增長，包括游戲手柄市場。

國際

根據360  research   reports 2022年10月26日發布的全球游戲手柄行業研究，2021年全球游戲手柄市場規模為612.4800萬美元，預計在2022年至2027年間增長65.96%到2027年增長率將達到917.12百萬美元。

隨著時間的增長，全球游戲手柄市場規模不斷攀升根據簡樂張伯倫2023年7月12日的游戲手柄市場研究報告，2022年全球市場規模約為4330.100萬美元，比上年增加了100萬美元。