Ghosting em teclados: O que é e o que é feito para evitá-lo

Mikhail Kosevich Volkov · 30 de junho de 2021

Olá, bom dia! Como estão?

Sou ex-redator de um website/grupo focado em periféricos, por lá antigamente conhecido como “Doggo”, e decidi fazer este tópico em forma de artigo para fins informativos, para facilitar o conhecimento sobre alguns termos a quem é leigo, ou entusiasta que ainda não teve contato mais aprofundado com eles.
Usarei como fonte para este texto a pesquisa do Microsoft Applied Sciences Group, que pode ser encontrada neste link, caso queiram se aprofundar mais sobre o assunto. https://www.microsoft.com/applied-sciences/projects/anti-ghosting

Afinal, o que é ghosting?

O fenômeno conhecido como ghosting não é o bloqueio das teclas, ao qual é erroneamente atribuído esse nome, mas sim o fato de que a matriz, com projeto que deixa a controladora incapaz de distinguir qual tecla foi apertada por permitir que a eletricidade liberada por três switches em duas linhas e colunas adjacentes “suba” ou “desça” uma linha e dê uma falsa ativação na coluna errada, ou seja, na quarta posição formando um quadrado. Quando ocorre a varredura na matriz sem um sistema de anti-ghosting, há o retorno de comandos que nunca foram feitos ao computador dentro do ciclo de polling. Caso queira saber mais sobre polling, recomendo este vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=wdgULBpRoXk

Comandos indistinguíveis em uma matriz sem diodos. Fonte da imagem: Microsoft Applied Sciences Group

Mas, se ghosting não é o bloqueio, o que é?

Este bloqueio não é nada mais, nada menos, que um dos métodos de anti-ghosting, no qual a controladora compara o estado da matriz com a varredura anterior, e, caso tenha um conflito em que não é possível distinguir entre uma tecla ou outra, envia ao computador um pacote de dados dizendo que nada mudou desde a resposta anterior, por isso quando é apertada a tecla que causa a confusão, o teclado “bloqueia” o comando.

E este “anti-ghosting” que as empresas colocam nas caixas de seus produtos?

A capacidade de suportar mais teclas também é uma solução para o problema de ghosting, a quantidade de teclas simultâneas que a controladora é capaz de distinguir em qualquer ponto da matriz é chamada de Rollover. Todo teclado tem, ao menos, Rollover de duas teclas. Em um teclado mecânico convencional, com um diodo para cada tecla que evita que a eletricidade “suba” e ative a coluna de outra tecla, todas as teclas, ou qualquer combinação delas, podem ser apertadas ao mesmo tempo e serem distinguidas pela controladora, e nesse caso se dá o nome “N-key Rollover”. Teclados capacitivos, ópticos e magnéticos não necessitam de diodos, pois a natureza de seu funcionamento não permite tais conflitos, portanto a especificação "anti-ghosting" não os cabe, porém é utilizada no material promocional e especificações a fim de eliminar quaisquer dúvidas que possam surgir. Teclados USB costumavam ter uma limitação em que apenas 6 teclas simultâneas poderiam ser apertadas devido ao pacote de dados USB apenas suportar 6, nesse caso dado o nome de “6-key Rollover”, ainda que efetivamente seja N-key Rollover a nível de controladora e funcione dessa forma na entrada PS/2, mas com o desenvolvimento das controladoras USB tanto no teclado quanto na placa-mãe do PC, é possível mandar quantos pacotes de dados quanto forem necessários sob a penalidade de tempo de resposta, ainda que na maioria esmagadora dos casos ela seja imperceptível até aos jogadores profissionais mais bem treinados, visto que hoje em dia, teclados mecânicos comumente operam com um ciclo de polling a cada 2ms, ou seja, 500Hz, e em torno de 1000 varreduras na matriz por segundo. Há tantos teclados mecânicos que operam abaixo disso, quanto há teclados mecânicos que operam acima disso, porém a grande média opera em 500Hz.

Exemplo de teclado (Drevo Gramr/Keycool 84) com um diodo por tecla. Fonte da imagem: Mikhail Kosevich Volkov, 2018.

Mas e teclados de membrana?

Teclados de membrana contornam a questão de apertar várias teclas adicionando mais trilhas na membrana de acetato. Hoje em dia a maior parte dos teclados de membrana possui trilhas extras no lado esquerdo e central da matriz, perto dos Shift e Ctrl, com finalidade de suportar comandos compostos, em que se aperta mais de duas teclas. Como efeito colateral, muitos já colocam as trilhas necessárias para suportar a maior parte dos jogos, já que não alterará muito o custo de fabricação e projeto para adicionar uma ou duas trilhas para conceder essa capacidade, e prevenir quanto à combinações de tecla não previstas durante a fase de projeto que os usuários possam executar.

Exemplo de teclado de membrana (Redragon Yaksa) com trilhas adicionais. Fonte da imagem: Wellington Rangel Diesel, 2016.

Isso não necessariamente aumenta o Rollover do teclado, pois ainda haverá pontos em que o teclado só conseguirá distinguir até duas teclas, permanecendo 2-key Rollover. Há teclados que vendem sob a descrição “n teclas sem conflito”, o que não se deve a Rollover, mas sim, à adição de mais trilhas na membrana para as áreas críticas onde estes conflitos poderiam ocorrer.

Concluindo…

Todo teclado moderno tem alguma forma de anti-ghosting, seja ignorando o conflito ou aumentando o Rollover, o que é advertido nas embalagens como “full anti-ghosting” é, nada mais, nada menos, que N-key Rollover. Ora, todo teclado moderno é full anti-ghosting, visto que todos são feitos para contornar o conflito onde ele é possível, não importa o lugar da matriz onde ocorra, mas nem todo é N-key Rollover!
Caso tenham alguma dúvida, crítica ou gostaria de comentar quanto ao texto, por favor, poste abaixo, estou aberto a sugestões e planejo fazer mais artigos futuramente.