好像很厉害的样子 苹果新黑科技揭秘

　　在经过了多次泄露、曝光、猜测、YY之后，苹果的这场科技届盛会终于在2015年9月9日上午10点（北京时间9月10日凌晨1点）召开，并发布了新一代的iPhone 6s和iPhone 6s Plus这两大重拳产品。此外，还发布了一款12.9英寸的iPad Pro和Apple TV以及Apple Watch。然而，对于消费者来说，关注的重点总是会集中在iPhone 6s/Plus和iPad Pro上。正如网红张全蛋所说：苹果的产品不管好不好，你们还不是都会抢得头破血流！虽然这只是调侃，但苹果在iPhone和iPad上所采用的技术却始终保持在业界领先。电容多点触控屏、视网膜屏幕、指纹触控……这些具有划时代创新的技术赋予了手机更优秀的体验，并引领了手机的发展方向。业界也曾调侃道：苹果不发布新iPhone，其他手机厂商都不知道怎么做手机了。而苹果公司在上个月发布的新iPhone和新iPad同样也带来了一些新的黑科技，比如A9/A9X处理器、3D Touch，接下来我们就来对这些黑科技进行解读。

　　交互革命，还是锦上添花？3D Touch功能揭秘

　　2007年，微软和苹果将多点触控技术带进了主流应用领域。人们从最早的“没有按键手感不好”，到现在见块屏幕就想去戳，“触控”已经成为现代人机交互最基本的一环。但是从那以后到现在，屏幕触控操作再没有出现过什么惊喜。在多点触控之后，我们不太清楚这些年来有没有人想过变革，但苹果终于拿出了成果。3D Touch技术的出现，让“交互”再一次成为了焦点。3D Print很好理解，立体打印嘛。那么3D Touch又是个什么？

　　从平面到立体的交互

　　当地时间9月9日，苹果公司举行了2015年秋季新品发布会。库克同志不负众望，本次发布会亮点颇多，除了现有产品的性能改进和提升外，有群众期待已久的iPhone 6s，有能把乔帮主气活的Apple Pencil，有更加不适合躺在床上玩因为砸到脸会更痛的iPad Pro。而业内人士最关注的就是搭载于iPhone 6s上的3D Touch，一种全新的交互技术。

　　但凡研究过系统交互的人都知道，一种交互方式要能够得到广泛应用，必须具备两个条件：一是全局通用，这样用户才有一致的预期；二是效率更高，这样用户才愿意一直用。这么多年来，我们最常用的交互方式，无非这几种：

　　对于鼠标，左键单击选中，双击打开文件，右键呼出功能菜单。

　　对于触摸屏，轻点打开文件，长按呼出功能菜单，滑动翻页，双指开合缩放。

　　上述这些操作，都符合人机交互的两个基本条件：全局通用和高效率。所以他们才能够放之四海而皆准。

　　苹果的3D Touch，则是在现有触摸屏里加入压力感应。这样一来，在2D屏幕原有的X-Y坐标平面交互方式基础上，增加了Z坐标交互方式，从而拓展到了立体空间。同时苹果定义了两个全局操作：Peek和Pop。Peek是轻按，能够预览内容并准备更多的操作，Pop则是在Peek基础上重按，进入详情浏览。在发布会上，苹果也演示了这两种操作的效果：

　　Mail：轻按邮件预览内容，重按进邮件详情页。

　　Messages：轻按链接预览网页，轻按地址预览地图，轻按日期预览日程，轻按航班预览航班信息，轻按联系人头像呼出快捷操作菜单

　　Maps：轻按某个地点，呼出快捷菜单。

　　图库：轻按图片预览并可进行编辑、共享、删除等操作，重按全屏查看大图。

　　桌面：轻按图标，呼出快捷操作菜单。

　　系统全局：轻按屏幕左侧边缘并滑动，进入最近任务页或切换上次使用的App。

　　当然苹果并没有演示游戏应用，但既然有多级压感，我们完全可以想象，模拟赛车的油门和刹车，模拟钢琴的力度，模拟毛笔的笔触，等等。另外，我们非常熟悉的微博将成为首批支持3D Touch的应用，Peek将出现写微博、热门微博、搜索、扫描二维码四种选择。

　　可以看出，3D Touch将过去需要两三步甚至更多步骤才能完成的操作整合成一步。前提是，前期你需要花一些时间去适应这种操作。

　　罗马不是一天建成的

　　秋季发布会之后，群众纷纷表示3D Touch和Macbook上的Force Touch非常相似。没错，3D Touch是硬件和软件配合才能实现，和以往在交互界面加入一些小动作是不同的。为了实现这个目标，其实苹果早就开始布局，新Macbook和Apple Watch就是3D Touch的试验田，这两件产品上搭载了Force Touch和Taptic引擎两种关键技术。

　　Force Touch通过在触控板下方的四个角放置四个压力传感器来感知触控板受到的压力大小，并将相应的参数提供给操作系统以便作出不同的反应。它定义了一种全新的交互方式：Force Click，用大白话来讲就是“用力按”。例如浏览网页时，在某个词汇上执行Force Click就会出现维基百科的解释；在邮件中出现的地址上执行Force Click就会在地图上显示该地点的位置。此外还能对Finder中的文件进行预览，通过按压力度控制Quicktime快进的速度等等。Force Touch可以有效弥补像Apple Watch这类设备屏幕太小的天生缺陷。通过增加一个全新的维度，软件中每个界面所能包含的信息量大大增加了。在传统触控屏上，调出某项功能可能需要进行数次点击，深入应用的好几个层级。而Force Touch只需要“用力按”即可，这使得软件的交互体验更加直观和快捷。

　　如果说Force Touch满足了输入需求，那么Taptic引擎则是提供了触感反馈。我们知道iPhone不像安卓手机那样有触摸震动反馈，但安卓的反馈形式比较单一。Taptic引擎通过线性致动器，能够准确再现点击、触碰、模拟心跳以及其他触觉效果，从而创建出更加多彩的反馈体验。看来苹果的潜台词就是“我要么不做，要么就必须做得比你更好。”

　　关于Force Touch的使用感受，有褒有贬。但是对于苹果而言，更重要的意义在于这是一次对压感触控的尝试，一切都是在为3D Touch打基础。

　　目前手机触控屏的原理大家都很熟悉，主要采用投射式电容触控技术，它包括驱动线路（Tx）与感测线路（Rx），分别有水平线与垂直线密密麻麻分布在整个面板，Tx和Rx之间形成恒定电容。由于人体是导体，手指触摸面板时，会改变电容大小，经Rx感应之后交由触控IC计算出手指接触位置，从而让系统作出交互反馈。

　　Tx和Rx只是组成了面板的X和Y坐标，能够计算出使用者接触面板的平面位置，但无法知道下压的力度。3D Touch的创新之处就在于可支持多级压感。但目前公开的相关资料并不多，结合苹果的影像资料来看，主要是加入了Taptic引擎和压力传感器。iPhone 6s的面板下方安装了8×12共计96个压力传感器，当手指下压保护玻璃，玻璃受力会向下产生微小的形变，使玻璃与压力传感器之间的距离变短，压力传感器获取距离变化的数据，结合来自加速计Accelerometer的信号，最终计算出下压的力度大小。Taptic引擎则负责在执行每个Peek和Pop动作时，提供10毫秒或者15毫秒的震动反馈。

　　“加入压力传感器”，这话读起来轻松。实际上，苹果的3D Touch项目已经进行了很多年，没有准确的开始和结束时间，直到每个项目人员都觉得3D Touch是个好东西了，他们才用到了iPhone 6s上。但开发团队对该项目还会继续打磨，而Force Touch其实也是该项目的一部分。

　　既然苹果认为这个项目并未结束，说明现在的3D Touch并非完全形态。实际上我们从苹果的专利文件里大致可以了解苹果接下来想干嘛。2013年2月，苹果的“局部触觉反馈的方法和设备”通过美国专利商标局授权（专利号8378797）。在专利文件中，苹果提到了包括多个独立致动器的触觉反馈系统。这里用到了“干涉”这个中学物理知识：是指两列及以上的波在空间中重叠时，会产生抑制或强化效果。因此在这个触觉反馈系统中，启动一个致动器以产生震动，同时启动其他若干个致动器产生第二个抑制波形，传播波形与抑制波形在手指接触位置叠加，从而实现局部振动反馈。

　　所以Taptic引擎的最终形态，应该是能提供类似“点哪儿震哪儿”的精确反馈，就像点击鼠标左键，只会是食指感受到左键的反馈，而不是整个右手，从而带来非常真实的物理按键感受。这并非吃饱了撑的，从现在的信息发展趋势来看，按键手机已经不可能再光复江山，但物理按键输入又有着无可比拟的操作感（要不为什么现在许多人喜欢玩机械键盘），因此不断模拟、仿真这种感觉，也是人机交互的一个课题。

　　真的需要3D Touch吗？

　　客观上讲，苹果公司确实是这个星球上最优秀的公司之一。苹果不生产技术，他们只对现有技术进行精加工，就像一个工匠仔细雕琢自己的作品。一个公司开发一种创新产品并不难，难的是次次都创新，每次都能甩开对手，又每次都能让业界竞相模仿。这次的3D Touch，无疑又将是安卓阵营的模仿对象。虽然在苹果发布会之前，华为和中兴已经抢先推出了压力感应的手机，然而鉴于安卓生态圈的特性，这更多的只能算是抢个头彩，推广概念。苹果可以从硬件和系统的最底层来优化3D Touch的效果，但安卓阵营的厂商对安卓系统并没有绝对的掌控力，如果谷歌不站出来做点什么，单靠厂商自身很难做到3D Touch那样的体验。

　　而苹果也很有勇气挑战用户的操作习惯，全新定义Peek和Pop两种操作，希望让用户逐渐形成稳定的心理模式：按压就是预览，想预览就要按压。不过，Peek实在太像安卓系统里的长按动作了。总结下来，它们的区别在于，3D Touch是基于硬件，是一种瞬时反应；而“长按”基于软件的时间判定，因此3D Touch的优势在于反应时间和速度。

　　然而对于大多数人而言，长按相比重按也不见得浪费了多少时间，而且还带来了更多的复杂性。滑动、点击是最为直观、容易理解的操作，这出于人类的本能。但在点击中加入压力感应，就稍微有些复杂了。如果再将按压力度分为多个层次、加入不同的UI，就显得更为复杂。而且3DTouch 没有专门的视觉控件与视觉提示，用户不知道哪个地方可以按压，也不知哪些应用支持按压。对于普通用户而言，把短压、重压、轻压3种操作方式玩转自如也需要一定的水平，如果软件的反馈没做好，就会给用户带来许多困惑与挫败感，转而继续沿用此前已经习惯的屏幕触控，让3D Touch沦为摆设。

　　不管怎么样，苹果已经成功掀起了话题。有人认为这是一次交互方式的革命，也有人觉得传统的触控方式已经很好用所以这东西“然并X”。这两种观点没有对错，只是站的角度不同。有些技术对于用户而言只是锦上添花，可有可无，就像Siri，除了无聊时调戏一番，也没见有谁打电话时喊Siri帮着拨号。但对于技术开发者则不然，通过技术的沉淀、改进，也许有一天，科幻电影里“交互只靠嘴”的场景，就能通过Siri发展而来。

　　笔者认为，3D Touch的确有潜力“重新定义触控操作”，但很难带来多点触控那样的颠覆性交互体验，毕竟受限于面板的材质和厚度，Z坐标的发挥空间实在太小。可以预见的是，3D Touch将常驻今后的iPhone产品，而安卓阵营里3DTouch将成为旗舰级手机的标配，就像指纹识别一样。今后对3D Touch的理解和应用也会越来越成熟。但这些情况，不会发生在iPhone 6s这一代的产品上。这一次，它只会像灯塔一样，给只剩下军备竞赛的手机业界指明方向。

　　文/图 《微型计算机》评测室