揭秘苹果3D Touch压力传感功能的幕后故事

彭博社网站本周刊文，介绍了苹果开发3D Touch压力传感功能的幕后故事。这一功能的开发再次反映了苹果内部以设计为主导的文化。以下为文章全文：3D Touch的起源过去多年中，苹果推出过许多产品，但开发过程基本类似：找到某些丑陋而复杂的已有产品，将其变得更精致、更易使用。“精致”有着几乎永恒的定义，苹果对铝质材料的使用已经证明了这一点。然而，“易用性”的定义不断发生变化。

因此，在9月份发布会的前几天，苹果首席设计官乔纳森-艾维（Jonathan Ive）的关注重点并不是新款Apple TV或大尺寸iPad，而是一项名为3D Touch的功能。这一功能使iPhone更易用。拿着一部iPhone 6s，艾维表示：“这才是我们的重点，占用了我们公司内部的大部分精力。”而对于3D Touch，他表示，“我们已开发这项功能很长时间，很多很多年”。

苹果的设计工作室就像巨石阵一样神秘，似乎不存在于现实世界。这里有许多30多岁的设计师，他们有着不同的国籍和不同的外表，但都在iMac前静静地工作。在这里，小厨房旁边有一张长条木桌，而一台闪闪发光的咖啡机更像是“被供奉的偶像”。这里播放的音乐来自独立音乐人，旋律轻松。与所有设计书店一样，与墙壁同样长的书架有着看似漫不经心，但实则精致的摆放。

这里就是苹果的魔法空间，而唯一的证明在于墙壁上的窗帘。艾维表示，窗帘背后就是苹果的工业设计工作室，这里有正在进行的探索、磨边机，以及目前还不能言说、属于未来的产品。正是在这里，3D Touch从理念发展为现实。

几年前，设计师和工程师就已意识到，手机集成了如此多的功能，包括消息、地图、应用、链接、照片和音乐，而用户将不得不在主页屏幕和应用之间频繁切换。苹果愿意解决产品和用户之间哪怕是最微小的问题。苹果用户界面设计副总裁阿兰·代耶（Alan Dye）表示：“‘不可或缺’是我们期望的状态。我们希望，在使用我们的产品时，你会感到它不可或缺。”

在诞生后的近10年时间里，iPhone已经从最初的“婴儿肥”发展成为了“小鲜肉”，而5.5英寸的iPhone 6 Plus则是它的“哥哥”。除了Siri和苹果地图之外，其他功能都被无缝地集成至iPhone，几乎挑不出实质性的缺点。不过，由于用户的期望越来越高，对“杰出”的赞美也会日渐消失。苹果全球营销高级副总裁菲尔·席勒（Phil Schiller）表示：“每一代产品的功能标准都会变得更高。如果这款产品只是比去年好5%，那么没人会关心。”

从iPhone的圆角造型到泰然自若的“天才吧”员工，苹果希望用户将其视为一家给人感觉轻松的公司，而技术卓越性的实现就像从烤箱中拿出面包一样简单。席勒表示：“为了开发带3D Touch技术的显示屏，所需的工程智慧和硬件都极其困难。如果人们不使用这一技术，那么我们将浪费一年，确切的说是两年的时间，并花费巨额成本和制造投资。如果这只是一项演示功能，一个月后不再有人使用，那么将是对工程人才的严重浪费。”

席勒认为，3D Touch是一项突破，但部分设计师可能并未领会这一点。艾维表示：“在一个需要考虑许多因素的公司中，衡量设计师的工作非常困难。我们可能会从事某项工作很长时间，但仍不清楚要如何去做。”

开发中的困难

苹果的设计项目通常没有正式的开始时间，也没有预设的完成标准。长达几个月的试错很常见，而同时推进的方案不可胜数。因此，没有人还记得，设计团队何时开始尝试给iPhone增加3D Touch功能。该团队只是在问，除了滑动操作以外，是否还有可能通过按压玻璃完成额外的操作，或是打开某个快捷方式？手机能否根据用户的不同按压力度来理解用户的意图？

所有人都知道，苹果是一家以设计为第一优先级的公司，但外界可能并没有理解这其中的真正意义。在苹果，设计师和非设计高管之间的关系就像是赛马和训练师。一方通常在名义上处于主导，但实际上只是在为另一方服务。苹果软件工程高级副总裁克雷格·费德里西（Craig Fedrighi）表示，在大部分软件公司，设计师只会决定他们想要什么，而工程师会找到最简单的实现方法。因此，所有功能都变得不完美。而对于3D Touch，苹果直到完成最终设计，才开始去研究实现这样的设计有多么困难。费德里西的职业生涯从苹果起步，随后在财务管理软件开发商Ariba工作了10年时间，并于2009年重回苹果。

最终答案是：开发这样的技术非常困难。不过，苹果要比竞争对手有优势。包括持有的2000亿美元现金在内，苹果拥有庞大的资源，因此可以招募各种领域全球最优秀的专家。一位不愿具名的苹果前高管表示，苹果去年以30亿美元收购Beats并不是为了该公司的耳机产品线，而只是希望获得Beats CEO吉姆·艾欧文（Jim Iovine）在音乐行业的经验。代耶表示：“如果你要解决某个特定的问题，通常情况下，全球最优秀的人才已经在这里。”

然而，如果仅仅只有资源，那么你并不能根据设计反向开发出一款无故障、供应链有能力支持，并被数千万人使用的产品。苹果通常不愿公布该公司如何开发某款产品，因为类似三星的竞争对手可能会借鉴该公司提出的概念，并获得类似技术的专利。然而，对于3D Touch，苹果更加坦率。

费德里西拿起一部iPhone 6s，解释了3D Touch遭遇的最简单的挑战：“最初的设想是，在超薄设备中，你希望能探测压力。我的意思是，你认为你想要做的是探测压力，但实际想要的是感知用户的意图。你试图读出用户的想法。然而，用户有可能是用拇指或其他手指，当时有可能情绪激动，有可能正在走路，也有可能正躺在沙发上。尽管这些都不会影响用户的意图，但会影响传感器感知到的信息。因此，技术障碍非常多。我们必须集成加速计的信息，从而排除重力的影响。但当你从另一个方向握持手机时，对手机来说重力的方向也会变化。触控传感器对大拇指的感知可能与其他手指不同。因此，我们会同时考虑压力传感器带来的这两种信息。这只是最基础的一件事。如果你无法做好，那么一切都无法运转。”

对科技公司而言，从铅笔和草稿纸开始启动工作的模式并不常见。设计师既不用参加大量的会议，也不必承担过多的责任。然而，他们会与材料专家和工程师保持紧密联系，并成为一支没有固定形式、跨职能的团队。这里很少有人员流动，团队对新人的加入就像寻找结婚对象一样谨慎。代耶表示：“关于设计团队有个笑话：除非我们都在和家人度假，否则我们不会招聘。”

当团队设计出很有前景的东西时（这里使用“东西”一词的原因是，没有更合适的词汇能准确表达），他们会制作原型产品。软件原型通常是绘制在磁性墙壁上的互动流程方案图，而硬件原型的尺寸通常则大于实际产品，并且会被放在桌上供所有人品评。艾维表示，团队核心成员一起共事的时间很长，彼此间不用语言就能知道对方的意见，而同事之间并不会有所保留。

在2006年加入苹果之前，代耶曾在Kate Spade和Ogilvy & Mather负责设计工作。他表示，苹果的大部分设计师都会有“低层次的焦虑”。“我非常害怕，某些时候我会被发现。你知道，库克会知道关于我的真相，这就是我很糟糕。”

避免焦虑发展成为罪恶感的唯一方式就是自己的成绩。费德里西表示：“如果你看看我们在这部手机中设计的所有互动功能，那么没有一项功能的最终形态与设计开始时是一样的。”通过与康宁的合作，苹果开发了新的iPhone外壳玻璃。在玻璃上滑动，手机就会如预期中一样工作。但如果在屏幕上用力按下，那么集成在视网膜显示屏背光元件中的96颗传感器将会测量与玻璃之间距离的微小变化。这样的测量将会与来自触控传感器的信号一同，使屏幕画面紧跟手指运动。

这项技术的一部分最初被应用在Apple Watch智能手表中，当时被称作Force Touch。实际上，Force Touch只是3D Touch很小的一部分。屏幕尺寸的不同带来了巨大差异，而iPhone 6s的软件带来了更出色的易用性。例如，如果你希望查看一段文字中的餐厅链接，或是一封电子邮件中将于11点举行的邮件邀请，那么只要轻按相应位置，餐厅的网页或日程表窗口就会在屏幕中心弹出，而其他信息都将暂时变为半透明。如果按压力度稍大，那么弹出信息将会全屏。松开手指，屏幕上的信息又将回到未按压前的原点。在这一过程中，用户完全不必使用Home按钮。

当然，这种操作带来的结果与现实世界相反。当你按下一个真实物体时，物体本身将会变得不可见，而周围环境将更加显眼。费德里西表示，设计团队在发现这一点时已经为时过晚。而尽管硬件需要探测压力，软件试图探测的则是用户的意图。为了让这种反直觉的表现显得正常，屏幕弹出每条信息时都会有10到15毫秒的触觉反馈，从而告知用户操作已完成。经过多年的努力，3D Touch是否成功的评判标准在于，这一技术的存在将完全不被用户关注。

对于在iPhone 6s和iPhone 6s Plus手机、天气应用、iTunes、消息，以及网页等产品中集成3D Touch，苹果很有信心。Facebook和Instagram也计划在不久之后将这一功能集成至iOS应用，而其他许多第三方开发者也在等待使用这一软件。僵尸射击游戏开发商Pixel Toys CEO安迪·瓦弗尔（Andy Wafer）表示：“这或许是iPhone推出以来最大的创新。”由于屏幕能感应压力，对按压做出反应，因此射击类游戏将会出现飞跃。

创新性危机

苹果早在4个月前就已开始筹备本周的发布会，而随着9月份的临近，席勒开始密切关注此次发布会的持续时间。他表示：“我们试图将时间控制在两小时内。”这样的安排也与设计团队有关。艾维表示：“我们从不会为新功能的发布设定日期。”他们也不会故意推迟新功能的发布。当产品准备好时，那么就会自然而然地推出。而这一季，我们看到了许多新的概念。

当“共和时代”结束演唱时，发布会时间刚刚过去2小时20分钟。除3D Touch之外，苹果还发布了新款Apple TV（32GB版价格149美元）。这款产品将视频应用化，提供了用于游戏的遥控器，同时凭借通用的搜索功能将杂乱无章的流媒体服务和广播电视变得井然有序。苹果还推出了12.9英寸的iPad Pro（起步价格799美元，将于11月开售），而这一平板电脑配备了售价99美元的Apple Pencil触控笔。舞台上更多的时间被留给了新款Apple Watch腕带、iPhone摄像头升级、iPhone硬件升级、iPhone视频拍摄和编辑的增强、A9处理器（性能比前一代产品提升70%），以及介于照片和视频之间的Live Photo拍照功能。每项展示单独来看都引人入胜，但合在一起则令人感觉精疲力尽。

席勒提出：“我最大的担忧在于，我们是否被公式所束缚？”他回忆了2002年的全球开发者大会（WWDC）。当时，乔布斯宣告了Mac OS9的死亡，发布会上配有应景的音乐和烟雾机，一个小棺材从舞台中央缓缓升起。“在很长时间里，我们都没有再做过如此出格之事。这或许是成为大公司之后的一部分。然而，对于过分偏离自我，我们感到不安。”

今年5月，艾维被晋升为苹果首席设计官，而他的副手们获得了更大的日常权力。随后一些传闻称，这将成为重要趋势的开端。有人说，艾维对于拥有大规模产品线的公司缺乏耐心。这还没有得到证实，而艾维和库克之间的关系仍然很紧密，双方相互尊重。然而，对于苹果发展壮大之后面临的创新性危机，艾维保持着警惕。“这将带来互操作性的问题，使我们变得更复杂，从而不利于创新。”

他常常问自己：“我们开发产品是为了让自己的生活更简单，还是为了推动发展？关于开发产品，使其适合家庭使用并表现得体，我并不关心，而我也不认为这里会有人关心。”对于3D Touch，艾维非常自豪。这是因为，3D Touch改善了iPhone用户的体验。他同时也认为，这是苹果的骄傲。在他看来，没有任何其他公司会投入如此多的资源，做出看似简单，但实则重要的改变。

他表示：“如果只要一颗按键就能实现，那么我们为何花很多年时间去开发3D Touch？这是由于，我们希望在用户与内容之间实现流畅的连接。”他的这一说法略带理想主义。

凭借对设计的信仰，苹果成为了全球首家市值超过7500亿美元的公司。不过这也意味着，每隔几年，苹果就需要将自己的未来寄托在少数几名有能力预测未来将走向何处的天才手中。当推出类似3D Touch的新技术时，苹果的商业计划在于信任艾维及其团队。

对于发生的一切改变，苹果相信，这将帮助该公司更好地回归本源。2007年1月，当苹果发布第一代iPhone，但尚未开始销售时，乔布斯曾向美国媒体展示了这款手机。在纽约市的一栋大厦里，乔布斯让记者们亲自体验了这款产品，而这些记者有可能报道，这款产品确实如乔布斯所说将改变世界。乔布斯故意将手机掉在地上，以证明玻璃不会破碎。他激活了喇叭，以证明通话的清晰度。尽管现在看来理所当然，但当时极简主义者乔布斯放弃实体键盘的决定仍非常关键。他让一名志愿者点击了虚拟键盘。

这名志愿者说：“键盘很难操作。我总是出现按键错误，键盘对我的大拇指来说太小。”乔布斯停了下来，他笑着说：“你的大拇指将学会习惯。”