iPhone 7 的 home 鍵整合進(jìn)屏幕的可能性有多少？讓我們先從 Touch ID 說(shuō)起

日前有韓國(guó)媒體傳出，蘋果會(huì)把 iPhone 7 的 Touch ID 與 Home 鍵整合到屏幕、內(nèi)嵌在玻璃，并移除實(shí)體的 Home 鍵。而坊間目前對(duì)于蘋果 Home 鍵的方案，除了這項(xiàng)比較新的猜測(cè)，也包括升級(jí) Touch ID，將它變成一片感應(yīng)式的觸摸小板。那么，假如蘋果真的有意推出 Home 鍵 2.0，比較有可能采用哪項(xiàng)方案？

指紋辨識(shí)與屏幕整合并非新技術(shù) 早在 2008 年（iPhone 正式發(fā)售的隔一年），蘋果就已經(jīng)申請(qǐng)過(guò)一項(xiàng)專利，描述如何將指紋感應(yīng)器整合到玻璃底下。在文件中，蘋果也提供了三種方式，包括組裝、刻蝕與貼?。≒rint），以將指紋感應(yīng)器藏在屏幕背后。盡管文件沒(méi)有標(biāo)示蘋果的這項(xiàng)技術(shù)可以在屏幕面積的多少比例上實(shí)現(xiàn)指紋辨識(shí)，不過(guò)蘋果明白指出，在一般的指紋辨識(shí)情境上，使用者不會(huì)看到任何指紋感應(yīng)器的 UI 提示，甚至感覺(jué)不到它的存在。只有在指紋辨識(shí)失敗時(shí)，畫面才會(huì)出現(xiàn)圖示，指引用戶將手指重新放到感應(yīng)器上方的玻璃。

▲ 蘋果早年的專利指出可以在滑動(dòng)解鎖的過(guò)程就偷偷完成指紋辨識(shí)。（Source：USPTO）

而 8 年后，LG 也在今年發(fā)布了一項(xiàng)類似的技術(shù)，透過(guò)將指紋感應(yīng)器黏貼在屏幕底下，并以 UI 指示用戶在屏幕表面按壓圖示、找到對(duì)應(yīng)這枚指紋感應(yīng)器的位置進(jìn)而解鎖。有趣的是，盡管在屏幕底下整合指紋感應(yīng)器的技術(shù)在市場(chǎng)上看似成熟不少，蘋果在 2013 年發(fā)布的 iPhone 5s，以及后續(xù)搭載 Touch ID 功能的機(jī)種，卻不是采用最初的專利，而是將指紋辨識(shí)實(shí)體化，整合到 Home 鍵，那么，蘋果有可能會(huì)把實(shí)體 Home 鍵換成虛擬 UI Home 鍵、以一枚全新的“小白點(diǎn)”取代使用近 10 年的 Home 鍵嗎？這或許可以比較一下現(xiàn)有 Touch ID 的設(shè)計(jì)。

現(xiàn)有 Touch ID 的設(shè)計(jì)

▲ Touch ID 的設(shè)計(jì)組件。（Source：Apple）

現(xiàn)有的實(shí)體 Touch ID 總共有四片組件，在外觀可見(jiàn)的部份，包括一圈會(huì)搭配機(jī)種顏色的不銹鋼環(huán)，用來(lái)當(dāng)作指紋感應(yīng)器的啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，以及覆蓋在 Home 鍵本體的藍(lán)寶石水晶，可以保護(hù)底下的零件。至于隱藏在 Home 鍵底下的組件，則包括一片由 AuthenTec 研發(fā)的指紋感應(yīng)器（蘋果在 2012 年收購(gòu)了 AuthenTec，并立刻將產(chǎn)品用在隔年推出的 iPhone 5s），以及用來(lái)啟動(dòng) Home 鍵功能的觸摸開(kāi)關(guān)。

當(dāng)用戶將手指放上 Home 鍵的瞬間，即使屏幕還沒(méi)喚醒，外圍的不銹鋼環(huán)就會(huì)先偷跑，藉由手指的微電流，一邊觸發(fā)底下的指紋感應(yīng)器，一邊啟動(dòng)電場(chǎng)，再傳送極微小的電流到用戶的指頭執(zhí)行電容機(jī)制，以比對(duì)用戶的指紋。

在這個(gè)過(guò)程中，藍(lán)寶石水晶的保護(hù)片具有重要的意義。一方面這片硬度僅次于鉆石的晶體，長(zhǎng)期下來(lái)能夠保持 Home 鍵的平整，確保電流傳遞不會(huì)因?yàn)楸砻鎸?dǎo)電層的磨損而影響指紋感應(yīng)器的準(zhǔn)度，另一方面，這樣的高硬度，也能確保蘋果在維持表面防護(hù)力的前提下，盡可能減少保護(hù)層的厚度，讓手指更接近指紋感應(yīng)器，以因應(yīng) AuthenTec 指紋感應(yīng)器電場(chǎng)較弱、不能穿透太厚的保護(hù)層以感應(yīng)手指的問(wèn)題，這也是蘋果采用介電常數(shù)也優(yōu)于玻璃的藍(lán)寶石水晶玻璃，而且盡可能把厚度降低，據(jù)了解 Apple Touch ID 覆蓋的藍(lán)寶石水晶玻璃的厚度不到 1mm。

接著當(dāng)用戶的指頭出力按下 Home 鍵、喚醒屏幕后，由于 Touch ID 已經(jīng)抓準(zhǔn)按下 Home 鍵前的空檔預(yù)先辨識(shí)，因此用戶會(huì)在體驗(yàn)上，得到解鎖反應(yīng)很快的小錯(cuò)覺(jué)，提升滿意度。有趣的是，這樣的機(jī)制也產(chǎn)生了一項(xiàng)副作用──在速度快上一倍的第二代 Touch ID 上（搭載于 iPhone 6s），由于多了一小段偷跑的時(shí)間差，反而給了用戶解鎖速度太快的負(fù)擔(dān)。

而蘋果對(duì)此的軟件解決方案，則是在 iOS 10 增設(shè)了拿起 iPhone 屏幕便會(huì)自動(dòng)喚醒的功能（A9 處理器與后續(xù)機(jī)種限定），讓用戶體驗(yàn)一段完整的指紋辨識(shí)過(guò)程，在提升使用者體驗(yàn)之余，也親手解除為了提升體驗(yàn)、在較慢的第一代 Touch ID 上創(chuàng)造的小錯(cuò)覺(jué)。

在屏幕上整合 Touch ID 的困難

觀察現(xiàn)有的 Touch ID 機(jī)制上不難發(fā)現(xiàn)，蘋果即便有意改變?cè)O(shè)計(jì)，在屏幕上整合指紋辨識(shí)，將會(huì)立即遇到幾項(xiàng)困難。

首先，現(xiàn)有的 Touch ID 設(shè)計(jì)需要一個(gè)實(shí)體的金屬環(huán)來(lái)創(chuàng)造電場(chǎng)，以快速啟動(dòng)指紋感應(yīng)器，然而現(xiàn)行 iPhone 屏幕的表面玻璃并不具備這樣的功能與設(shè)計(jì)空間。即使蘋果透過(guò)屏幕自動(dòng)喚醒等其他技術(shù)來(lái)觸發(fā)感應(yīng)器，在沒(méi)有其他更明顯的好處下，蘋果其實(shí)沒(méi)必要以多余的能耗來(lái)交換這項(xiàng)新設(shè)計(jì)。

第二項(xiàng)困難，是除了實(shí)體金屬，Touch ID 還需要藍(lán)寶石水晶來(lái)維護(hù)導(dǎo)電層，如果面板全面采用藍(lán)寶石水晶玻璃，目前蘋果手邊仍沒(méi)有完整的藍(lán)寶石供應(yīng)鏈可應(yīng)付 iPhone 的全年出貨所需的整機(jī)，加上 Touch ID 為了維持導(dǎo)電所以用上了厚度只有 1mm 的藍(lán)寶石水晶，如果面板的厚度對(duì)硬度夠，但卻有著易碎的問(wèn)題，如果真的要做成面板恐怕會(huì)引發(fā)更多的問(wèn)題。

而第三個(gè)難處，則是目前的 iPhone 除了 LED 顯示器，還要加上一整層電容感應(yīng)器，來(lái)測(cè)量 3D Touch 的按壓力道，也必須騰出空間給 Taptic Engine，以創(chuàng)造 3D Touch 的回饋?？偪傇O(shè)計(jì)都讓人難以想像，在持續(xù)想把手機(jī)做薄的前提下，蘋果會(huì)在這樣擁擠的屏幕底下，再加上一塊突出的指紋感應(yīng)器，就為了創(chuàng)造“Touch ID 虛擬化”的行銷熱點(diǎn)。

移除實(shí)體 Home 鍵等同重新設(shè)計(jì)

此外，相比在推出 iPhone 5s 的前一年有收購(gòu) AuthenTec 的大動(dòng)作（總額 3.56 億美元），蘋果既沒(méi)有明顯的征兆會(huì)回頭使用自家在 2008 年推出的專利技術(shù)，也不太可能和 LG 簽約訂購(gòu)只推出不滿半年的感應(yīng)技術(shù)。與此同時(shí)，不論在硬件上或軟件上，蘋果都仍然在針對(duì)現(xiàn)有的 Touch ID 方案進(jìn)行優(yōu)化，包括推出第二代感應(yīng)器，以及在 iOS 10 改善原本的指紋辨識(shí)流程。

依照現(xiàn)有 Touch ID 組件在供應(yīng)鏈上的成熟，蘋果短期內(nèi)較合適的方案，應(yīng)該還是增加出貨量、壓低成本，將第二代 Touch ID 安裝到更多 iOS 設(shè)備，并減少第一代 Touch ID 的庫(kù)存（iPhone SE 對(duì)此助益良多），而不是試驗(yàn)更困難的工程技術(shù)。

值得一提的是，盡管蘋果不乏為了更好的產(chǎn)品體驗(yàn)而打磨新技術(shù)的歷史，例如為了讓 Mac 的 FaceTime 提示燈平時(shí)更隱蔽，而研發(fā)成果細(xì)微到肉眼幾乎看不見(jiàn)的激光鉆孔技術(shù)，在 iPhone 上除移實(shí)體 Touch ID，已經(jīng)象征蘋果必須更深層地改造 iPhone 的工業(yè)設(shè)計(jì)，以及用戶體驗(yàn)。例如在最基本的層面上，要引導(dǎo)用戶如何在屏幕上解鎖，便需要新的 UI 方案。而對(duì)視障人士而言，一片略微凹陷的實(shí)體 Home 鍵，其實(shí)是一項(xiàng)極直覺(jué)的操作工具，能夠快速使用 Siri，或是 VoiceOver，然而若改用新的虛擬 Home 鍵，代表蘋果必須重新設(shè)計(jì)這些輔助功能。

此外，將 Touch ID 全面虛擬化，更涉及到軟件層面，復(fù)雜化原本直接配對(duì) A 系列處理器的硬件加密。該如何維護(hù)加密時(shí)的安全性，設(shè)計(jì) iOS 系統(tǒng)失靈、宕機(jī)時(shí)的解鎖方案，都將是一道道難關(guān)。同時(shí)若移除 Home 鍵這個(gè)經(jīng)典設(shè)計(jì)，也等同蘋果產(chǎn)品在工業(yè)設(shè)計(jì)語(yǔ)言上的轉(zhuǎn)變，對(duì)于后喬布斯時(shí)代的蘋果設(shè)計(jì)師，也是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)?？傮w來(lái)說(shuō)，我們認(rèn)為蘋果在短期內(nèi)，在屏幕上整合 Touch ID，機(jī)會(huì)應(yīng)該是較小的。

可能的新 Home 鍵

回過(guò)頭來(lái)，蘋果有沒(méi)有可能在 iPhone 推出 Home 鍵 2.0？在現(xiàn)有設(shè)計(jì)上較有可能的方案，應(yīng)該是把 Home 鍵整合進(jìn) 3D Touch，連動(dòng)安裝在手機(jī)下半部的 Taptic Engine，將 Home 鍵轉(zhuǎn)型為類似 MacBook 觸摸板上的 Force Touch，創(chuàng)造震動(dòng)的效果，如果真能模擬到如此，有金屬環(huán)的 home 鍵是不是一個(gè)實(shí)體按鍵其實(shí)也就沒(méi)那么重要了，也是目前看來(lái)最可行的。

不過(guò)這項(xiàng)功能正如 3D Touch 以及 Force Touch，盡管已經(jīng)藉由硬件打開(kāi)空間，在操作上延展了新面向，不過(guò)數(shù)碼功能的填補(bǔ)仍在持續(xù)，甚至仍在探索，既談不上特別實(shí)用，蘋果也同時(shí)面對(duì)將 Home 鍵這個(gè)簡(jiǎn)約實(shí)用的設(shè)計(jì)變得更復(fù)雜的悖論。不過(guò)，這或許會(huì)是 iPhone 7 可以?shī)A藏驚喜的地帶。

至于短期內(nèi)想見(jiàn)到整合進(jìn)觸摸屏幕的 Touch ID，較有可能的產(chǎn)品或許不在 iPhone，而是 MacBook 的多點(diǎn)觸摸板?；蛟S蘋果會(huì)優(yōu)先在 Mac 上嘗試搭載多點(diǎn)觸摸的新版 Touch ID，并初步整合供應(yīng)鏈。

（首圖來(lái)源：Flickr/Kārlis Dambrāns CC BY 2.0）

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