十週年iPhone8即将到来,各路黑科技传说总整理

发布时间:2020-06-20 编辑: 查看次数:673

十週年iPhone8即将到来,各路黑科技传说总整理

在谈 iPhone 8 之前,我们先把时间拨回到 2010 年。

苹果设计灵魂人物强纳生艾夫带着自己的核心团队人员来到康宁公司,在康宁小镇的工厂里和工人们一起烧制玻璃。当时,还没有像今天这幺赫赫有名的康宁,正在研发一种更为结实的玻璃,如今这个名字家喻户晓:大猩猩玻璃 Gorilla。虽然这种玻璃在上世纪 60 年代就已经出现,但用在手机上却只是最近这几年的事情。

和苹果等手机公司的合作让康宁这家百年老厂重新焕发生机,上一个和康宁玻璃有关的重要发明是灯泡:1879 年,汤玛士 · 爱迪生发明灯泡的时候,找到了康宁公司,希望找到一种稳定安全的玻璃灯罩。

和苹果开啓合作的康宁希望,有一天能够做出够坚韧的玻璃和陶瓷用在 iPhone 上,这样 iPhone 就不需要使用金属外框了。某种程度上说,苹果和康宁相互成就,当时康宁的 CEO 威克斯说:

7 年时间弹指一挥,一款神秘手机躺在了苹果不为外人所知的实验室里接受全年无休的测试。这一次,轮到苹果帮助康宁实现自己当年的希望:没有金属外框,整个机身全部由玻璃覆盖的 iPhone。

苹果梦寐以求的 iPhone

这不是异想天开,《贾伯斯传》记录了康宁的梦想,而偶尔露面的苹果专利申请也仅仅是掀开这款手机的一角供人想像。这款 iPhone 机身没有任何的开口,包括 SIM 卡开口,耳机接口,听筒接口以及音量键电源键的开口,甚至连充电开口都没有。

是的,一款天衣无缝,真正浑然一体的全玻璃机身手机,有金属中框在玻璃机身之内,但你看不到摸不着。

事实上,苹果对一体化有着一种执念。苹果首席设计师兼首席声优强纳生艾夫在 iPhone 7 的工艺影片强调过:

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iPhone 一定不会做成专利申请文件中的丑样子,但是这几张抽象的图片说明了苹果将如何实现全玻璃机身包覆:主机板萤幕等等组件像信纸一样塞进玻璃信封,然后封口。

那幺这样没有开口的机器是如何实现的呢?以现在固有的观念看来,SIM 卡插槽,扬声器,充电接口,按键开口,听筒开口,少了哪一个都不是完整的手机。就连取消 3.5mm 接口都引来这幺多的吐槽。

不过既然苹果已经搞定了 3.5mm 耳机插孔,那时候苹果把这个插孔称之为「老旧、讨厌又充满气泡的小孔」,而自己的行动是出于「我们的勇气」,那幺剩下的开孔们似乎也危险了。

接下来,让我们一一梳理苹果将如何干掉手机上的开口们。

在发布 Retina 版 MacBook Pro 的时候,苹果还藏了一门手艺:在旧款的 MacBook Pro 上,你看不到苹果在铝质机身的开孔,但是呼吸灯依然存在。苹果总是对于这种不需要时隐形,需要时又确实存在的小设计如此着迷。

当苹果决心再次拿出这门手艺的时候,也是这门手艺升级的时候,当初苹果在加工相对容易的铝合金上用雷射雕琢出肉眼不可见但光线和空气能通过的极细小孔,在这款 iPhone 上,苹果是用雷射在外玻璃表面雕琢出肉眼不可见的小孔,这些小孔集中起来就是听筒。

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索尼在 CES 上已经展示了 OLED 萤幕发声电视,技术名为 Acoustic Surface,平面声场

同时,苹果利用 OLED 萤幕发声技术,能将机身共振减到最小,OLED 萤幕结构可以声音定点匀向传到耳朵里。这种发声技术比骨传导和悬臂结构更为优秀,也更难被察觉到。

至于侧边的音量加减键,则用了雷射微雕,眼睛依旧看不出来,但灵敏手指的触觉不会骗人,它摸起来按起来依旧存在。这种转变也不是没有预兆,现在的 iPhone 7 Home 键完全不需要下压就可以实现所有功能,线性马达能够模拟出以假乱真的各种物理触感。苹果让 iPhone 7 的 Home 键下陷只是妥协于用户习惯。

和 Macbook 类似,这款 iPhone 也希望人们淡忘开机和关机的概念。MacBook 可以透过开合萤幕来亮屏锁屏,而整合了更多感应器的 iPhone 完全可以做到更智慧的感测。Siri 能够实现关机,不断电的感应器又能透过监测用户行为开机。因此,电源键最后也消失了。在 MacBook 上关机,下次开机的时候,关机前的部分任务进程其实没有杀掉,也就是说,部分元器件的微供电同样也可以在 iPhone 上实现。

最容易理解的其实是充电接口,我想你已经猜到了,无线充电可以解决这个问题。Energous 是一家研发长距离无线充电的企业,他们研发的无线充电技术预计会在今年商业化,并且它们的 CEO Steve Rizzone 还在刚刚结束的 CES 2017 上表示已经和「世界上最大的消费电子企业」签署了合约。如无意外,这家企业就是苹果。

Energous 无线充电技术分为三种,分别是远场、中场和近场。以最科幻的远场为例,在客厅电视下放置 Wattup 无线充电送电器,那幺整个客厅的对应设备都可以进行充电。

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而在微型化方面,Energous 已经可以把无线电接收晶片做到只有 3mm 见方。Energous 的技术能让能量精确地引导到接收晶片,并将 RF 信号转换为直流电流,对电池充电。

事实上这一次 iPhone 7 砍掉 3.5mm 耳机接口,以及 AirPods 的问世暗示了很多苹果的想法。强纳生艾夫在 Airpods 的宣传影片中,说了这幺一句话:

AirPods 的存在,与取消 3.5mm 耳机接口是互为因果相互依存的关係,这仅仅是苹果无线无开口计划中的一小步而已。

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最后是 SIM 卡插槽,在正式干掉这个烦人的东西之前,苹果一直都在致力于减小 SIM 卡的体积,推广 Nano-SIM 卡,以及虚拟 SIM 卡。

目前的技术早已能够实现手机内不插卡使用行动网络,比如华为的天际通国际漫游功能,然而对于苹果等手机厂商来说,取消 SIM 卡最大的障碍不是技术不成熟,而是电信商商体系。这可能就是为什幺 iPad 支持虚拟 SIM 卡技术,但仍然要在行动数据版本上留 SIM 卡槽的原因。因此,只要苹果能够搞定电信商,就能毫不费力处理掉主机板上这个最让人讨厌的位置。

越成熟的手机厂商,对产品的预见能力就越强,存在于苹果秘密实验室里面的这款手机会不会面世,什幺时候面世,具体以什幺形态面世,都是疑问。但这确实是苹果眼里的梦想 iPhone,如无必要,拿掉所有不必要的部份,也是最接近形态极简的 iPhone。

如果要问苹果是什幺时候动了想要做这样一款天衣无缝的产品,那幺答案可能是在初代 iPhone 面世之前就有了。后来苹果和三星有官司纠纷的时候就曝光了他们 2007 年前的一款全身无任何开口和按键的工程机。也许,贾伯斯对产品的洞见之远,和他的寿命之短的对比,实在让人唏嘘。

iPhone 8 全萤幕的秘密,以及,全面的秘密

以上的说的,并不是 iPhone 8。

下面要说的,才是 iPhone 8。

这就是 iPhone 8,或者 iPhone X,或者其他的名字,反正,这就是下一代 iPhone 的样子。

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红线内为 5.768 英吋萤幕,上下左右边框一致为 2.577mm

需要解释的是,关于 iPhone 8 的尺寸爆料,多集中在 4.7、5.0、5.5 和 5.8 这几个尺寸,事实上,上一次爱範儿接到的爆料指向的是 5.0 英吋,后经猜测,可能是爆料人为了保护自己身份讯息製造的烟雾弹。

这里的 5.5 英吋和 5.8 英吋很可能指的是同一个尺寸,因为为了全面萤幕的形态美感,苹果对 OLED 萤幕进行了切割,使萤幕四角成为圆角。如果以圆角顶点计算对角线的的话,那幺尺寸就是 5.5 英吋,如果是以未经切割的正常矩形计算的话,那幺萤幕尺寸就是 5.8 英吋。

以上图做说明,iPhone 8 的萤幕区域,玻璃覆盖区域,以及金属中框区域依次往外延伸,三条界线之间的距离保持连续且完全一致,包括 R 角弯曲处,2.5D 弧面的宽度也是一样。

与 iPhone 7 的 Home 键类似,iPhone 8 的侧边按键也都是「虚有其表」,透过线性马达提供震动回馈,而实质上并不能按下,不过苹果依然将其做出凸起状。并且右侧的电源键也变得更长,上下提供了两个金属触点,只是具体作用还未知。

关于 iPhone 8,目前传得最多的,不外乎萤幕内指纹识别技术。在说这项黑科技之前,不妨再回到 2013 年,苹果在 iPhone 5s 上开创性地使用了指纹识别技术,这并不是人类第一次在手机上使用指纹辨识ㄏ,但智慧手机的指纹时代,却是由此开啓的,自此,智慧手机的设计,就离不开指纹了。

2012 年 7 月,苹果收购了 AuthenTec,进而在 iPhone 5s 上实现了当时体验领先的指纹辨识。

2014 年苹果收购的另外一家科技公司 LuxVue,则为开创新的指纹辨识时代埋下伏笔。

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TDDI 萤幕构造

这个伏笔的关键就是 TDDI,以往萤幕的触控和显示驱动晶片是分开的,TDDI 就是让两种晶片合併,这种改进能让萤幕更灵敏準确。

苹果收购 LuxVue 获得了称作「整合含红外二极管的交互式显示面板」的专利,也就是一种 TDDI 技术。苹果在此基础上的 TDDI 技术包含的不仅仅是触控和显示驱动一体化,还有指纹识别一体化,这样指纹识别就能和萤幕融合。

除了 TDDI 技术,LuxVue 已在 2015 年 11 月申请微型设备稳定技术专利,该专利技术含一特殊稳定层,可稳固承载基板上的微型设备阵列,如微型化 LED 设备、微型晶片等。这背后,其实是 Micro LED 技术,刚好 LuxVue 拥有不少这方面的技术储备。

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苹果在 2012 年就开始申请萤幕内指纹识别专利

根据苹果採用新技术的秉性,新技术肯定会远远领先于旧技术,可以预期新的指纹识别会比现在 iPhone 7 的更快更準。这不是无端臆测,距离苹果收购 LuxVue 已经三年,这三年的时间内,苹果一直在研发萤幕内指纹技术,而 iPhone 5s 至今,苹果的指纹识别形态一直没怎幺变,其实就是苹果在醖酿指纹识别的的再一次革命。即便是苹果,这种技术变革也不是一朝一夕就能达成的,9 月 10 日发表会那个时候全球观众的一声惊呼,背后是苹果三年的努力。

当然,苹果努力三年也足以让现在人们认为不可能的技术,变为可能。
跟着 iOS 10 到来的抬手开萤幕功能某种程度上也为萤幕内指纹在做铺陈:

手机萤幕亮了以后,萤幕底部会有指纹识别标示,手指放上去会有触觉回馈,并马上进入主页面。

萤幕指纹解决了全面萤幕的最大问题,但是苹果想要实现全面萤幕的话,还需要考虑前置镜头,光线感应器,听筒等正面开口问题。当苹果用三年时间让萤幕内指纹由不可能变为可能之后,真正的难题出现了:如何让手机顶部开口们「消失」?

说到顶部开口,就不得不提经常被拿来吐槽的这个反面典型:

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Moto X Style 正面顶部密密麻麻毫无美感的开口其实说明了一个问题,顶部感应器和镜头要想做得整合化、微型化、协同化、嵌入一体、隐藏不可见极为困难。毕竟 Moto 并不是一家美感泯灭的企业,Moto X Style 做成这样,其实就是因为设计屈从了功能需要。

那幺再想一想,苹果之所以卓越,正是能够尽量让设计不屈从于功能需要。这一次,iPhone 8 能够实现全面萤幕,并体现设计和功能统一能力的地方,不在指纹,而在于 Moto 等绝大多数 Android 厂商没能做好的地方。

因为,从视觉上,iPhone 8 看上去是下面这样的:除了听筒部分,正面没有一个可见的开口。别担心,苹果不会阉割掉前置镜头,让爱自拍的姑娘们失望。不仅不会阉割,这一次苹果还会大幅加强前置镜头,并加入其他领先的新功能。

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根据上面的剪影定妆照以及相应的尺寸图,我们可以渲染出假想图,甚至做一个纸模出来。

这幺多张图片都意图说明:iPhone 8 正面除了听筒开口之外,没有其他任何的开孔了,看不到前置镜头,看不到光线感应器。但事实上,在听筒左右另有玄机。

一体式不鏽钢中框延伸出来的顶部结构组件内是高度整合的顶部嵌入式空间,苹果在里面丧心病狂地放下了 6 个开孔。这些开孔是为了放下嵌入式集合协同处理感应器和镜头,从左到右依次是:1,双镜头模组整合 3D 面部测绘扫描仪;2,萤幕调光色彩补偿仪;3,听筒;4,红外发射接收探测器;5,3D 雷射调光测距仪。

在听筒左侧,苹果在前置也用上了 3D 双镜头,这还不够,在两个镜头中间还有萤幕调光色彩补偿仪。在听筒右侧是 3D 雷射调光测距仪以及红外发射接收探测器。

2013 年的时候,苹果就收购了以色列科技公司 PrimeSense,微软着名的 Kinect 初代就是用了他们家的 3D 成像技术。如今四年过去了,3D 前置双摄也是时候派上用途了,跟萤幕内指纹技术类似,苹果的新功能从来只是看起来是神来之笔,但实际上是伏笔许久。

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而在 2015 年,苹果收购了另外一家镜头技术公司 LinX,这家公司不仅提供了画质增强的技术,还有基于单张照片的部分 3D 建模和景深映射。到了今年年初,苹果又收购了面部识别技术公司 RealFace,简言之,这一切,都和脸有关,和 3D 有关。

除了 3D 双镜头之外,3D 雷射调光测距仪的作用是分析周围的光线环境,通过人脸阴影的变化测绘扫描距离,它能够和 3D 双镜头协同工作。
还在协同工作的还有红外发射接收探测器,它的作用是感知活体,这些元器件协同工作的时候,哪怕没有亮屏,iPhone 8 就已经知道你在看着它,并能在亮屏前完成 3D 扫描渲染。

也许你要问,那光线感应器去哪里了?如果你还记得先于 iPhone 7 发布的 iPad Pro 那个 True Tone 萤幕变色特性的话,就可能知道它背后的四通道环境光感知器。正是这个四通道环境光感知器能够让 iPad Pro 知道外界光线变化,并将萤幕调节到适合当时环境光下阅读的颜色。很遗憾 iPhone 7 并没有用上这个技术,不过它在 iPhone 8 上不会迟到。在听筒开口的上方内部,其实还有个和听筒形状一致,但略微大一些的开口,这里就整合了光线感应器,四通道环境光感知器和光线补偿修正仪。

iPhone 8 的金属中框在顶部有部分往下延伸,固定这几个开口所承载的感应器镜头等,这部分的整合度有多高呢?这幺多元器件放在一起所佔到的面积,大概是目前 iPhone 7 听筒以上部分的一半。要知道英特尔的 RealSense 双镜头花了这幺多年才刚刚能做到手机后置。

为什幺苹果能够在如此小的空间整合这幺多东西,将现有技术往前推进一大步,做到整合化、微型化、协同化、嵌入一体、隐藏不可见,这可能又是苹果领先业界 5 年另一种迷思了。

为了实现全萤幕的效果,除了正面的听筒开口,其他的开孔都是内部存在,但是用户实际上看不到的。上面所说的萤幕调光色彩补偿仪,就是为了消除萤幕对镜头和感应器的影响,这是能够实现全面的关键之一。所以,最后我们肉眼看到的效果会是下图渲染图的样子,听筒左右显示的是电信商商和电量资讯。

作为正面面板唯一的开孔,听筒部分自然是不能显示图像的,不过听筒距离萤幕顶端其实还不到 1 毫米,而这个开口需要用极精细雷射工艺在 OLED 萤幕内切割出来。

苹果 iPhone 内部精细的结构往往是牵一髮而动全身,在嵌入式集合协同处理感应器和前置双镜头佔用了一定厚度和宽度的情况下,就和原先 iPhone 7 Plus 横排的后置双镜头方案起了冲突,所以苹果就得把原来的镜头横排变为竪排,避开机身右侧的感应器。

闪光灯安放在两个镜头中间则是因为这一次两个镜头都有了光学防手震,需要给彼此多留些空间。让人遗憾的是,这一次苹果依然没有把镜头抹平,凸起将成为苹果后背新常态。当然,整合度高也是苹果拿手本事,闪光灯和降噪麦克风也都整合在了蓝宝石玻璃内。

需要指出的是,在 iPhone 8 的背部也只有双镜头部分有开口,并没有什幺其他的金属触点或智慧连接器。

为了支援全球最多的网路频段,苹果在不鏽钢金属中框上开了 8 个信号断点,信号断点切口也会延伸到玻璃面板上去。不过为了顺利地用上无线充电,iPhone 8 最终採用了和 iPhone 4 类似的双面玻璃设计,有所不同的是,iPhone 4 风格硬朗,而 iPhone 8 中框更为圆润,和玻璃的衔接也更为平滑。

苹果在充电方式上的保守被吐槽许久,不过随着苹果和无线充电新创公司 Energous 展开合作,人们就开始展望苹果会在什幺时候用上无线充电。更确凿的证据是,苹果在与 Energous 达成合作之后,根据 LinkedIn 显示的资讯,不少的苹果员工,尤其是电池研发工程师进入到了 Energous 任职。Energous 旗下的 WattUp 技术之前被认为是唯一有望近期上市的远距离无线充电技术,在去年的时候,他们的无线充电效率可以达到 70% 的水準。
目前还不清楚 iPhone 8 用的是远距离还是短距离无线充电,至少苹果两种方案都在测试中。摆在苹果面前的障碍可能不仅仅是技术研发的进程,据说现在 FCC 还没发给苹果远距离无线充电的认证。

在 iPhone 8 长 137.54mm 宽 67.54mm 的空间中,苹果没有浪费哪怕一平方毫米的空间,也没有任何存在的东西是多余的。还记得苹果介绍 AirPods 的那句话吗:

如果说 AirPods 放进了全世界的话,那幺 iPhone 8 这一次的高整合度,可以说是放下了银河系。

其实关于苹果新产品的发展方向,以及设计理念,能在苹果高管在不同场合的只字片语中发现。一体化,无线化,无开口化这些理念就像苹果产品的一条主线思路不断传承。

另一方面,苹果还追求强烈的对称感,完美的次序感。化繁为简也深深地植根在苹果的 DNA 里面,从贾伯斯伊始,再到强纳生艾夫。

很多人会说,如果上面都是真的,iPhone 8 技术激进得不像苹果,不过想想初代 iPhone,想想 iPhone 4,哪一部手机不是当时最为激进,最不可思议的呢?贾伯斯不再,但贾伯斯在苹果无处不在,今年即将啓用的苹果新总部 Apple Park 的最高点,是以贾伯斯命名的 Steve Jobs Theater,也许苹果将会在这里把 iPhone 8 介绍给世人也说不定。

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