前置3D雙攝像頭 看看屏幕為5.8英寸的iPhone 8

 在說iPhone 8的事情之前，我們先把時間撥回到2010年。

蘋果設(shè)計靈魂人物喬納森艾維帶著自己的核心團隊人員來到康寧公司，在康寧小鎮(zhèn)的工廠里和工人們一起燒制玻璃。當(dāng)時，還沒有像今天這么赫赫有名的康寧正在研發(fā)一種更為結(jié)實的玻璃，如今這個名字家喻戶曉：大猩猩玻璃。雖然這種玻璃在上世紀60年代就已經(jīng)出現(xiàn)，但用在手機上卻只是最近這幾年的事情。

和蘋果等手機公司的合作讓康寧這家百年老廠重新煥發(fā)生機，上一個和康寧玻璃有關(guān)的重要發(fā)明是燈泡：1879年，托馬斯·愛迪生發(fā)明燈泡的時候，找到了康寧公司，希望找到一種穩(wěn)定安全的玻璃燈罩。

和蘋果開啟合作的康寧希望，有一天能夠做出足夠堅韌的玻璃和陶瓷用在iPhone上，這樣iPhone就不需要使用金屬外框了。某種程度上說，蘋果和康寧相互成就，當(dāng)時康寧的CEO威克斯說：

喬布斯和蘋果讓我們更優(yōu)秀，我們所有人都對自己的產(chǎn)品非?？駸?。

7年時間彈指一揮，一款神秘手機躺在了蘋果不為外人所知的實驗室里接受7×24小時的測試。這一次，輪到蘋果幫助康寧實現(xiàn)自己當(dāng)年的希望：沒有金屬外框，整個機身全部被玻璃覆蓋的iPhone。

 

 

(康寧玻璃博物館)

蘋果的夢想iPhone

這不是異想天開，《喬布斯傳》記錄了康寧的夢想，而偶爾露面的蘋果專利申請也僅僅是掀開這款手機的一角供人想象。這款iPhone機身沒有任何的開口，包括SIM卡開口，耳機接口，聽筒接口以及音量鍵電源鍵的開口，甚至連充電開口都沒有。

是的，一款天衣無縫，真正渾然一體的全玻璃機身手機，有金屬中框在玻璃機身之內(nèi)，但你看不到觸不著。

事實上，蘋果對一體化有著一種執(zhí)念。蘋果首席設(shè)計官兼首席聲優(yōu)喬納森艾維在iPhone 7的工藝視頻強調(diào)過：

再精簡，在精進，始終是我們所執(zhí)著的方向，都是為了將一體化和高效率融入設(shè)計之中，為了打造出真正渾然一體的外形，我們研發(fā)出一整套新的工序。

 

 

iPhone肯定不會做成專利申請文件中的丑樣子，但是這幾張抽象的圖片說明了蘋果將如何實現(xiàn)玻璃機身全包裹：主板屏幕等等組件像信紙一樣塞進玻璃信封，然后封口。

那么這樣沒有開口的機器是如何實現(xiàn)的呢?以現(xiàn)在固有的觀念看來，SIM卡插槽，揚聲器，充電接口，按鍵開口，聽筒開口，少了哪一個都不是完整的手機。就連取消3.5mm接口都引來這么多的吐槽。

不過既然蘋果已經(jīng)搞定了3.5mm耳機插口，那時候蘋果把這個插口稱之為“老舊的討厭的充滿氣泡的小孔”，而自己的行動是出于“我們的勇氣”，那么剩下的開口們似乎也危險了。

接下來，讓我們一一梳理蘋果將如何干掉手機上的開口們。

在發(fā)布Retina版MacBook Pro的時候，蘋果還雪藏了一門手藝：在老款的MacBook Pro上，你看不到蘋果在鋁質(zhì)機身的開孔，但是呼吸燈依然存在。蘋果總是對于這種不需要時隱形，需要時又確實存在的小設(shè)計如此著迷。

 

 

當(dāng)蘋果決心再次拿出這門手藝的時候，也是這門手藝升級的時候，當(dāng)初蘋果在加工相對容易的鋁合金上用激光雕琢出肉眼不可見但光線和空氣能通過的極細小孔，在這款iPhone上，蘋果是用激光在外玻璃表面雕琢出肉眼不可見的小孔，這些小孔集中起來就是聽筒。

 

 

(索尼在CES上已經(jīng)展示了OLED屏幕發(fā)聲電視，技術(shù)名為Acoustic Surface，平面聲場)

同時，蘋果利用OLED屏發(fā)聲技術(shù)，能將機身共振減到最小，OLED屏幕結(jié)構(gòu)可以聲音定點勻向傳到耳朵里。這種發(fā)聲技術(shù)比骨傳導(dǎo)和懸臂梁更為優(yōu)秀，也更難被察覺到。

至于側(cè)邊的音量加減鍵，則用到了激光微雕，眼睛依舊看不出來，但靈敏手指的觸覺不會騙人，它摸起來按起來依舊存在。這種轉(zhuǎn)變也不是沒有預(yù)兆，現(xiàn)在的iPhone 7 Home鍵完全不需要下陷就可以實現(xiàn)所有功能，線性馬達能夠模擬出以假亂真的各種物理觸感。蘋果讓iPhone 7的Home鍵有所下陷只是妥協(xié)于用戶習(xí)慣。

和Macbook類似，這款iPhone也希望人們淡忘開機和關(guān)機的概念。MacBook可以通過開合屏幕來亮屏鎖屏，而集成了更多傳感器的iPhone完全可以做到更智能的感知。Siri能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)機(但傳感器還在工作)，不斷電的傳感器又能通過監(jiān)測用戶行為實現(xiàn)開機。因此，電源鍵最終也沒有了。在MacBook上關(guān)機，下次開機的時候，關(guān)機前的部分任務(wù)進程其實沒有殺掉，也就是說，部分元器件的微供電同樣也可以在iPhone上實現(xiàn)。

最容易理解的其實是充電接口，我想你已經(jīng)猜到了，無線充電可以解決掉這個問題。Energous是一家研發(fā)長距離無線充電的企業(yè)，他們研發(fā)的無線充電技術(shù)預(yù)計會在今年商業(yè)化，并且它們的CEO Steve Rizzone還在剛剛結(jié)束的CES 2017上表示已經(jīng)和“世界上最大的消費電子企業(yè)”簽署了合同。如無意外，這家企業(yè)就是蘋果。

 

 

Energous無線充電技術(shù)分為三種，分別是遠場、中場和近場。以最科幻的遠場為例，在客廳電視下放置Wattup無線充電送變器，那么整個客廳的相應(yīng)設(shè)備都可以進行充電。

 

 

而在集微化方面，Energous已經(jīng)可以把射頻接收芯片做到只有3mm見方。Energous的技術(shù)能讓能量精確地引導(dǎo)到接收芯片，并將RF信號轉(zhuǎn)換為直流電流，向電池充電。

事實上這一次iPhone 7砍掉3.5mm耳機接口，以及Airpods的問世暗示了很多蘋果的想法。喬納森艾維在Airpods的宣傳視頻中，說了這么一句話：

我們相信，未來將是一個無線的世界。這，只是我們邁向真正無線未來的一小步。

 

 

AirPods的存在，與取消3.5mm耳機接口是互為因果相互依存的關(guān)系，這僅僅是蘋果無線無開口計劃中的一小步而已。

最后是SIM卡插槽，在正式干掉這個煩人的東西之前，蘋果一直都在致力于減小SIM卡的體積，推廣Nano-SIM卡，以及虛擬SIM卡。

目前的技術(shù)早已能夠?qū)崿F(xiàn)手機內(nèi)不插卡使用移動網(wǎng)絡(luò)，比如華為的天際通國際漫游功能，然而對于蘋果等手機廠商來說，取消SIM卡最大的障礙不是技術(shù)不成熟，而是運營商體系。這可能就是為什么iPad支持虛擬SIM卡技術(shù)，但仍然要在數(shù)據(jù)版上留SIM卡槽的原因。因此，只要蘋果能夠搞定運營商，干掉主板上這個最讓人討厭的位置是分分鐘的事情。

 

 

越成熟的手機廠商，對產(chǎn)品的預(yù)見能力就越強，存在于蘋果秘密實驗室里面的這款手機會不會面世，什么時候面世，具體以什么形態(tài)面世，都是疑問。但這確實是蘋果眼里的夢想iPhone，如無必要，勿增實體，也是最接近形態(tài)極簡的iPhone。

 

 

如果要問蘋果是什么時候動了想要做這樣一款天衣無縫的產(chǎn)品，那么答案可能是在初代iPhone面世之前就有了。后來蘋果和三星有官司糾紛的時候就曝光了他們2007年前的一款全身無任何開口和按鍵的工程機。也許，喬布斯對產(chǎn)品的洞見之遠，和他的壽命之短的對比，實在讓人唏噓。

 

 

iPhone 8全面屏的秘密，以及，全面的秘密

以上的說的，并不是iPhone 8。

下面要說的，才是iPhone 8。

這就是iPhone 8，或者iPhone X，或者其他的名字，反正，這就是下一代iPhone的樣子。

 

 

(紅線內(nèi)為5.768英寸屏幕，上下左右邊框一致為2.577mm)

需要解釋的是，關(guān)于iPhone 8的尺寸爆料，多集中在4.7、5.0、5.5和5.8這幾個尺寸，事實上，上一次愛范兒接到的爆料指向的是5.0英寸，后經(jīng)猜測，可能是爆料人為了保護自己身份信息制造的煙霧彈信息。

這里的5.5英寸(140mm)和5.8英寸(147mm)很可能指的同一個尺寸，因為為了全面屏的形態(tài)美感，蘋果對OLED屏幕進行了切割，使屏幕四角成為圓角。如果以圓角頂點計算對角線的的話，那么尺寸就是5.5英寸，如果是以未經(jīng)切割的正常矩形計算的話，那么屏幕尺寸就是5.8英寸。

以上圖做說明，iPhone 8的屏幕區(qū)域，玻璃覆蓋區(qū)域，以及金屬中框區(qū)域依次往外延伸，三條界線之間的距離保持連續(xù)且完全一致，包括R角彎曲處，2.5D弧面的寬度也是一樣。

 

 

(iPhone 7的線性馬達)

與iPhone 7的Home鍵類似，iPhone 8的側(cè)邊按鍵也都是“虛有其表”，通過線性馬達提供震動回饋，而實質(zhì)上并不能按動，不過蘋果依然將其做出凸起狀。并且右側(cè)的電源鍵也變得更長，上下提供了兩個金屬觸點，只是具體作用還未知。

關(guān)于iPhone 8，目前傳得最多的，無外乎屏幕內(nèi)指紋識別技術(shù)。在說這項黑科技之前，不妨再回到2013年，蘋果在iPhone 5s上開創(chuàng)性地使用了指紋識別技術(shù)，這不是人類第一次在手機上使用指紋識別，但智能手機的指紋時代，卻是由此開啟的，自此，智能手機的設(shè)計，就繞不開指紋了。

2012年7月，蘋果收購了AuthenTec，進而在iPhone 5s上實現(xiàn)了當(dāng)時體驗領(lǐng)先的指紋識別。2014年蘋果收購的另外一家科技公司LuxVue，則為開創(chuàng)新的指紋識別時代埋下伏筆。

 

 

(TDDI屏幕構(gòu)造)

這個伏筆的關(guān)鍵就是TDDI(觸摸和顯示驅(qū)動一體化)，以往屏幕的觸摸和顯示驅(qū)動芯片是分開的，TDDI就是讓兩種芯片合并，這種改進能讓屏幕更靈敏準確。

蘋果收購LuxVue獲得了稱作“集成有紅外二極管的交互式顯示面板”的專利，也就是一種TDDI技術(shù)。蘋果在此基礎(chǔ)上的TDDI技術(shù)包含的不僅僅是觸摸和顯示驅(qū)動一體化，還有指紋識別一體化，這樣指紋識別就能和屏幕融合。

 

 

除了TDDI技術(shù)，LuxVue已在2015年11月申請微型設(shè)備穩(wěn)定技術(shù)專利，該專利技術(shù)含一特殊穩(wěn)定層(stabilization layer)，可穩(wěn)固承載基板上的微型設(shè)備陣列，如微型化LED設(shè)備、微型芯片等。這背后，其實是Micro LED技術(shù)，剛好LuxVue擁有不少這方面的技術(shù)儲備。

 

 

(蘋果在2012年就開始申請屏幕內(nèi)指紋識別專利)

根據(jù)蘋果用上新技術(shù)的秉性，新技術(shù)肯定會遠遠領(lǐng)先于舊技術(shù)，可以預(yù)期新的指紋識別會比現(xiàn)在iPhone 7的更快更準。這不是無端臆測，距離蘋果收購LuxVue已經(jīng)三年，這三年的時間里，蘋果一直在研發(fā)屏幕內(nèi)指紋技術(shù)，而iPhone 5s至今，蘋果的指紋識別形態(tài)一直沒怎么變，其實就是蘋果在醞釀指紋識別的的再一次革命。即便是蘋果，這種技術(shù)變革也不是一朝一夕就能達成的，9月10日發(fā)布會那個時候全球觀眾的一聲驚呼，背后是蘋果三年的努力。

當(dāng)然，蘋果努力三年也足以讓現(xiàn)在人們認為不可能的技術(shù)，變?yōu)榭赡堋?/p>

跟著iOS 10到來的抬手亮屏功能某種程度上也為屏幕內(nèi)指紋在做鋪墊：手機亮屏后，屏幕底部會有指紋識別標(biāo)識，手指放上去會有反饋，并馬上進入主頁面。

 

 

屏幕指紋解決了全面屏的最大問題，但是蘋果想要實現(xiàn)全面屏的話，還需要考慮前置攝像頭，光線傳感器，聽筒等正面開口問題。當(dāng)蘋果用三年時間讓屏幕內(nèi)指紋由不可能變?yōu)榭赡苤?，真正的難題出現(xiàn)了：如何讓手機頂部開口們“消失”?

說到頂部開口，就不得不提經(jīng)常被拿來吐槽的這個反面典型：

 

 

Moto X Style正面頂部密密麻麻毫無美感的開口其實說明了一個問題，頂部傳感器和攝像頭要想做得集成化、微型化、協(xié)同化、嵌入一體、隱藏不可見極為困難。畢竟Moto并不是一家美感泯滅的企業(yè)，Moto X Style做成這樣，其實就是因為設(shè)計屈從了功能需要。

那么再想一想，蘋果之所以卓越，正是能夠盡量讓設(shè)計不屈從于功能需要。這一次，iPhone 8能夠?qū)崿F(xiàn)全面屏，并體現(xiàn)設(shè)計和功能統(tǒng)一能力的地方，不在指紋，而在于Moto等絕大多數(shù)Android廠商沒能做好的地方。

因為，從視覺上，iPhone 8看上去是下面這樣的：除了聽筒部分，正面沒有一個可見的開口。別擔(dān)心，蘋果不會閹割掉前置攝像頭，讓愛自拍的姑娘們失望。不僅不會閹割，這一次蘋果還會大幅加強前置攝像頭，并加入其他領(lǐng)先的新功能。

 

 

(圖片由設(shè)計師白小白渲染)

根據(jù)上面的剪影定妝照以及相應(yīng)的尺寸圖，我們可以渲染出假想圖，甚至做一個紙模出來。

 

 

這么多張圖片都意圖說明：iPhone 8正面除了聽筒開口之外，沒有其他任何的開孔了，看不到前置攝像頭，看不到光線傳感器。但事實上，在聽筒左右另有玄機。

一體式不銹鋼中框延伸出來的頂部結(jié)構(gòu)組件內(nèi)是高度集成的頂部嵌入式空間，蘋果在里面喪心病狂地放下了6個開孔(或者更多)。這些開孔是為了放下嵌入式集合協(xié)同處理傳感器和攝像頭，從左到右依次是：1，雙攝像頭模組集成3D面部測繪掃描儀;2，屏幕調(diào)光色彩補償儀;3，聽筒;4，紅外發(fā)射接收探測器;5，3D激光調(diào)光測距儀。

 

 

在聽筒左側(cè)，蘋果在前置也用上了3D雙攝像頭，這還不夠，在兩個攝像頭中間還有屏幕調(diào)光色彩補償儀。在聽筒右側(cè)是3D激光調(diào)光測距儀以及紅外發(fā)射接收探測器。

2013年的時候，蘋果就收購了以色列科技公司PrimeSense，微軟著名的Kinect初代就是用了他們家的3D成像技術(shù)。如今四年過去了，3D前置雙攝(3D面部測繪掃描儀)也是時候派上用途了，跟屏幕內(nèi)指紋技術(shù)類似，蘋果的新功能從來只是看起來是神來之筆，但實際上是伏筆許久。

 

 

(PrimeSense產(chǎn)品)

而在2015年，蘋果收購了另外一家攝像頭技術(shù)公司LinX，這家公司不僅提供了畫質(zhì)增強的技術(shù)，還有基于單張照片的部分3D建模和景深映射。到了今年年初，蘋果又收購了面部識別技術(shù)公司RealFace，簡言之，這一切，都和臉有關(guān)，和3D有關(guān)。

除了3D雙攝像頭之外，3D激光調(diào)光測距儀的作用是分析周圍的光線環(huán)境，通過人臉陰影的變化測繪掃描距離，它能夠和3D雙攝像頭協(xié)同工作。

還在協(xié)同工作的還有紅外發(fā)射接收探測器，它的作用是感知活體，這些元器件協(xié)同工作的時候，哪怕沒有亮屏，iPhone 8就已經(jīng)知道你在看著它，并能在亮屏前完成3D掃描渲染。

也許你要問，那光線傳感器去哪里了?如果你還記得先于iPhone 7發(fā)布的iPad Pro那個True Tone屏幕變色特性的話，就可能知道它背后的四通道環(huán)境光感知器。正是這個四通道環(huán)境光感知器能夠讓iPad Pro知道外界光線變化，并將屏幕調(diào)節(jié)到適合當(dāng)時環(huán)境光下閱讀的顏色。很遺憾iPhone 7并沒有用上這個技術(shù)，不過它在iPhone 8上不會遲到。在聽筒開口的上方內(nèi)部，其實還有個和聽筒形狀一致，但略微大一些的開口，這里就集成了光線傳感器，四通道環(huán)境光感知器和光線補償修正儀。

 

 

(在Apple Watch上，蘋果已經(jīng)實現(xiàn)了傳感器隱藏在OLED屏幕下方)

iPhone 8的金屬中框在頂部有部分往下延伸，固定這幾個開口所承載的傳感器攝像頭等，這部分的集成度有多高呢?這么多元器件放在一起所占到的面積，大概是目前iPhone 7聽筒以上部分的一半。要知道英特爾的RealSense雙攝像頭花了這么多年才剛剛能做到手機后置。

為什么蘋果能夠在如此小的空間里集成這么多東西，將現(xiàn)有技術(shù)往前推進一大步，做到集成化、微型化、協(xié)同化、嵌入一體、隱藏不可見，這可能又是蘋果領(lǐng)先業(yè)界5年另一種迷思了。

 

 

(全面屏和iPhone 7視效對比)

為了實現(xiàn)全面屏的效果，除了正面的聽筒開口，其他的開孔都是內(nèi)部存在，但是用戶實際上看不到的。上面所說的屏幕調(diào)光色彩補償儀，就是為了消除屏幕對攝像頭和傳感器的影響，這是能夠?qū)崿F(xiàn)全面的關(guān)鍵之一。所以，最后我們?nèi)庋劭吹降男Ч麜窍聢D渲染圖的樣子，聽筒左右顯示的是運營商和電量信息。

 

 

作為正面面板唯一的開孔，聽筒部分自然是不能顯示圖像的，不過聽筒距離屏幕頂端其實還不到1毫米，而這個開口需要用極精細激光工藝在OLED屏幕內(nèi)切割出來。

蘋果iPhone內(nèi)部精細的結(jié)構(gòu)往往是牽一發(fā)而動全身，在嵌入式集合協(xié)同處理傳感器和前置雙攝占用了一定厚度和寬度的情況下，就和原先iPhone 7 Plus橫排的后置雙攝方案起了沖突，所以蘋果就得把原來的攝像頭橫排變?yōu)樨Q排，避讓機身右側(cè)的傳感器。

 

 

閃光燈安放在兩個攝像頭中間則是因為這一次兩個攝像頭都有了光學(xué)防抖，需要給彼此多留些空間。讓人遺憾的是，這一次蘋果依然沒有把攝像頭抹平，凸起將成為蘋果后背新常態(tài)。當(dāng)然，集成度高也是蘋果拿手本事，閃光燈和降噪麥克風(fēng)也都集成在了藍寶石玻璃內(nèi)。

需要指出的是，在iPhone 8的背部也只有雙攝部分有開口，并沒有什么其他的金屬觸點或智能連接器。

 

 

為了支持全球最多的網(wǎng)絡(luò)頻段，蘋果在不銹鋼金屬中框上開了8個信號斷點，信號斷點切口也會延伸到玻璃面板上去。不過為了順利地用上無線充電，iPhone 8最終采用了和iPhone 4類似的雙面玻璃設(shè)計，有所不同的是，iPhone 4風(fēng)格硬朗，而iPhone 8中框更為圓潤，和玻璃的銜接也更為平滑。

 

 

蘋果在充電方式上的保守被吐槽許久，不過隨著蘋果和無線充電創(chuàng)業(yè)公司Energous開展合作，人們就開始展望，蘋果會在什么時候用上無線充電。更確鑿的證據(jù)是，蘋果在與Energous達成合作之后，根據(jù)LinkedIn顯示的信息，不少的蘋果員工，尤其是電池研發(fā)工程師進入到了Energous任職。Energous旗下的WattUp技術(shù)之前被認為是唯一有望近期上市的遠距離無線充電技術(shù)，在去年的時候，他們的無線充電效率可以達到70% 的水平。

 

 

目前還不清楚iPhone 8用到的是遠距離還是短距離無線充電，至少蘋果兩種方案都在測試中。擺在蘋果面前的障礙可能不僅僅是技術(shù)研發(fā)的進程，據(jù)說現(xiàn)在FCC還沒給蘋果發(fā)遠距離無線充電的認證。

在iPhone 8長137.54mm寬67.54mm的空間里，蘋果沒有浪費哪怕一平方毫米的空間，也沒有任何存在的東西是多余的。還記得蘋果介紹AirPods的那句話嗎：

感覺放進了全世界。

如果說AirPods放進了全世界的話，那么iPhone 8這一次的高集成度，可以說是放下了銀河系。

其實關(guān)于蘋果新產(chǎn)品的發(fā)展方向，以及設(shè)計理念，能在蘋果高管在不同場合的只言片語中發(fā)現(xiàn)。一體化，無線化，無開口化這些理念就像蘋果產(chǎn)品的一條主線思路不斷傳承。

 

 

(Steve Jobs Theater)

另一方面，蘋果還追求強烈的對稱感，完美的次序感。化繁為簡也深深地植根在蘋果的DNA里面，從喬布斯伊始，再到喬納森艾維。

很多人會說，如果上面都是真的，iPhone 8技術(shù)激進得不像蘋果，不過想想初代iPhone，想想iPhone 4，哪一部手機不是當(dāng)時最為激進，最不可思議的呢?喬布斯不再，但喬布斯在蘋果無處不在，今年即將啟用的蘋果新總部Apple Park的最高點，是以喬布斯命名的Steve Jobs Theater，也許蘋果將在這里把iPhone 8介紹給世人。