苹果与大长今：iPhone 6s背后的科技魔法

2015-12-10 22:35:20 | 来源：新浪微博 | 投稿：辞职啦不干啦回家啦 | 编辑：小柯

原标题：苹果与大长今：iPhone 6s背后的科技魔法

"Any sufficiently advanced technology is indistinguishable from magic."最先进的科技与魔法无异，着名科幻作家Arthur C. Clarke的这句话常常会出现在各种科技评论中。在科技界，苹果一向是最优秀的魔法师，简单、易用、优雅始终是他们的标准。对普通人来说，不必知道魔法是什幺原理（How it Works），只要能使用它（Make it Work）就够了。而“哲学家们总试图沿着兔子细毛往上爬，以便将魔术师看个清楚（《苏菲的世界》）”，如果你有足够的好奇心，就跟随我们钻进苹果的帽子，来了解苹果这位魔法师背后到底做了什幺努力来把奇幻变成现实。
我们将要谈到的问题：1.为什幺iphone 6的分辨率是现在这个参数，而又为什幺6s没有继续提升2.为什幺摄像头要突出，而又为什幺苹果祖传800万3.为什幺苹果要换新字体，而为什幺新字体比以前的更好；4.3D touch技术是什幺，而又实现了怎样的功能5.为什幺苹果要自行设计处理器，而又为什幺苹果可以以双核战8核6.为什幺苹果同一个设计要卖两年，而为什幺这个设计是现在的圆润金属+2.5d玻璃；

屏幕：继承与创造
2007年iPhone横空出世，从此掀起了移动设备的变革。初代的屏幕参数是3.5寸HVGA（320x480）分辨率。VGA（640x480）是来自计算机的一个重要参数，苹果选择它的一半（H=half），很大程度上应该是为了兼容桌面端网页的浏览效果，而3.5寸的尺寸则是“最适合单手持握的尺寸”，这个结论也是来自充分的工程试验。在开始之前，我们先来区分三个概念：
逻辑分辨率：由于手机的分辨率和屏幕尺寸有非常繁多的尺寸，因此在设计App界面的时候，一般不会指定一个应用具体会用多少像素，而是只设定好每个按钮显示在人眼中的实际尺寸，这个尺寸的单位叫做pt（Points，中文名很杂，有时会被称为磅），1pt=1/72英寸≈0.35mm，这个单位是来自于传统的纸质印刷。按照这个单位，iPhone初代的逻辑分辨率是480pt x 320pt，也就是说，如果把初代iPhone界面的设计图1:1打印出来，它在纸上的长是480pt x 0.35mm=16.9cm，宽是320pt x 0.35mm=11.3cm。
物理分辨率：这是手机屏幕的硬件参数，意思是屏幕在横向和纵向上分别有多少个液晶晶胞颗粒，单位是px（Pixel，像素）。很明显的，对于iPhone初代到iPhone 3GS，物理分辨率是480px X 320px；对于iPhone 4/4s，物理分辨率是960px X 640px；对于iPhone 5/5s，物理分辨率是1136px X 640px；iPhone 6/6s，1334px X 750px；iPhone 6 Plus/6s Plus, 1920px X 1080px。如果物理分辨率不变，但屏幕尺寸有所不同，那单位面积内的像素数就会有所不同，这是屏幕的另一个物理属性：像素密度。像素密度的计算方法是屏幕对角线上的像素数量除以对角线长度，单位是PPI，Pixels Per Inch。iPhone初代的PPI是163，iPhone 4开始翻倍为326，这个像素密度一直延续下来，只有iPhone 6 Plus/6s Plus为401。

渲染分辨率：逻辑分辨率是记录在软件中的画面尺寸，要把画面显示在屏幕上，要由GPU计算出屏幕上每个像素颗粒应该填什幺颜色、什幺亮度，这个过程叫做渲染。在iPhone 4之前，物理分辨率是480x320，而系统设定了用72个像素的宽度来显示设计图上的「1英寸」，这样1个物理像素颗粒刚好对应设计图的1pt。对于设计师（设计界面的人）和程序员（编写绘制界面的代码的人）来说都不必反复计算。
变化发生在iPhone 4这一代。在屏幕尺寸完全没有改变的情况下，分辨率直接变成了原来的四倍（长和宽都翻倍）。此时，单个像素颗粒只有原来的一半大小，此时设计图上的1英寸由144个像素的宽度来显示，也就是设计图上的一个点，在渲染时将由4个像素颗粒来显示。这才是Retina（视网膜）屏幕的真正含义：像素密度翻倍，从163PPI倍增到326PPI，超过了在手持距离上人眼能够分辨的极限。（各型号iPhone的逻辑分辨率）在App变得越来越丰富之后，人们从屏幕获取的信息越来越多，为了减少操作频率，必须提升单屏的信息量，也就是应用的设计图要变得增大。iPhone的策略是这样的：逻辑分辨率按比例增大，而像素密度保持不变，这样物理分辨率也就随之增加了。比如iPhone 5是宽度不变长度增长（568/480≈4.0/3.5），iPhone 6则是5的尺寸按比例放大（667/568=375/320≈4.7/4.0）。这样做的好处是，单位面积内的像素数量保持不变，可以保证界面元素（按钮、图标等）的实际大小可以在各种尺寸的iPhone上保持一致，而单屏可以显示的信息量则随着屏幕变大而增加。
原本到此是非常完美的状态：设计师只需要按照各个机型的逻辑分辨率进行设计，系统会自动以双倍模式渲染，用四个像素显示一个点，然后输出到屏幕上。但iPhone 6 Plus/6s Plus是个例外：如果依然使用和其他型号相同的像素密度进行渲染，那它的逻辑分辨率应该是780pt X 398pt（780/667=398/375=5.5/4.7），物理分辨率应该是逻辑分辨率的四倍也就是1560px X 796px，对于5.5寸设备来说，这个分辨率太小了，因为这比Android入门机型采用的720p（1280x720）高不了多少。于是苹果为iPhone 6 Plus/6s Plus设计了不同的渲染模式：稍微缩小了逻辑分辨率到736pt X 414pt（按照比例是5.2寸屏的逻辑分辨率），然后以三倍方式渲染（用9个像素来显示设计图上的一个点），也就是渲染分辨率是2208px X 1242px。如果屏幕的物理分辨率也一样的话，iPhone 6 Plus一下晋升到2K屏级别啦！但是且慢，这幺高的分辨率，电池撑得住吗？而且像素密度增加了这幺多，一个必然的后果就是屏幕的亮度肯定会下降不少（像素颗粒变小，透过的背光就会变少）。精明的苹果选择了物理分辨率1920px X 1080px的屏幕，在渲染完成之后，输出到屏幕上会经过一个降分辨率的步骤，完整的过程是这样：

而虽然6 Plus的渲染倍数更高，但经过缩小逻辑分辨率和降分辨率输出两个手段，仍然保证了6 Plus上界面元素的实际大小大小仍然和之前的iPhone保持基本一致。如果你手头有不同代的iPhone，你可以把他们并排放在一起比比看。不过这样一个问题就是，设计师的点与显示屏上用于表示一个点的物理像素不再是整数倍关系，一大批开发者被逼疯了：
至于iPhone 6/6+为什幺选4.7和5.5，这是苹果测试了几十个不同尺寸模型后的最佳结果。尺寸过小，内部元件放不下；过大，又会损失便携性。虽然变大之后很多人调侃「打乔布斯的脸」，但随着人们越来越倚赖从手机上获取信息，增加单屏信息量以减少操作频率是必然要面对的。
由于Android平台的装备竞赛，旗舰手机的分辨率很快奔到了2K（2560x1440），在三星S6的5.1寸上达到了577PPI，索尼Xperia Z5 Primium更是丧心病狂地到达了4K，很多人都惊呼硬件过剩。但真的是这样吗？4K分辨率（3840x2160）总像素数也不过800万，但人眼视网膜的感光细胞数1.2亿个，这还只是单眼哦！所谓PPI超过300人眼就不可分辨只是在手机这个手持距离上的，如果屏幕离眼睛更近，对分辨率的敏感度会更高。像VR眼镜这种放到脸上的设备，根据国外科技媒体的计算，要至少满足单眼8K分辨率才能达到比较好的简介效果，显示技术的发展还任重而道远呢。
说回到现实。苹果选择现在的分辨率，是因为它认为现阶段在手机使用距离下，这个像素密度已经无法被人眼分辨出颗粒。而更高分辨率的屏幕需要消耗更多的电能和更多的性能照片，这对于现在越来越轻薄的移动设备是个收益不大的进步。iPhone能以Android一半多的电池容量提供一整天的使用续航，屏幕分辨率低做出了不少贡献。而iPhone每一代处理器性能都会有一半到一倍的提升，在电池容量没有大幅增加（6s甚至还缩水了）的情况下，保持这个「已经够用」的分辨率是合理的决定。
iPhone 6开始使用2.5D玻璃，后面又出现了3D玻璃（比如三星Note Edge），这是什幺呢？我们知道，手机表面的玻璃盖板是大块的玻璃切割而成的，这样玻璃的正反两面就是完全的平面；而在切割后，打磨玻璃一个表面的棱线到出现弧度，这个时候玻璃盖板就会变成一面平面、另外一面是曲面，这就是2.5D玻璃了；而3D玻璃则完全不同，它不是通过打磨，而是再加热后进行弯曲做成的，成品的两个面都是曲面，因此是3D的（一些错误的科普会把2.5D和3D解释成弧度的不同，实际上这背后是工艺过程的差别）。显然的，曲面的触感要比平面来得好，而iPhone 6/6s为什幺要从之前的平面玻璃改为现在的设计，我们会在后面详细说明。（压力感应层的结构）（压力感应原理示意）本次iPhone的一大硬件进化就是可以感受受压程度的压力屏。在这之前的屏幕只能分辨屏幕横向和纵向两个方向的手指位置信息，而压力屏则可以进一步分辨手指按向屏幕里面的信号。在以前的文章中我们介绍过，触摸屏的原理是手指接触屏幕之后，改变了接触点的电容，从而可以被系统检测到。压力屏的原理类似：在屏幕背光后额外增加了一层电容板，配合与康宁合作开发的具有韧性的玻璃盖板，下压后手指与电容版之间的距离，改变了该块电容板的电容，从而给系统发送“下压”的指令。由于新增的这块电容板离手指比较远，而下压后的距离变化也非常微小，一整块电容板很难精确分辨，因此苹果把它划分成了8x12=96个区块组成的电容阵列，以便能够更灵敏地检测电容改变的多少，同时排除干扰。由这个原理决定，用指甲去按是无效的，而戴着手套也会很明显地影响压力操作。点触的具体位置仍然是由触摸屏来判断，压感阵列只用来检测是否受压（这与3D Touch一个实际表现有关，我们后面会介绍）。根据拆解，触摸屏和压感阵列是可以分离的两层，并且通过胶水与屏幕结合，这使得其维修成本并不高，因为可以较为简单地拆分两者进行单独维修。这也是为什幺iPhone 6s这一代的碎屏维修费用仅比上代贵了150元而已（对于很多人来说，这只是一张膜的价格吧）。

字体：美（不）是生产力
讲完了屏幕，我们来说说字体。首先要强调的是，字体的历史实在是太悠久和浩瀚，它伴随人类文明一起诞生，因此这里仅仅掠及一丁点皮毛而已；而在设计师眼中，不同的字体甚至有性格和性别的差异，美就交给专业人士，我们只谈技术（的皮毛），显示屏上的字体。（Windows造字程序）（现代字体的设计软件）
数字世界的字体也经历了很大的变革，在一开始是以点阵图形式存在的（在早些版本的Windows中附带了造字程序，不知道大家还记不记得），显然这种形式在不同分辨率下的应用是很复杂的。后来Adobe（就是Photoshop的公司）发明了一种新的字体形式，可以简单想象为只记录字体的轮廓曲线，由电脑根据不同分辨率自行调整具体占用的像素图形。（不同字重的字体在相同大小下笔画粗细不同）有两个很容易被普通人混淆的概念「字重」和「字号」，字重可以理解为在相同的尺寸下，字体占用的像素数多少，越重笔画越粗，占用的像素也就越多；而字号则是指字的不同尺寸。在电脑中，不同字重实际上是独立的字体文件（比如信黑体有两个字重W3和W6），而不同字号就是同一个字体调整到不同大小了。实际上，字体（typeface）这个词是一系列不同字号和字重的字形（font）的合集，比如「字号12字重W3的信黑体」是一个字形，而所有字号和字重的信黑体字形合起来成为「信黑体」这个字体。
液晶屏的结构是一颗颗像素颗粒，每个颗粒叫做一个「晶胞」，一格一格的液晶屏无法显示圆滑的曲线（就像上图），因此诞生了多种不同的字体渲染技术，比如次像素渲染和微软的TrueType等，原理都是类似的，就是通过把格子边缘的液晶颗粒亮起一定的灰度（圆球的四个角上颜色较淡的像素），这样在视觉上就会觉得是圆滑的。但毕竟晶胞之间有间隙，这就导致液晶屏无法像油墨印刷品一样连续（右边打印机的示意图，圆球曲线明显要比左边圆滑）。常见的手机屏幕上，一英寸里大约有400-500个像素颗粒，而现在的印刷品一英寸里可以喷1200个微墨点，并且墨点还会在微观层面洇散连接起来哦。给字体分类的方式有很多，最基本的一种就是衬线体和无衬线体。这是来自于英文字体的说法，“衬线”就是指上图“Simsun”这样在字的起笔和收尾有细小的横线（可以对比Sim和Yahei中两个i的竖线部分）。衬线体和无衬线体大体可以对应中文字体的宋体和黑体（可以对比上下两个「体」字的笔画末端）。衬线体和宋体的特点是字体细节很丰富具有美感，多用于印刷时的正文；而非衬线体和黑体则是线条干练易识别，多用于各种标题（以及各种交通指示等）。（喇叭口示意）原始输出（1和3）、灰阶渲染（2）和次像素渲染（4）在iOS 9之前，苹果提供的简体中文字体一直是华文黑体，这个字体的特征就是尽管属于黑体，却拥有非常多的笔画细节（比如喇叭口，可以参考看上面两个「不」字的对比，右边笔画两端放宽的设计就是喇叭口），使得它整体有一种书法的精美感。但这些字体细节需要额外的像素及次像素来渲染，表现在屏幕上就是字体周围的「阴影」（你应该可以看到右边字体的笔画两端都是毛茸茸的）。就像一张图片上内容越多就会越大一样，这些字体细节带来的大量阴影也会占用阅读者的心智照片。随着移动设备功能的不断进化，用户从屏幕中获取的信息也越来越多越来越过载。
从iOS 7开始，苹果转向抽象化的设计风格，尽可能丢弃了界面的纹理也是为了减少心智照片的占用。而苹方的诞生也是相同的目的。相比华文黑，苹方的字形更加利落，大量削减诸如喇叭口之类的细节使其减少了阴影渲染的需要，由于界面上有了更多留白，使其在液晶屏上的表现十分干净，稍加注意就能感受到这种通透性的巨大提升。另外一个特征就是，苹方拥有更加丰富的字重（6个字重，华文黑只有2个），这使得项目之间层级可以通过「粗细」更加容易辨识（比如Apple Store的更新页面上，更新时间、更新应用名称、更新信息可以通过不同的字重非常直观的分辨，逻辑上更加清晰了）。在iOS 9刚开始开放测试的时候，因为字重之前的区别突然变得明显，很多软件的界面变得非常奇怪（比如迅雷，这是由于之前华文黑的粗体与常规两种字重区别不大，因此设计师大多会混用两个字重，导致升级后应用满屏幕都是加粗，看起来非常累），在应用逐渐注意到这个问题并调整自己的字重使用后，情况会渐渐改善。
可惜的是很多人把苹果的一切奉为圭臬，像锤子竟然选择了华文黑作为自己的默认字体，这种捡着垃圾当宝贝的行为实在是可爱，明明在当初Smartisan OS发布的时候表示会提供信黑体但始终没有实现，而信黑体是第一款专门为液晶屏幕显示而设计的字体。SOS 2.0在坚果上换用了明显表现更好的冬青黑，这是一个非常好的开始，但T1用户显然就要继续忍受华文黑的糟糕表现了。Android自己有一个非常优秀的字体叫做思源黑，是Google出钱Adobe出力完成的开源免费产品，Android 5.0开始作为默认字体内置，这算是Google为字体做出的巨大贡献了。（来源：http://www.zhihu.com/question/31096375）当然，苹方并不是完美的字体，还有相当多的细节需要调整（字体像软件一样有版本，会不断优化和更新），诸如为了可读性导致部首大小不一致的问题也很明显（上图所示）。但在降低心理负载这个宏大的目标面前，这些缺点显得微不足道。苹方是一个全新的字体，而它的起点已经比华文黑高了太多。它唯一需要的，只是用户抛弃成见，给它一点时间展现自己的魅力。

摄像头：光是一切的答案
除了屏幕分辨率，摄像头分辨率也是iPhone被Android嘲笑的点。从4年前的iPhone 4s开始苹果就在使用8MP的摄像头，直到今年iPhone 6s才提升到了12MP（MP=Mega Pixels=兆像素，8MP=800万像素）。而另一边的Android阵营早已经在千元档用上13MP，高阶产品21MP也已经非常普遍了。但你可以看到各种评测仍然使用iPhone作为拍照表现的标杆，而Apple也骄傲地推出了Shot on iPhone 6（由iPhone 6拍摄）的宣传活动。为什幺iPhone 6的8MP一度吊打一干安卓高端机？（不同手机图像传感器尺寸示意图）之前的文章介绍过，摄像头最重要的部分是图像传感器，而像素数是传感器上的感光颗粒数量。成像最终靠的是光落在传感器上，传感器的面积就决定了可以接受的光信号量。Android设备分辨率增加大多是采用传感器面积不变挤压像素颗粒大小的方式，而iPhone虽然像素数落伍，但单颗像素的尺寸不降反升（iPhone 6达到了1.5μm），传感器的总尺寸从最初的1/3.2英寸升到了1/3英寸，整块传感器的感光面积不断增大，整颗摄像头得到的进光量是不断进步的。这也是iPhone 6摄像头不得不凸出的原因：图像传感器面积增大，要形成更大的像，透镜与传感器之间的距离就要更大；加上多镜片、OIS光学防抖系统都需要空间，因此摄像头元件的厚度是不断增加的；但是手机机身的厚度却要应便携性的要求不断减小，最终导致的结果就是摄像头只好突出。当然也有特例，比如索尼为了保证镜头不突出，选择了放弃光学防抖改为加强电子防抖算法。
由于单颗像素尺寸的缩小是有限的，在Android厂商不断进行像素数竞争的同时，传感器的总面积也随着像素数猛增而开始变大了，在超过1000万之后，传感器的总尺寸很快超越了iPhone，1/3.06英寸、1/2.6英寸、1/2.4英寸、甚至1/2.3英寸，这已经是一般卡片相机的传感器尺寸了。三星S6采用的16MP摄像头虽然像素尺寸只有1.12μm，但传感器总大小达到了1/2.6英寸，因此一举将iPhone 6拉下马，代表Android扬眉吐气了。但是大颗的传感器使得三星S6的镜头同样高耸，甚至加上手机壳都无法找平……
尽管iPhone胜在感光颗粒尺寸比较大，但低分辨率还是带来了一系列弱势，典型的就是放大后细节的解析力不足。6s提升像素数要改进的短板也是在这里。但是iPhone机身已经紧凑到放不下更大的传感器，6s这次传感器总面积不变，像素提高，像素颗粒锐减到了1.22μm。这样是否会导致画质大幅衰退呢？图像传感器可以看作是层层堆叠的电路板，不同的层有不同的作用。以单颗像素来说，光线要依次经过微透镜、色彩滤镜（一颗像素只能感受一种颜色的光信号）、金属电路才能照射到最下方的感光二极管，根据光线强弱产生不同的电信号，这就是普通的「FSI前端感光式图像传感器」。由于光信号要经过多层结构才能到达感光二极管，因此会有部分光线被反射掉（这个结构被称为「像素井」）。Sony因此开发了「BSI背照式图像传感器」，将感光二极管这一层翻转过来，让二极管的基板受光，而金属电路层则到了感光层的下面，「像素井」变浅，这样可以极大地增加接收到的光信号量。但由于是基板受光，BSI的一个弱点就是会有很多干扰杂讯，因此要想办法减少光信号的干扰。
而三星的ISOCELL就是这样的技术。上面这张图是图像传感器的显微结构侧面，光线从上方射入，经过色彩滤镜后射入光电二极管的基板（整个中间的灰色区域），刺激其产生电信号来推动垂直切换阀（箭头指着的小突起），电信号沿着下方的金属电路层（长短交错的柱子）传出图像传感器，经过ISP计算就变成照片了。而贯穿整个基板的尖峰（直译成「前端深沟隔离）就是像素井的「井壁」，通过加厚这个壁，射入单个像素井的光信号就不会干扰到隔壁的感光二极管，从而减少信号杂讯，降低干扰。
iPhone 6s的图像传感器由于是在总面积不变的前提下增加了一半的像素数（8MP→12MP），因此单个感光像素的尺寸变小，正常情况下像素间的「壁」也变薄了。6s的Focus Pixel技术就类似与三星的ISOCELL，通过加强这个壁的不透光性（具体技术原理尚未公布，可能是更换了新材料）来避免光线干扰临近的像素点，从而避免画质下降。根据国外媒体的实际测试，虽然感光像素尺寸缩小，但得益于这项技术，暗光环境下的噪点并没有明显增多，而分辨率提升带来的解析力提高和4K录像则是非常明显的进步。

3D Touch：四两拨千斤
3D Touch是苹果为这项技术起的名词，而它由两个配件合作实现：感受压力的压力屏和给出操作成功反馈的Taptic Engine（当然还有背后的软件算法）（Taptic Engine在X光下的震动）Taptic Engine的原理在以前Apple Watch黑科技的分析文章中介绍过，算是线性马达的一种改良款，特点是可以有非常丰富的震动方式，并且在一个回合内就可以达到最大振幅（偏心马达从静止到达到最大转速需要一段时间）。Taptic来自于词语Tap和Haptic的合成，包括偏心马达、线性马达在内的震动马达都是Haptic（触觉）反馈技术的一种，Tap则代表轻拍，苹果造出这个合成词代表这是一颗能带来轻拍一样感受的触觉反馈元件。Taptic Engine（可直译成拍感引擎）虽然感觉和国内厂商一样生造词，但是这个元件是苹果自行设计的，可不像国内厂商一样把烂大街的技术拿来戴个高帽。在轻压和重压的时候，系统会给出非常短暂但清晰的震动反馈告诉你识别到了压力动作，这种干净利落的震感是以往的iPhone机型上无法感受到的。虽然难以描述，但你只要同时对比iPhone 6和6s的短信提示就能明显感觉到区别。
压力屏的原理在上面已经介绍过了，现在来说说3D Touch这项技术的具体功能。现阶段主要是三个，一个是Quick Action （桌面快捷操作），一个是Peek（弹窗预览）与Pop（预览展开），一个是切换后台（……没找到该功能的英文名）。
首先就是快捷操作。在桌面上（文件夹里也有效）按压图标会弹出一个菜单，点击（或者直接滑到某一项）之后会直接进入到应用的该项功能。要说的话……感觉有点像桌面电脑的右键菜单？这个列表需要应用支持，如果没有的话手机会「虎躯两震」什幺也没发生。
我个人最常用的是微信的“免打扰一小时”，因为我都不知道这个手动开关藏在微信里的什幺地方。
由前面的屏幕结构可以知道，系统对于按压发生的位置与按压发生的程度的判断由两个部件分开进行，因此在主屏幕上点击A点然后按压B点，会同样在A点弹出快捷操作菜单。但经过实际测试，在应用内这样做会被直接忽略掉压感信息，和主屏幕不同。

快捷操作这项功能的意义是：1.不同应用的相似功能入口在3D Touch菜单中统一了，不用进行心智转换。举个例子，Twitter、Facebook、Instagram、微博发新状态的入口分别是下面这样：
但通过快捷操作发状态都是下面这样（文字和图标位置会自动按照app位置互换）2.将应用内的常用操作提到最表层，缩短交互路径。以前要设一个闹钟、添加一个提醒事项或者在日历中添加一个事件有多繁琐你知道的（所以设闹钟才是Siri最常被用到的功能）。而通过快捷操作，他们只需要这样：因为目前适配了3D Touch功能的应用还不多，因此测试比较有限。等将来开发者跟上脚步，会极大地提高操作效率，特别是GTD类应用，再也不用点开应用-点击添加任务了。
3D Touch另外一个功能是下压左边框快速返回前一个应用，或者进入多任务管理。iOS 9为此特别修改了多任务界面，以便与这个交互方式保持一致。轻压滑走卡片切换后台需要学习，但掌握之后非常好用，原本双击home-手指移动到屏幕上点击的操作变成下压-划走（如果划一半就是进入多任务管理），一气呵成。苹果的多任务切换属于历史遗留问题，最初iOS是单任务系统，按下Home键就相当于按下了应用的电源键；在iPhone 4推出后，强大性能带来的多任务需求增加，不堪负重的Home键损坏率急剧提高，很多人保留的小白点就是证据。在iPad上苹果提供了四指上推手势进入后台，而3D Touch推出后更是第一时间用来解决这个问题。需要注意的是，手机横屏的时候无法使用这个功能，显然苹果只是用它来改善单手持握的操作；而为了适应这个交互方式，iPad的后台界面也改成了相同的向右侧堆叠卡片的样式，这就与四指上推的手势不再一致，很别扭。
话说iOS 9的小白点可以取消其他功能，直接变成软Home键；而且可以为小白点设置3D Touch的功能，比如我的设置就是轻点是Home键，重按是弹出那个超级难拉出来的控制中心。在实际使用中，贴钢化膜并不会影响任何3D Touch的功能（苹果官方建议厚度0.3mm以下），但手机壳相当影响滑动切换的成功率，这是逼大家买Apple Care+ 幺？
而3D Touch最重要的功能就是Peek（弹窗预览）和Pop（预览展开）了。互联网的基础是链接（URL），而URL一个问题就是，你在打开它之前并不知道它包含什幺内容。点击链接并轻轻下压，会弹出一个小窗来展示链接的内容，这就是Peek。而Peek的小窗出现后，继续用力下压，小窗就会扩展到全屏，效果和点击链接一样，这就是预览展开。（不动的话点击图片查看）链接、列表中的选项、缩略图，只要应用支持，一切可以通过点击进行的操作都可以用Peek和Pop快速查看。而很多时候，点开内容发现没什幺价值，要返回时也十分不方便。Peek减缓了屏幕增大后返回不便的交互障碍，这一点在预览列表项（比如搜索结果）时会极大地提高效率。一个小技巧：轻压、抬起（但手指不离开屏幕）、再压可以比较轻松地实现Pop，而不必按那幺用力。Peek的小窗弹出后，还可以通过上划展开对当前项目的操作，比如上图中直接把当前链接分享或用Safari打开。
而在iOS自带的邮件中，甚至左右滑也有功能，但目前尚未在第三方应用中发现类似的功能，不知道是不是苹果还没有开放给开发者。Peek和Pop的实现应该不复杂，我猜测系统应该提供了一个控件，只要把这个空间加入到操作的交互流程中就可以了。产品经理们的挑战是，如何善用而不滥用这项功能。根据实际测试，微信中无论是对话还是朋友圈都只有图片支持Peek，链接和小预告片不行；而如果Peek一个会跳转的链接（比如朋友发来的Apple Store应用地址）会直接跳转，这一点我觉得有失考虑了。
在我看来，Peek是「主动展开折叠起来的应用」的交互方式。比如预告片app如果用缩略图的话，可能没法让用户判断这个预告片的主题和是否值得打开；而直接放一个Gif图的话，又会太消耗系统照片和流量，并且会干扰用户注意力（想像一下满屏GIF，跟《预言家日报》似的（微信朋友圈默认播放预告片，就是说你呢）。这个时候，如果截图支持Peek，轻压后播放GIF，就能同时兼顾信息量和美观，我认为是比较合理的Peek应用。
还有一点顺便提一下，一些人觉得iOS选择不好用，现在通过轻压键盘，可以把键盘变成触摸板（蓝色的竖线是光标），从而轻松实现输入内容的定位。这一点算是Peek的一个另类应用了。Peek的缺点是，一旦松开手指，弹窗会直接消失，内容也不会缓存下来，因此再次点击打开时要重新加载，如果是在线内容的话会重复消耗流量。Peek和Pop有明确的顺序关系，下压过程一定会先弹出Peek窗口，然后才会扩展至全屏，而不是一按到底会直接打开（如果要这样的话你就直接用点击得了嘛，还比较小用力）。在设置中提供了3D touch的灵敏度调节，也可以干脆关掉这项功能（那你买6s干嘛啦）。你可以这样理解这项设置：系统内部有一个滑竿，你下压的距离会被换算成推动这个滑竿运动的距离，Peek是这个滑竿的中间，而Pop则是这个滑竿的末端。灵敏度调节改变的是这个滑块的运动速度，而非整个滑竿的长度。不同人在不同状态下用力不同，而系统也会通过算法来改变滑块的速度来适应这种变化（比如猛地一按到底和缓缓地增加用力，系统会根据用力的速度来调整小球运动的加速度）。
3D touch这项技术实际上可以检测相当丰富的压感级别，只是取了其中两个点做成Peek和Pop两挡来使其变得易用和易掌握。当完成普及，用户接受之后，Apple一定会开放整个API让应用可以实现更丰富的交互，就像当年的指纹功能一样。联想到苹果之前获得的「真实触感」专利，在开放更多压力感应层级后，3D Touch的应用会变得多元化，特别是游戏类的应用会受益匪浅分，娱乐性和玩法都会获得极大的拓展。
我个人更期待的是3D Touch在第三方应用内也提供菜单，比如朋友圈点赞现在需要点击回复按钮-点赞，如果像快捷操作一样可以轻压回复按钮弹出菜单，不离手直接移动到点赞这一项就好了（其实FaceBook已经用长按实现了类似的交互，用来放新推出的6种表态）。
根据观察，通知栏没有提供任何下压，我猜测这是因为3D Touch的快捷操作菜单本身就相当于通知栏组件了。在有了快捷操作之后，下拉通知栏变得非常繁琐且低效，我相信开发者会逐渐削弱通知栏组件的交互功能，转而把这些功能放到快捷操作中。
有一项需要注意的是，很多应用自带闪屏，用于展示自己的LOGO或者干脆用来插广告（比如微信、微博，比如支付宝，比如各类预告片应用）。这个闪屏会打断快捷操作的交互流程，拖慢这个操作的效率，开发者们应该考虑尽快去掉闪屏了。其实Apple在HIG（人机交互指南）中已经明确提到不应该使用闪屏，而是以空白内容的应用界面截图来给使用者“应用启动很快”的观感，但国内大多数应用还是置若罔闻。如果消费者因此而抛弃了应用，可能厂商们会得到教训吧。（点名批评一下支付宝，原本快捷操作中的付款项非常方便，结果现在点击后要先看两秒品牌LOGO，再看4秒广告，高效变成了慢动作）。

处理器：被误解的双子星
随着Android阵营的配置竞赛，处理器核心数一路飙升。年底即将有产品搭载推出的MTK X20处理器将一口气内置10个核心，相比之下即是最新的A9处理器也依旧是双核设计。但在Geekbench的性能测试中，历代苹果处理器始终能够领先同代Android旗舰处理器一两个身位，iPhone 6s中搭载的最新A9处理器甚至拥有可以比拟New Macbook的跑分，这是什幺情况？
在之前的文章我们介绍过，决定CPU性能的几个因素中，架构、核心数和主频是重要性依次递减的参数。早在奔腾年代，桌面端处理器一度进入了主频竞赛的误区，“4GHz”成为当时处理器争夺的桂冠。可是消费者买回家发现，如此高频的处理器却并没有带来多大的性能改善，发热和功耗却因此严重加剧。原因很复杂，但最主要的是计算机并不是一个单任务系统，一味拉高主频可以提升单一任务的处理速度，但对复杂的使用情景并没有很大帮助。于是业界转向了发展多核心，来应对愈发丰富的多任务使用。
前面我们说过，Android自诞生起就以多任务为特性，因此对核心数的依赖也相当深重。打个比方，把整个系统当作餐馆，CPU芯片是厨房，一个核心就是一位厨师，而里面的App就是来吃饭的客人。同时就餐的客人越多，那幺需要同时进行的料理就会越多。厨房的面积是一定的，能容纳的厨师数量有限，那幺应多众多客人的方法就是一位厨师完成洗菜择菜切菜炒菜的全部工作，多个厨师就可以同时进行多道料理。这就是Android手机的普遍架构。
而iOS在诞生初期，几乎可以算是一个单任务系统。一旦按下Home键就像是按下了应用的电源键关闭了它。厨房还是那幺大，能容纳的厨师还是那幺多，但餐厅每次只接待一名客人，显然厨房里分工明确，洗菜、择菜、切菜和炒菜由不同的人来完成，那一道菜的料理时间就会大大缩短。虽然现在iOS已经拥有了完善的多任务机制，但iOS的系统逻辑还是倾向于前台任务（因为人的注意力是有限的，在手机屏上同时进行的任务大多只有一个，iOS 9 增加的分屏功能才让两个应用可以同时跑在前台），而通过完善的推送系统、类墓碑机制（大体可以理解为客人点的单先记下然后让它在餐馆外等着，等做好了再让它进来吃）等等兼顾多任务表现。这种不同的系统逻辑还是需要配合自行设计的专有处理器才能发挥最大效力。
苹果自家的处理器架构十分类似于桌面端处理器的设计思路，加强单任务处理能力的巨核设计配合任务切换高效的软件系统结构，最终的成果就是苹果仅仅两颗核心，流畅度却常常吊打一干四核八核。Apple A9两颗CPU核心的面积和包含的晶体管数几乎相当于Android四颗大核核心簇的面积和晶体管数，这就是同个应用的iOS版普遍表现好过Android的根本原因。
实际上桌面端处理器制造者也在反思核心的增加是否真正带来了效率的提升。多核心架构发展初期，Intel和AMD推出了超线程技术，让一颗核心可以同时处理多个任务，以此来提高多任务表现；而经历了十几年之后，真正能够充分调用多颗处理器核心来增强性能表现的应用寥寥无几，大多数应用还是只能跑在一颗核心上。Intel最新的第六代酷睿处理器Skylake架构包含一项新技术叫做逆线程，就是与超线程截然相反：它可以把多颗处理器核心联合起来进行同一项任务，使得单个应用的处理速度提高了20%以上，是不是从侧面印证了苹果走对了路呢？
这次iPhone 6s遇到了一个很大的问题，甚至被上升到了“芯片门”的级别，这是因为A9处理器有两个版本：代号为APL1022的版本由台积电（TSMC）制造，16纳米制程；代号APL0898的版本由三星制造，14纳米制程。以前我们介绍过，不同的制程会决定处理器的功耗表现，进而影响设备的续航。苹果之前也有同一个处理器由不同代工厂制造的先例，但不同代工厂的版本连制程也不同，这就非常罕见了——这相当于把一颗处理器设计了两遍（你可以从上图看到两个处理器的区块结构有明显差异）。
处理器是手机中相当重要的部件，苹果选择多个代工厂可以有效避免生产出现问题影响按时出货（锤子T1就是因为某个定制化元件的生产卡壳而悲剧），而在14纳米这个级别，TSMC和三星自身的代工技术发展选择了不同的工艺节点也是他们各自的商业考量。这些普通用户都无需关心，真正引发讨论的原因是，按照制程越先进功耗越低的规律，理论上来说三星版应该比台积电版更省电才对，而根据网友实测结果却恰恰相反，甚至出现了三星版比台积电版续航少一个小时的极端个例。
对于这一点，我认为普通消费者不必担心。无论哪个版本，在出厂时会有统一的质检标准。即是是批量生产的产品，个体差异也是无从避免的，这也是为什幺诸多权威机构得到的结果大相径庭的原因（Tom's Hardware测试结果是两个版本相差无几，三星续航稍稍长一点温度也略低）。单凭个体测试得到的结论难以推广为整体规律，而即使是从网上搜集用户评论也会遇到「幸存者偏差」的问题（比如自己手中的三星版续航不正常会去发微博，但如果正常的话很可能不会，结果网上一搜看起来好像全都在说三星版有问题）。如果你遇到续航不正常的情况，不管你是哪个版本，我都建议你前往Apple Store进行检测以排除问题。
至于为什幺两个版本（在个体差异之外）有功耗和续航的区别，因为涉及到诸多方面尚且无法判断，在这里仅作猜想：其实三星的14nm制程并没有很成熟，当年三星是从TSMC挖了整个核心团队过来才设计出了14nm工艺，但设计出来不代表可以成熟生产，作为老牌代工厂的TSMC显然在制造流程上比三星经验丰富，成品的良品率也远高于三星；之前就爆出过因为三星良品率太低导致苹果把原本属于三星的订单份额转到TSMC手上的新闻，彼时三星的良率据传只有50%左右，但TSMC则是70%-80% ；而三星也一度缩减了自家14nm处理器Exynos 7420的产能来保证苹果A9的生产，后来才有新闻称三星良率提升重新争取回了部分订单（……怎幺隐隐嗅到了狗血言情剧的剧情）；之前我们介绍过，同一颗晶圆上切下来的CPU核心会根据体质不同被设定为不同的频率，体质不好的处理器如果设定较高的频率会有明显的耗电和发热增加，如果三星代工的处理器真的体质差于TSMC，那幺在相同的频率设置下显然会发热更大耗电更多；而部分人则猜测，由于Tom's Hardware测试项目集中在续航表现上，有可能是三星在满载过热后自动降频了，所以功耗反而比较低……

设计：旧瓶装新酒与台下十年功
在我看来，设计最重要的两个原则，是延续性和平衡性。延续性为产品带来血脉，并使得一个设计可以不断深向发展和探索；而平衡性则是在诸多因素中合理取舍，在保证实现成本的情况下尽可能接近期望。
iPhone 6s的外形设计与上一代相同，而iPhone 6这一代出现的时候，大家都说丑到要人命。横向地来看iPhone的发展，会清晰地看到iPhone设计上的延续性：从iPhone的两截式背部，到3G的一体塑料，到4的金属边框加强，到5的全金属+开口，到6的全金属+注塑条，设计始终在追求的目标是：1.一体化 2.全金属比例 3.线条的曲线过渡而这三条都在iPhone 6这一代实现了最小的妥协。抛开美感这个主观感受，iPhone 6是iPhone目前为止手感最好的设计，金属材质+曲线是苹果的制胜法则。
前面说到，3D Touch一个很重要的功能就是按压边框切换后台。3D Touch的技术研发耗时3-4年之久，而iPhone的设计一贯会沿用两年，也就是说，iPhone 6的外形设计之初就已经为3D Touch做出了考量。为了手指按压边框的时候足够舒适并且准确，手指与边框的接触面曲线一定要圆滑，而这个地方是金属背壳与玻璃面板相拼接的地方。为了避免出现硬线条，这个曲线一定要完整地从金属过渡到玻璃，所以iPhone 6即有了没有倒角的金属边框，又有了2.5D的玻璃曲线。功能与设计相适应，而设计为功能展开，这就是设计的平衡性最真切的体现。
这就是为什幺我们觉得Pro 5的设计很村炮的原因：金属倒角会显得高档，但会形成硬切线，使得玻璃的2.5D曲线失去意义；这也是我们喜爱Note Edge的原因，它的一侧边框直接由曲面屏幕提供过度线条，在这个曲线上摸索的时候，顺滑的手感让人上瘾。而iPhone 6则在没有使用3D玻璃的情况下，用两片拼合的材质实现了相差无几的手感（当然，为了保护易碎的玻璃，需要有一圈塑料边框）。当然，这个设计也并不是完全完美的，对于追求绝对对称的人来说，2.5D玻璃带来的两面不对称是无法忍受的。但这是不得不作出的选择：为了减少内部空间的浪费，边框的曲线在背面直接切向平面，看起来就比通过玻璃得到延续的正面更薄。在移动设备追求轻薄化的趋势前，如果单纯为了绝对对称而浪费内部空间显然才是更大的不足。
对于移动设备来说，一年一换已经是常见的频率。根据统计，北美市场的手机更换周期是18个月，而这个数据在中国，只有12个月。在这样的速度下，显然iPhone两年一次更换设计的频率会让一些用户不满。但反过来想，在Apple的设计深度下，iPhone的进化要承载的意义太多，一年一代的更迭是不太容易实现的。很多人嘲笑HTC A9是iPhone 6的高仿，实际上从One M7开始进行HTC就在进行一体化机身和提高金属占比的工作，经历M8 M9两代演进到A9的样子算是和iPhone 6殊途同归而已。工业设计是一个非常耗时的工程，在iPhone 6发布的时候A9的设计肯定已经在进展中，但被iPhone6抢先一步，后来者就会被冠上仿冒者的名号，而如果就这样放弃，之前在上面投入的时间和照片就打了水漂，而HTC很可能已经承受不起这样的沉没成本了。A9挑iPhone 6s之后推出，显然是瞅准了设计上不会作调整的S世代iPhone会让消费者感觉疲倦，但结果舆论也仍是没有放过HTC。
在乔布斯执政时期，苹果官网的使命宣言（Mission Statement）这样写道：To make a contribution to the world by making tools for the mind that advance humankind.为那些促进人类发展的头脑们制造工具，以此来为这个世界做出贡献。虽然iPhone对普通人来说仍然只是一个玩flappy bird和用微信扯闲的玩具，但苹果显然志在远方。至于「制造让人为之疯狂的硬件」，显然不足以说服苹果将自己的设计变得草率和短命。尽管如此，iPhone 6s在外观没有大的变化（除了厚度增加）外还是做出了进步，换了强度更高的金属，并且调整了内部构造进行结构补强，增加抗掰性；而物流部门出身的Tim Cook显然比乔布斯更深谙商业之道，6s的全新粉色，以及Apple Watch的金色Edition版本都是苹果站着挣钱的方法：把已经经过市场验证的方案纳入自己的品牌，从而把这部分收入一起收入口袋。早在iPhone 6上市后不久，华强北就出现了粉色的iPhone外壳，调色和现在被冠以「玫瑰金」的颜色一模一样。
很多人不满iPhone样子的原因是比例：在从3:2变成了16：9之后，正面屏幕被Home键撑得非常长。这一点可能要很遗憾地延续到下一代iPhone了：实体home短时间可能无法消失，因为苹果内部已经紧凑到增加Tapic Engine都要由电池让位了。
比起这个，反而是另一点需要各位注意：iPhone 6s在全世界范围内只有两个型号，6s是A1633和A1688，6s Plus是A1634和A1687。但国内型号则是完全不同绝无仅有的，6s-A1700，6s Plus-A1699。之前种种猜测，目前可以确定的是，国行版6s型号不同是因为为了兼容国内银联的标准，选用了不同的NFC芯片型号。加上Apple在自贸区开设分公司的新闻，很显然Apple Pay终于要入华了。如果有打算使用这项功能，显然还是选择国行版比较稳妥。

最后：真正的星辰大海
如果说让我选择iPhone 6s上最吸引我的特性，我的选择是iOS 9对右利手极不友好的后台设计与3D Touch技术的软硬结合：苹果用它充分地师范了硬件如何为软件服务，而软件又如何适应硬件。
根据苹果的统计，人均安装的App数量是119。如何在浩瀚和分裂的App们中找到自己想要的信息是每个用户将要面对的挑战。从iOS 7开始，苹果一直在做的就是让产品适应人类心智的进步，6s的诸多进化都是为了防止信息过载这个目的，而这也只是苹果贯彻为心智创造工具使命途中要挑战的门槛而已。（如无法播放可使用链接访问：http://www.tudou.com/programs/view/Fqw5PAqZPHk/ ）在我眼中，苹果和其他厂商最大的不同可以用一篇TED演讲来说明：《伟大领袖如何激励行动》.所有的厂商都知道自己在做什幺，其中一些知道如何把这件事做好。而极少数厂商，他们的出发点不是「制造产品」，而是回答「为什幺制造产品」。To make a contribution to the world by making tools for the mind that advance humankind. 为那些促进人类发展的头脑们制造工具，以此来为这个世界做出贡献。这就是苹果的「为什幺」，降低心智负载以便人们更好地获取信息是苹果的「如何」，而iPhone、iOS、3D Touch和一切令人惊叹的产品都只是在这个过程中苹果做出的「什幺」。在iPhone 6s发布之前，华为已经赶在苹果前面实现了Force Touch压感屏幕，但他们却仅仅想到了放大镜和电子秤这样的功能。
如果你看过韩剧《大长今》，也许你会对长今不断成功的原因有印象：与御厨家族倚赖昂贵食材和代代相传的秘密食谱不同，长今会努力想象一种新味道，然后自行搭配食材将这种味道实现。在我眼中，苹果也拥有这种十分相仿的能力：为了实现一种需求，为此无惧地创造硬件与软件的能力。与苹果的宏大野望相比，所谓的「用户体验优化」不值一提。现在，你是不是明白了为什幺IT公论几乎从不谈及“交互优化”的原因，以及收购苹果的言论是多幺可笑的夜郎自大？
一个问题是，越是高效的工具，就越需要学习使用方法。3D Touch技术是一个将大大改善用户使用手机方式的工具，但它真的不易习得。但反过来说，你不会要求一门外语可以用2个小时学会，还能写出莎士比亚级别的着作对吧？80/20原则在这里再次得到了体现；如果你是不愿意学习的那80%用户，那幺你就只能用到20%的功能；而如果你愿意付出代价成为不断进化的那20%用户，你才能得到剩下80%的功能。一切所谓用户体验的改良方法不是缩短到达终点的路径，而是排除路上的障碍。
现在，一个强大的工具已经诞生。那幺，你打算如何使用它呢？
#EOF
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