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iPhone如何被设计出来

 hllzx68 2012-05-01

 

     我曾经见过五位英国首相、两位美国总统、曼德拉、迈克尔?杰克逊、还有英国女王,但与史蒂夫?乔布斯会面的一小时是我最紧张的一次。我知道你在想什么,但这是事实。我的确认为乔布斯是一位伟大的人物,是改变世界的极少数人当中的一员。他是一个介于表演者、完美主义的领导、梦想家、狂热分子和机会主义者之间的人,他对于设计、细节、抛光、质量、易用性和可靠性的坚持从很大程度上造就了苹果的成功。

        ——《时代周刊》记者史蒂芬?弗莱(Stephen Fry)

        20101020,苹果在其位于美国加利福尼亚州的总部召开“回归Mac”大会,发布新款MacBook Air和新版操作系统Mac OS X Lion。苹果首席运营官蒂姆?库克出席。

        这是2006年秋天的一个上午,对于美国加利福利亚州库伯蒂诺(Cupertino)市来说似乎是一个平淡无奇的日子。

        在市郊一组看上去并不起眼的灰白色建筑内,一群身着牛仔裤的年轻设计师们,正忐忑不安地在会议室里等待分配任务,他们既满怀期待却又心里没底,就像在等待一项法院的判决最终发布。

        不久之后,一个满脸胡茬儿,身披套头深色线衣,下穿一条磨旧的Levis蓝色牛仔裤,脚穿旧跑步鞋的家伙走了进来。

        这是苹果CEO史蒂夫?乔布斯,一个拥有万千粉丝却几乎没有朋友的老板。

        在苹果的加州总部,没有人愿意和这个家伙乘坐同一部电梯,因为乔布斯会言辞尖锐地向你发问,如果你的回答没让他称心,你可能还没下电梯就被开除了。

        乔布斯深信自己长期吃素身上不会有异味,所以很少洗澡。他行为怪异,喜欢将自己的奔驰600轿车停在残疾人专用车位上。年轻的时候,这个家伙喜欢留着一头披肩长发,并吸毒打坐,看上去满身的恶习……

        一款神秘新产品的演示很快开始,这就是后来风靡世界的iPhone手机。

        但不幸的是,这次演示看上去像是一个灾难,样机在演示过程中频频掉线,电池充电还未完成就自动停止,数据和应用程序经常出现故障,无法使用。问题一个接着一个……

        会议室的气氛开始凝固起来。在演示结束时,乔布斯盯着会议室里的十几个人说:“我们现在还没搞出个产品出来。”这时距苹果iPhone计划启动已经将近一年了。

若在以前,遇到这样的情况,乔布斯通常会大动肝火,而这次,他却表现得相对平静,不过他的这种平静让人有些不寒而栗。

        那个时代的硅谷,苹果仍然是一家看上去“不入流”的公司,苹果那些外形酷炫的笔记本电脑占据了少数时尚潮人的桌面,却在出货数据上和惠普、戴尔这样的计算机巨头差距巨大。

        苹果一年一度的Macworld大会还有几个月就要举行了,自乔布斯1997年重返苹果后,每年的Macworld大会都会推出一些具有震撼性的产品,这次也不能例外。乔布斯已经宣布,苹果最新的操作系统Leopard将延期发布,因此如果iPhone不能按计划在大会上展出,那苹果将无颜面对它的支持者,乔布斯也将面临反对者的声讨,苹果股价也会遭到打击。

        接下来的三个月对于iPhone的开发人员来说将是最紧迫的时期。无论是工程师还是产品经理,神经都处于高度紧张的状态。好在离Macworld大会还有数周时,乔布斯手上终于拿到了可以正常使用的iPhone样机。

        他立刻去拜见了AT&T无线的老板斯坦?西格曼(Stan Sigman),向他炫耀了iPhone漂亮的显示屏、强大的浏览器和友好的用户界面。西格曼不吝溢美地赞赏道:“这是我见到过的最好的产品。”

        六个月后,2007629iPhone终于上市销售了。在新闻发布会上,有分析师预测,2007年年底,苹果iPhone的销量有望达到300万台,成为有史以来销售最快的智能手机。iPhone也将成为苹果最赚钱的产品,据估计,一台iPhone的净利润达80美元,这还不包括运营商的分成。iPhone不仅为苹果和AT&T无线带来了巨额收入,而且还对美国的手机业格局带来巨大的冲击。长久以来,美国的手机制造一直由运营商说了算,手机生产商只是按照运营商的要求制造相应档次、功能的手机。但苹果iPhone彻底打破了这个局面,运营商和手机制造商们突然发现,原来好的手机产品可以为运营商赢得用户。

    可能大多数消费者不了解的是,在iPhone推出之前,苹果的团队很早就开始启动了苹果手机的研制,但是这些手机都在最后被乔布斯扼杀在了实验室里。

        这些夭折的苹果手机以“紫色一号”项目最具代表性。

        iPod大获成功之后,乔布斯已经隐约感到,手机市场早晚会对自己的iPod产品产生威胁。此时iPod已经占苹果总收入的16%,苹果的竞争对手们正在争相效仿iPod的炫酷设计,还有苹果引以为豪的音乐商店。随着存储器价格的快速下滑,MP3市场正在快速由蓝海向红海滑落。

        苹果的设计师们很快开始讨论设计一款手机的可能性,于是便有了“紫色一号”方案。从日后流露出来的信息看,这款手机看上去完全是iPod的改进版。

        在这一方案中,苹果曾希望使用iPod赖以成功的转盘功能取代传统手机的九格键盘式的标准布局。

        在屏幕上显示模拟的复古拨轮,你只需要转动几下便可以快速无误的拨号。而苹果为发短信又专门设计了一个字母识别系统,以解决输入问题。

        事实上,苹果从来没公开讨论过这个项目的信息,所有那些后来被采用的技术和“紫色一号”的有关的信息都是从专利文件中获得的。

        不过,最终乔布斯还是选择放弃了这个方案。我们无从得知苹果放弃的真正原因,但有一点显而易见,这款产品根本无法让高傲的乔布斯感到满意,他的胃口远不止一款iPod的简单改进品。乔布斯需要的是,一款全新的革命性产品。

        从日后流露出来的种种信息显示,2004年前后的苹果正在大量收集关于手机市场的情报,在此之前,这家PC企业还没有任何手机制造经验。

        20041月,和乔布斯相识的前SUN公司高管桑德尔(Ed Zander)成为了摩托罗拉公司的CEO。那时的摩托罗拉暮气沉沉,已经陷入困境,不断地重组,市场份额上也不断遭到对手打击。和苹果一样,这家公司急需一款一炮走红的产品来扭转局面。

        2004年夏天的时候,乔布斯和桑德尔进行了一次会谈之后,双方爽快地签订了合作协议。这看上去是一个双赢的合作:苹果需要摩托罗拉在手机制造上的经验,而摩托罗拉对将苹果在iPod和音乐商店上的成功搬到手机上,也有浓厚的兴趣。

    据说是桑德尔当时对乔布斯说了一句十分有代表性的话:

      When youre leaving your house,you make sure you have three things Your keys, your wallet and your cell phone Your iPod isnt on that list”

    (当你离开家外出时,你需要确定自己带上了三样东西:钥匙、钱包还有你的手机。你的iPod不在这个清单中。)

        这句话在某种程度上点出了苹果当时所面临的尴尬处境:iPodMP3功能很容易被整合进手机中,一旦用手机听MP3开始变得普遍,那么苹果马上就又一次陷入困境,所以苹果必须尽早进入手机领域。

        双方很快联合发布了一款叫做ROKR的手机,这款手机的硬件由摩托罗拉设计,而苹果则在这款手机上加入了iPodiTunes网上商店功能。

        ROKR以当时摩托罗拉的E398手机为基础设计,内置了当时市场上还很少见的双喇叭、情境灯光,并配备了造型独特的耳机。

       但双方的合作很快不欢而散。固执的乔布斯经常在一些细节上和他的合作伙伴们喋喋不休,比如讨论在电话里到底存多少首歌曲,辩论歌曲怎样下载到手机中,甚至争论每家公司的logo和名字如何印制到手机上去,或者如何显示两家公司的logo

        而且从外形上来看,这款手机实在太难看了,这和苹果那些充满炫酷色彩的工业设计产品大相径庭。甚至在功能上,这款手机也存在许多缺点:它没办法直接下载歌曲到手机中,而且最多也只能存储100首歌曲。

        美国著名的《连线》杂志(Wired)在2005年年末对其进行了尖酸的挖苦,并在封面中评论:“乔布斯先生,这个破玩意儿就是你所鼓吹的未来的手机?”

        这款失败的产品共计售出了100多万台。在大多数人看来,这款手机并不能算是苹果的产品,而更像是摩托罗拉的产品。

 也许被此前不成功的手机研发教训所刺痛,现在,乔布斯决定研发一款全新的手机。

        这次可怕的产品演示会结束后的三个月,可能是苹果工程师们职业生涯中最辛苦的三个月。一些人回忆道,那段时间苹果的走廊里经常传出尖叫声和欢呼声,这是一段苦闷但难忘的岁月。

        苹果的这些工程师在经历了整夜的代码讨论会议后离开工作区,稍微补一下睡眠后就又回到工作中来。一个产品经理因为过于用力地关门,导致门锁反锁而出不来。她的同事们花了一个小时用了一根棒球棒将门锁敲坏才将她“解救出来”。

        为了保证iPhone的革命性效果,一些在当时还十分新潮的技术被源源不断地移植到这款手机上来。

        苹果的工程师们首次将电容式触摸屏应用到了手机上,这给iPhone带来了完美的多点触控感受。在此之前,许多基于Windows Mobile操作系统的手机,已经实现全触摸控制,不过,苹果的工程师们通过新技术的应用,将消费者对触摸屏的体验完全进行了重新定义。

        鲜为人知的是,在这项新技术应用在iPhone之前,苹果内部同样有一款半路夭折的产品,成为了iPhone的“垫脚石”,这便是一款叫做“Safari Pad”的记事本大小的产品。该产品由Tim Bucher负责,他后来成为苹果电脑硬件负责人。但是这款“Safari Pad”最终夭折了。不过正是由于Tim Bucher的影响力,乔布斯才最终将多点触摸技术加入到iPhone之中。

       苹果的工程师在转移到iPhone项目之前曾经在一款超小平板电脑重振雄风,并且在这项计划上工作了一年,该设备的大小是目前iPhone Touch15倍。这款平板电脑同样整合了带有多点触摸技术的Mac OS X系统,该系统正是iPhone随后使用的。

       电容式触摸屏是在玻璃表面贴上一层透明的特殊金属导电物质。当手指触摸在金属层上时,触点的电容就会发生变化,使得与之相连的振荡器频率发生变化,通过测量频率变化可以确定触摸位置获得信息。在本质上,电容式触摸屏由触控传感器(sensor)、驱动IC、特种玻璃组成。

       电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜体层,再在导体层外加上一块保护玻璃,双玻璃设计能彻底保护导体层及感应器。

        在电容式触摸屏领域,苹果的工程师们进行了长期的艰苦实验,并和中国台湾的厂商展开联合研究,最终苹果和它的合作伙伴在一些关键技术上取得了突破,这为iPhone手机日后在业内遥遥领先,打下了坚实的基础。在iPhone推出之后,大批模仿iPhone的全触屏手机纷纷推出,但在多点触摸的实际感受上,始终无法超越iPhone

       与此同时,iPhone操作系统的研究也一波三折。

       也许被此前不成功的手机研发教训所刺痛,现在,乔布斯决定研发一款全新的手机。

        这次可怕的产品演示会结束后的三个月,可能是苹果工程师们职业生涯中最辛苦的三个月。一些人回忆道,那段时间苹果的走廊里经常传出尖叫声和欢呼声,这是一段苦闷但难忘的岁月。

       苹果的这些工程师在经历了整夜的代码讨论会议后离开工作区,稍微补一下睡眠后就又回到工作中来。一个产品经理因为过于用力地关门,导致门锁反锁而出不来。她的同事们花了一个小时用了一根棒球棒将门锁敲坏才将她“解救出来”。

       为了保证iPhone的革命性效果,一些在当时还十分新潮的技术被源源不断地移植到这款手机上来。

       苹果的工程师们首次将电容式触摸屏应用到了手机上,这给iPhone带来了完美的多点触控感受。在此之前,许多基于Windows Mobile操作系统的手机,已经实现全触摸控制,不过,苹果的工程师们通过新技术的应用,将消费者对触摸屏的体验完全进行了重新定义。

        在工程师开始设计iPhone之前,苹果的工程师们开始仔细研究Linux操作系统。这款操作系统已经被成功地移植到手机上面,苹果甚至研发出了一款基于Linux操作系统的原型机,但是最终乔布斯仍然决定放弃这款操作系统。这款原型机虽然也内置了iPod的功能,并且使用了圆环触摸屏做为拨号器,但是这款原型机仅仅能拨打电话,不能让用户有很好的上网体验。

        2006年年初,苹果的工程师决定放弃Linux,并且也放弃他们长达一年多的针对OS X操作系统在Intel芯片上的精简和移植,并且决定重现为iPhone开发操作系统,和OS X类似的操作系统。

        在苹果内部,这场关于iPhone上使用何种操作系统的争论持续了很久。

        最终苹果决定在iPhone上使用由苹果自己研发的iOS操作系统,这是iPhone OS OS X iPhone的简称。就像其基于的Mac OS X操作系统一样,它也是以Darwin为基础的。

        iPhone OS的系统架构分为四个层次:核心操作系统层(the Core OS layer)、核心服务层(the Core Services layer)、媒体层(the Media layer)和可轻触层(the Cocoa Touch layer)。操作系统占用大概240MB的内存空间。

        这款操作系统的特别之处在于很好地支持了iPhone硬件上的多点触控功能,其控制方法包括滑动、轻触开关及按键。与系统的互动包括滑动 (swiping)、轻按(tapping)、挤压(pinching)及旋转(reverse pinching)。此外,通过其内置的加速器,可以令其旋转装置改变其y轴以令屏幕改变方向,这样的设计令iPhone更便于使用。

       iPhone的屏幕下方被设计成了一个home按键,屏幕底部则是dock快速启动栏,有四个用户最经常使用的四个程序的图标,包括电话、MailSafariiPod,被固定在dock上。屏幕上方有一个状态栏能显示一些有关数据,如时间、电池电量和信号强度等。其余的屏幕用于显示当前的应用程序。启动iPhone应用程序的唯一方法就是在当前屏幕上点击该程序的图标,退出程序则是按下屏幕下方的home键。

        不过,iPhone在研发上的艰辛远不止于此,这家没有手机设计经验的公司,还必须在手机的娱乐功能和通信功能之间作出一些取舍。在天线设计、辐射以及网络传输模型上,苹果内部同样不乏争论。

       为了确保iPhone的小天线能够高性能地工作,苹果公司花费数百万美金架设了专门的实验室。为了确保iPhone产生的射频辐射在规定的范围内,工程师们专门建立了几个仿真人类头部的模型,其中包括仿真大脑的黏状物,来测定辐射对于大脑的影响。

        为了准确地评估iPhone在无线网络中的灵敏度等参数,苹果的工程师至少花费了数百万美金购买了几十种测定参数的设备和仿真系统。很多之前的设计经验都没有起到什么作用,比如iPhone的屏幕设计,根本就无法参考之前的iPod的设计,所以一切得重来。

       乔布斯亲自参加了这些测试,他在试用原型机时发现将iPhone放在口袋里可能会被划伤屏幕,所以他要求制造屏幕的材质不要选用类似iPod上的硬纸塑料,而是最终选用了一种特种玻璃。

       这款手机的研发花费如此高昂,一位业内人士曾预测,为了研发iPhone,苹果公司当时大约花费了15亿美金的研发费用,后续的开发费用更是不胜其数。

        2007110早上7点,数千名苹果粉丝一窝蜂似的涌到了在旧金山召开的苹果Macworld大会现场,他们当中甚至有人在前一天晚上就开始通宵排队。

        9点钟左右,苹果开始“老调重弹”似的播放那几首苹果的标准歌:Gnarls Barkley, Coldplay, Gorillaz,还有 Sheryl Crow XD

        不久之后,现场响起James Brown 的音乐,乔布斯在掌声中走上台去,他的演讲稍微迟到了十几分钟开始。

        细心的苹果迷很快发现,这次的Macworld现场居然连一台电脑都没有看到——这一天注定是属于一款革命性的产品的。

       “在我们开始之前,先来说说手机的分类。”乔布斯故意卖了卖关子,“目前最先进的是智能手机,通常就是电话上面有 QWERTY的小键盘,但重点是它们既不智能,也不好用。

       “我们当然不是要做那些,我们要做的是更聪明、更简单好用并且将一鸣惊人的产品,而这就是iPhone。”现场掌声雷动。

        iPhone终于揭开了它神秘的面纱——要知道,就连许多苹果的设计师,也是在这一天第一次见到iPhone的真容。

        这是一款11.6毫米厚,拥有3.5英寸宽屏触摸屏的手机,它同时有着200万像素摄像头,8GB的容量大小,同时支持3G,运行OS X操作系统。从上到下,这款手机只有一个Home键,这让在场的观众们觉得十分不可思议。

        鲜为人知的是,乔布斯当天在台上共准备了3iPhone——假如乔布斯手上拿着的一部iPhone演示时出了问题,那么其他两部将作为备用。从这个细节可以看出,这时苹果对这款新手机还并没有十足的信心。

       站在聚光灯下,乔布斯用指尖轻轻滑动着iPhone那敏感的屏幕,他当着所有人的面打电话,全场再次掌声雷动。

       “它是能触摸控制的超大屏幕iPod,是一部具有革命性的手机,是一个突破性的互联网通信终端。它不是三个产品,而只是一个设备,我们叫它'iPhone’。今天,iPhone将彻底刷新手机的概念。”乔布斯说道。

       “一般的智能手机问题出现在手机下面40 %的空间,这里总是被键盘占据着,不管你需要不需要!我们要有不同的操作按键,不能再加新的东西。”乔布斯嘲讽道。

      “每个应用程序都想要一个不同的按键,你却不能增加按键,这个问题怎么解决呢?”

       “我们来帮大家解决吧!我们要把所有的按键去掉,只剩一个大屏幕。”乔布斯用他那极富感染力的演讲天赋渲染着这款手机,从此之后,全触摸的概念在全世界深入人心。

        乔布斯继续演讲道:“我们要如何操作它呢?用触控笔吗?不,谁会用这种烂东西呀。我们不用触控笔用什么呢?我们用世界上最好的指向装置——我们的手指!我们发明了一个新的技术叫 multi-touch(多点触摸)。不用触控笔,也比任何界面要更加准确!它不用因为点击不准确的触控笔而在键盘上跳舞!”乔布斯开始隆重推出日后横扫世界的多点触摸技术,他获得了巨大的成功。

       他接下来开始介绍从iPod技术上延续下来的同步技术——在iPhone上,完美地保留了iPod和电脑上的iTunes软件同步的功能。“我们从 iPod上学到了很多重要的东西: iTunes 同步。iPhone 不仅让你像同步 iPod 一样同步各类软件,也用同样的方式同步你的各类资料:通信录、照片、记事、电子邮箱地址等……”乔布斯说道。

       “当然还有一些你们看不见的东西——3个先进的感应器。 一个临感应器,iPhone 靠上耳朵时,触控式屏幕会自动关闭,屏幕也会自动关闭!周围光源感应器能自动调整屏幕亮度保存电池。最后是自动感应器,自动调整屏幕横竖状态。当你将手机横放时,屏幕自动调转。”

        这些前所未有的先进功能,让现场所有苹果迷们无不屏住呼吸。

       “让我们从 iPod 开始吧。你可以'触碰’到你的音乐,宽屏幕影片。你可以更快地找到你的音乐、全屏幕的封面、内置喇叭、Coverflow……为何不呢?”

        乔布斯继续演示照片播放功能、google map功能、收发邮件功能、上网功能……随着乔布斯的两只手指不停地在触摸屏上滑来滑去,全世界的智能手机厂商已经开始意识到:它们的大麻烦来了。

        1040分的时候,乔布斯发表了他那革命性的宣言,他要革的,是世界所有智能手机厂商的命:

       “今天苹果彻底重新发明了电话,那么他会好卖吗?有这么多的竞争对手:Treo BBE62,可是我们有更好的功能,邮件、联系人、日程表、网页浏览等,所以今天以后,我不认为大家还会用相同标准来衡量手机这个东西……”

       演讲在一片掌声雷动中结束,乔布斯在最后公布了第一代iPhone的价格“那究竟 8GB 要卖多少呢?我们想了很久,4GB的要499 美元,8GB的就卖 599美元吧!”这在当时,实在是一个惊人的价格,苹果再次把自己的产品定位为一种奢侈品的形象。

       有相当一部分离开乔布斯主题发言现场的人已经决定,要扔掉他们曾经钟爱的蜂窝电话、智能电话和iPod,并把它们换成即将问世的iPhone

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