iPhone 7 的 home 键整合进屏幕的可能性有多少？让我们先从 Touch ID 说起
日前有韩国媒体传出，苹果会把iPhone 7的TouchID与Home键整合到屏幕、内嵌在玻璃，并移除实体的Home键。而坊间目前对于苹果Home键的方案，除了这项比较新的猜测，也包括升级TouchID，将它变成一片感应式的触摸小板。那么，假如苹果真的有意推出Home键2.0，比较有可能采用哪项方案？
指纹辨识与屏幕整合并非新技术
早在2008年（iPhone正式发售的隔一年），苹果就已经申请过一项专利，描述如何将指纹感应器整合到玻璃底下。在文件中，苹果也提供了三种方式，包括组装、刻蚀与贴印（Print），以将指纹感应器藏在屏幕背后。尽管文件没有标示苹果的这项技术可以在屏幕面积的多少比例上实现指纹辨识，不过苹果明白指出，在一般的指纹辨识情境上，使用者不会看到任何指纹感应器的UI提示，甚至感觉不到它的存在。只有在指纹辨识失败时，画面才会出现图示，指引用户将手指重新放到感应器上方的玻璃。
▲苹果早年的专利指出可以在滑动解锁的过程就偷偷完成指纹辨识。（Source：USPTO）
而8年后，LG也在今年发布了一项类似的技术，透过将指纹感应器黏贴在屏幕底下，并以UI指示用户在屏幕表面按压图示、找到对应这枚指纹感应器的位置进而解锁。有趣的是，尽管在屏幕底下整合指纹感应器的技术在市场上看似成熟不少，苹果在2013年发布的iPhone 5s，以及后续搭载Touch ID功能的机种，却不是采用最初的专利，而是将指纹辨识实体化，整合到Home键，那么，苹果有可能会把实体Home键换成虚拟UI Home键、以一枚全新的“小白点”取代使用近10年的Home键吗？这或许可以比较一下现有TouchID的设计。
现有TouchID的设计
▲TouchID的设计组件。（Source：Apple）
现有的实体TouchID总共有四片组件，在外观可见的部份，包括一圈会搭配机种颜色的不锈钢环，用来当作指纹感应器的启动开关，以及覆盖在Home键本体的蓝宝石水晶，可以保护底下的零件。至于隐藏在Home键底下的组件，则包括一片由AuthenTec研发的指纹感应器（苹果在2012年收购了AuthenTec，并立刻将产品用在来年推出的iPhone 5s），以及用来启动Home键功能的触摸开关。
当用户将手指放上Home键的瞬间，即使屏幕还没唤醒，外围的不锈钢环就会先偷跑，藉由手指的微电流，一边触发底下的指纹感应器，一边启动电场，再传送极微小的电流到用户的指头执行电容机制，以比对用户的指纹。
在这个过程中，蓝宝石水晶的保护片具有重要的意义。一方面这片硬度仅次于钻石的晶体，长期下来能够保持Home键的平整，确保电流传递不会因为表面导电层的磨损而影响指纹感应器的准度，另一方面，这样的高硬度，也能确保苹果在维持表面防护力的前提下，尽可能减少保护层的厚度，让手指更接近指纹感应器，以因应AuthenTec指纹感应器电场较弱、不能穿透太厚的保护层以感应手指的问题，这也是苹果采用介电常数也优于玻璃的蓝宝石水晶玻璃，而且尽可能把厚度降低，据了解AppleTouch ID覆盖的蓝宝石水晶玻璃的厚度不到1mm。
接着当用户的指头出力按下Home键、唤醒屏幕后，由于TouchID已经抓准按下Home键前的空档预先辨识，因此用户会在体验上，得到解锁反应很快的小错觉，提升满意度。有趣的是，这样的机制也产生了一项副作用──在速度快上一倍的第二代TouchID上（搭载于iPhone 6s），由于多了一小段偷跑的时间差，反而给了用户解锁速度太快的负担。
而苹果对此的软件解决方案，则是在iOS10增设了拿起iPhone屏幕便会自动唤醒的功能（A9处理器与后续机种限定），让用户体验一段完整的指纹辨识过程，在提升使用者体验之余，也亲手解除为了提升体验、在较慢的第一代TouchID上创造的小错觉。
在屏幕上整合TouchID的困难
观察现有的TouchID机制上不难发现，苹果即便有意改变设计，在屏幕上整合指纹辨识，将会立即遇到几项困难。
首先，现有的TouchID设计需要一个实体的金属环来创造电场，以快速启动指纹感应器，然而现行iPhone屏幕的表面玻璃并不具备这样的功能与设计空间。即使苹果透过屏幕自动唤醒等其他技术来触发感应器，在没有其他更明显的好处下，苹果其实没必要以多余的能耗来交换这项新设计。
第二项困难，是除了实体金属，TouchID还需要蓝宝石水晶来维护导电层，如果面板全面采用蓝宝石水晶玻璃，目前苹果手边仍没有完整的蓝宝石供应链可应付iPhone的全年出货所需的整机，加上TouchID为了维持导电所以用上了厚度只有1mm的蓝宝石水晶，如果面板的厚度对硬度够，但却有着易碎的问题，如果真的要做成面板恐怕会引发更多的问题。
而第三个难处，则是目前的iPhone除了LED显示器，还要加上一整层电容感应器，来测量3DTouch的按压力道，也必须腾出空间给Taptic Engine，以创造3DTouch的回馈。总总设计都让人难以想象，在持续想把手机做薄的前提下，苹果会在这样拥挤的屏幕底下，再加上一块突出的指纹感应器，就为了创造“TouchID虚拟化”的行销热点。
移除实体Home键等同重新设计
此外，相比在推出iPhone 5s的前一年有收购AuthenTec的大动作（总额3.56亿美元），苹果既没有明显的征兆会回头使用自家在2008年推出的专利技术，也不太可能和LG签约订购只推出不满半年的感应技术。与此同时，不论在硬件上或软件上，苹果都仍然在针对现有的TouchID方案进行优化，包括推出第二代感应器，以及在iOS10改善原本的指纹辨识流程。
依照现有TouchID组件在供应链上的成熟，苹果短期内较合适的方案，应该还是增加出货量、压低成本，将第二代TouchID安装到更多iOS设备，并减少第一代Touch ID的库存（iPhone SE对此帮助良多），而不是试验更困难的工程技术。
值得一提的是，尽管苹果不乏为了更好的产品体验而打磨新技术的历史，例如为了让Mac的FaceTime提示灯平时更隐蔽，而研发成果细微到肉眼几乎看不见的激光钻孔技术，在iPhone上除移实体TouchID，已经象征苹果必须更深层地改造iPhone的工业设计，以及用户体验。例如在最基本的层面上，要引导用户如何在屏幕上解锁，便需要新的UI方案。而对视障人士而言，一片略微凹陷的实体Home键，其实是一项极直觉的操作工具，能够快速使用Siri，或是VoiceOver，然而若改用新的虚拟Home键，代表苹果必须重新设计这些辅助功能。
此外，将TouchID全面虚拟化，更涉及到软件层面，复杂化原本直接配对A系列处理器的硬件加密。该如何维护加密时的安全性，设计iOS系统失灵、宕机时的解锁方案，都将是一道道难关。同时若移除Home键这个经典设计，也等同苹果产品在工业设计语言上的转变，对于后乔布斯时代的苹果设计师，也是一项巨大的挑战。总体来说，我们认为苹果在短期内，在屏幕上整合TouchID，机会应该是较小的。
可能的新Home键
回过头来，苹果有没有可能在iPhone推出Home键2.0？在现有设计上较有可能的方案，应该是把Home键整合进3D Touch，连动安装在手机下半部的Taptic Engine，将Home键转型为类似MacBook触摸板上的Force Touch，创造震动的效果，如果真能模拟到如此，有金属环的home键。
编辑：admin 最后修改时间：2018-01-05
