李安

摘要：苹果公司在机身设计、材料工艺和硬件交互上一直是工业设计界的翘楚，iPhone 11 Pro系列作为其最新迭代产品自然也不例外。虽然iPhone并不完美，但其基于Retina视网膜显示标准制定的机身与屏幕尺寸、采用AG工艺处理的磨砂玻璃后盖，和最新一代面容识别Face ID硬件交互，值得去分析与考量。

关键词：iPhone;人机工程学;工业设计

iPhone11Pro系列的机身由屏幕、中框和后盖组成。从造型的角度分析，中框接近正圆的弧度较为贴合手掌，后盖则几乎是平面，从人机工程学的角度看，设计得不够合理，握持手感远不如一加、魅族等国内手机的弧形后盖设计。从机身尺寸的角度分析，因为采用了两种大小规格，用户可以根据自己手掌的大小选择相应的规格型号，一定程度上满足了以人為中心的人机工程学考量。手机的屏幕大小与机身尺寸往往处于一个相互制约的关系，一般来说屏幕的显示面积不会超过正面的机身大小。然而随着显示面板技术的飞速提高，通过COG-COF-COP封装工艺的技术迭代，智能手机的屏占比也越来越高，华为的折叠屏、小米的环绕屏手机，甚至突破了屏占比100%的极限。寸的人机工程学设计。虽然苹果暂且没有采用华为、小米那样超前的设计，但其自iPhoneX以来就通过COP封装技术，将屏幕尾部折叠，做到了非常惊艳的全面屏效果。

智能手机发展至今已有十余年，其屏幕的最佳尺寸的讨论一直以来没有定论，小如plam手机（3.3英寸），大如华为Mate20X（7.2英寸），当今市场存在的尺寸各异的手机一定程度上反映了消费者对手机屏幕、机身尺寸的高宽容度。然而，凭借这一点就认为尺寸在手机的人机工程学设计过程中不具有重要性，未免稍显片面。横向对比当下市场在售的机型，很容易深陷海量的尺寸数据，无法有效分析;但纵向对比某一机型系列的迭代产品，思绪就豁然开朗。通过查询和整理，我以屏幕尺寸、通过表格可以非常直观地看出iPhone十年迭代过程屏幕尺寸的变化。自iPhone6系列开始苹果采取一大一小的双机策略，屏幕尺寸为4.7英寸和5.5英寸的搭配，原因在于苹果需要维持自iPhone4以来326ppi为底线的像素密度，达到Retina视网膜显示标准。到了iPhone11Pro系列，大小机的屏幕尺寸搭配延续上一代Xs系列变为了5.8英寸和6.5英寸，原因在于大小机在摄像头规格上自上一代Xs系列以来已没有区分，故屏幕的像素密度也趋于统一，两个型号的像素密度都在460ppi上下。Retina视网膜显示标准由摩托罗拉研发，公式如下：

a为人眼视角，h为像素间距，d为人眼与屏幕间距。像素密度越高，人眼越难分辨出单颗像素颗粒。一般情况下，在手机等移动设备的像素密度达到300ppi以上时，人眼几乎无法分辨出像素颗粒，颗粒感也不复存在。iPhone基于Retina视网膜显示标准制定屏幕尺寸，是典型的以用户为中心，加入人机工程学考量的设计。

CMF（Color、Material、Finishing）即颜色、材料和工艺，作为工业设计的基础，其在人机交互中的作用往往容易被人忽视。实际上，CMF对产品的视觉、肤觉、触觉和温度觉的塑造也是产品人机工程学设计中重要的一环。用户使用手机时主要接触的部分为中框和后盖，这两部分使用的材料及工艺对人机交互有着非常直观与感性的影响。材料方面，人手接触玻璃、金属和塑料这几样不同的材质，势必在温度、摩擦和指纹残留等方面产生不同的感觉。工艺方面，金属的阳极氧化、玻璃的AG工艺、塑料的电镀处理，不仅在视觉上造就手机产品的差异化，在触觉上也对人机交互产生直接的影响。

iPhone 11 Pro系列的中框在材质上使用的是不锈钢，反射率高，有着优雅的镜面反射外观，含镍、含铬，耐腐蚀、强度好、比热容低、散热快，比碳纤维和陶瓷、钛加工工序少。从迭代的角度看，和上一代Xs系列区别不大。

值得重点分析的是，iPhone 11 Pro系列的后盖玻璃采用了AG（Anti-Glare）工艺处理，这是苹果首次在iPhone上采用这种设计。AG工艺是一种玻璃深加工的处理方式，其目的在于赋予玻璃的抗眩光特性，通俗来讲就是将玻璃处理成毛玻璃。

AG工艺通常有三种加工方式，分别是：

①喷涂。

通过在玻璃表面喷涂光学散光粒子，形成一层抗眩光的涂层。优点是工艺简单，生产效率高，但缺点是容易随着使用时间的推移造成涂层脱落。iPhone用户更换新机的周期大概在2-3年，使用喷涂工艺势必造成AG涂层的磨损，影响人机交互体验，故iPhone 11 Pro系列并没有采用此种工艺打造其后盖。

②镀膜。

通过在玻璃表面使用雾化镀膜技术，形成可以吸收和偏转特定光线的镀层。这种工艺可以在视觉上产生非常绮丽的光学效果，但缺点是手感不佳，一般用于手机后盖玻璃的内表面。事实上，不只是iPhone，如今市面上大部分玻璃后盖的手机都在使用菲林镀膜技术处理后盖内表面，力求外观上的差异化。

③化学蚀刻。

通过使用 HF 氢氟酸为主剂的混和酸制剂与玻璃主体发生化学反应进行蚀刻，从物理上将玻璃表面的镜面反射转化为漫反射，不仅可以达成光学上的防眩光，还塑造了触觉上的的磨砂质感。

iPhone 11 Pro系列正是使用了化学蚀刻的AG处理方式对其后盖外表面进行处理，不仅形成了深邃的雾面观感，更缔造了丝滑细腻的细磨砂手感，甚至能够产生类金属的触感与温度觉。除此之外，AG后盖具有相比镜面后盖更强的抗污特性，减少了指纹残留，使玻璃后盖不再是“指纹收集器”，油污等脏痕也更容易清除。产品一经问世，即得到了广大消费者的认可与喜爱;一直以来批评苹果公司设计停滞不前、不思进取的数码产品评论家及媒体也对苹果公司将AG蚀刻工艺运用在iPhone 11 Pro系列的做法表示认同。

AG工艺对于iPhone系列而言确实是一种创新，但iPhone并非第一个采用AG后盖的智能手机。早在2018年，国产手机一加6就已经将AG工艺运用在手机后盖上，但局限于体量太小，并没有在市场上掀起风浪。iPhone使用AG工艺并不算是开创，但凭借其庞大的体量势必会引领潮流。苹果公司向来保守、谨慎但又不乏创新，iPhone使用AG后盖，侧面说明了该工艺在手机产业链技术上的成熟，反映了行业对未来人机交互新形式的不断探索，展示了手机设计基于人机工程学的新成果。

iPhone与用户最频繁的硬件交互，当属生物识别。其作为用户隐私和财产的第一道防线，是iPhone基于人机工程学的设计的重中之重。与其他手机品牌不同，苹果在生物识别上有着独特的追求，iPhone 11 Pro系列没有搭载指纹识别，而是使用3D结构光技术在解锁手机和进行交易验证时进行人脸识别。人脸识别并不是什么新鲜概念，早在安卓4.0时其底层就有基于RBG摄像头的人脸识别功能，但是安全性很低。蘋果早在2013年开始就斥资数亿美元收购以Prime Sense公司为代表的与3D成像、结构光技术相关的技术型企业，目的在于打造一个交互简单方便、安全级别满足支付级的人脸识别系统。

2017年iPhone X推出，苹果公司将其人脸识别系统正式发布，命名为Face ID。Face ID

识别的具体过程如下：

①启动前置TrueDepth相机镜头，Ambient light sensor（环境光度感应器）开始侦测周围环境亮度是否足够，如果不足，Flood illuminator（红外线）照明模组将被启动。

②Dot projector （点阵投影器）将3万个不可见光测绘点投射在用户脸部上，透过Proximity sensor （近距离传感器）来测量深度。

③Infrared camera （红外线摄影机）接收读取测绘点，组成红外线影像，传送并存放于CPU内的Secure Enclave安全模块。下次进行解锁时，会在读取影像的同时于Secure Enclave安全模块的内容进行比对。

从技术的角度看，Face ID非常复杂，但对于用户而言，Face ID录入和识别过程其实非常简单。录入时只需将头部对面屏幕旋转几个角度即可，整个过程不超过一分钟;识别时只需将面部正对屏幕即可，时间基本不超过1秒。比起指纹识别，不仅在录入和识别上有着安全和速度上的优势，更在硬件上有着交互和空间上的优势。一般来说，论是屏外还是屏内指纹，其识别模块都至少需要一个拇指大小的空间摆放;而实现Face ID的硬件，仅需要屏幕刘海的一部分空间即可。Face ID具体反映到人机工程学，其应用场景大致有两种：

①解锁屏幕。

按下锁屏键——面对屏幕——从屏幕底部向上滑动——进入主界面。这就是iPhone 11 Pro系列手机解锁屏幕的大致过程，不仅非常的迅速，而且很符合用户对解锁手机的一贯感觉。

②支付、交易验证

支付页面点击确认支付——弹出人脸识别认证请求窗口——点击确认请求——完成支付。这是iPhone 11 Pro系列手机通过人脸识别完成支付验证的过程，与指纹识别相比，多了点击确认请求的步骤，少了按压指纹的过程，不用考虑手指的干湿和洁净与否，只需将面部完整地露出，在不戴口罩的条件下，识别效率大大提高。

Face ID的低学习成本能够使用户很快地习惯这个新的解锁方式，从结果上看，它已经成功地在iPhone上替代了指纹识别。苹果对结构光技术的应用，不仅在消费级生物识别领域里立下了一块新的里程碑，更为手机的人机交互方面带来了长足的创新。

iPhone 11 Pro系列产品不仅阐释了“以人为本”的人机工程学设计的重要性，更反映了人与机的设计方式与方向。通过分析iPhone 11 Pro系列产品在机身与屏幕尺寸、材料工艺和硬件交互三个方面的人机工程学设计，更深入地了解了苹果公司基于Retina视网膜显示标准的尺寸制定准则、对加工工艺的新追求和对生物识别新方式的探索。