iPhone 7 的 home 鍵整合進屏幕的可能性有多少？讓我們先從 Touch ID 說起
日前有韓國媒體傳出，蘋果會把iPhone 7的TouchID與Home鍵整合到屏幕、內嵌在玻璃，并移除實體的Home鍵。而坊間目前對于蘋果Home鍵的方案，除了這項比較新的猜測，也包括升級TouchID，將它變成一片感應式的觸摸小板。那么，假如蘋果真的有意推出Home鍵2.0，比較有可能采用哪項方案？
指紋辨識與屏幕整合并非新技術
早在2008年（iPhone正式發售的隔一年），蘋果就已經申請過一項專利，描述如何將指紋感應器整合到玻璃底下。在文件中，蘋果也提供了三種方式，包括組裝、刻蝕與貼印（Print），以將指紋感應器藏在屏幕背后。盡管文件沒有標示蘋果的這項技術可以在屏幕面積的多少比例上實現指紋辨識，不過蘋果明白指出，在一般的指紋辨識情境上，使用者不會看到任何指紋感應器的UI提示，甚至感覺不到它的存在。只有在指紋辨識失敗時，畫面才會出現圖示，指引用戶將手指重新放到感應器上方的玻璃。
▲蘋果早年的專利指出可以在滑動解鎖的過程就偷偷完成指紋辨識。（Source：USPTO）
而8年后，LG也在今年發布了一項類似的技術，透過將指紋感應器黏貼在屏幕底下，并以UI指示用戶在屏幕表面按壓圖示、找到對應這枚指紋感應器的位置進而解鎖。有趣的是，盡管在屏幕底下整合指紋感應器的技術在市場上看似成熟不少，蘋果在2013年發布的iPhone 5s，以及后續搭載Touch ID功能的機種，卻不是采用最初的專利，而是將指紋辨識實體化，整合到Home鍵，那么，蘋果有可能會把實體Home鍵換成虛擬UI Home鍵、以一枚全新的“小白點”取代使用近10年的Home鍵嗎？這或許可以比較一下現有TouchID的設計。
現有TouchID的設計
▲TouchID的設計組件。（Source：Apple）
現有的實體TouchID總共有四片組件，在外觀可見的部份，包括一圈會搭配機種顏色的不銹鋼環，用來當作指紋感應器的啟動開關，以及覆蓋在Home鍵本體的藍寶石水晶，可以保護底下的零件。至于隱藏在Home鍵底下的組件，則包括一片由AuthenTec研發的指紋感應器（蘋果在2012年收購了AuthenTec，并立刻將產品用在來年推出的iPhone 5s），以及用來啟動Home鍵功能的觸摸開關。
當用戶將手指放上Home鍵的瞬間，即使屏幕還沒喚醒，外圍的不銹鋼環就會先偷跑，藉由手指的微電流，一邊觸發底下的指紋感應器，一邊啟動電場，再傳送極微小的電流到用戶的指頭執行電容機制，以比對用戶的指紋。
在這個過程中，藍寶石水晶的保護片具有重要的意義。一方面這片硬度僅次于鉆石的晶體，長期下來能夠保持Home鍵的平整，確保電流傳遞不會因為表面導電層的磨損而影響指紋感應器的準度，另一方面，這樣的高硬度，也能確保蘋果在維持表面防護力的前提下，盡可能減少保護層的厚度，讓手指更接近指紋感應器，以因應AuthenTec指紋感應器電場較弱、不能穿透太厚的保護層以感應手指的問題，這也是蘋果采用介電常數也優于玻璃的藍寶石水晶玻璃，而且盡可能把厚度降低，據了解AppleTouch ID覆蓋的藍寶石水晶玻璃的厚度不到1mm。
接著當用戶的指頭出力按下Home鍵、喚醒屏幕后，由于TouchID已經抓準按下Home鍵前的空檔預先辨識，因此用戶會在體驗上，得到解鎖反應很快的小錯覺，提升滿意度。有趣的是，這樣的機制也產生了一項副作用──在速度快上一倍的第二代TouchID上（搭載于iPhone 6s），由于多了一小段偷跑的時間差，反而給了用戶解鎖速度太快的負擔。
而蘋果對此的軟件解決方案，則是在iOS10增設了拿起iPhone屏幕便會自動喚醒的功能（A9處理器與后續機種限定），讓用戶體驗一段完整的指紋辨識過程，在提升使用者體驗之余，也親手解除為了提升體驗、在較慢的第一代TouchID上創造的小錯覺。
在屏幕上整合TouchID的困難
觀察現有的TouchID機制上不難發現，蘋果即便有意改變設計，在屏幕上整合指紋辨識，將會立即遇到幾項困難。
首先，現有的TouchID設計需要一個實體的金屬環來創造電場，以快速啟動指紋感應器，然而現行iPhone屏幕的表面玻璃并不具備這樣的功能與設計空間。即使蘋果透過屏幕自動喚醒等其他技術來觸發感應器，在沒有其他更明顯的好處下，蘋果其實沒必要以多余的能耗來交換這項新設計。
第二項困難，是除了實體金屬，TouchID還需要藍寶石水晶來維護導電層，如果面板全面采用藍寶石水晶玻璃，目前蘋果手邊仍沒有完整的藍寶石供應鏈可應付iPhone的全年出貨所需的整機，加上TouchID為了維持導電所以用上了厚度只有1mm的藍寶石水晶，如果面板的厚度對硬度夠，但卻有著易碎的問題，如果真的要做成面板恐怕會引發更多的問題。
而第三個難處，則是目前的iPhone除了LED顯示器，還要加上一整層電容感應器，來測量3DTouch的按壓力道，也必須騰出空間給Taptic Engine，以創造3DTouch的回饋。總總設計都讓人難以想象，在持續想把手機做薄的前提下，蘋果會在這樣擁擠的屏幕底下，再加上一塊突出的指紋感應器，就為了創造“TouchID虛擬化”的行銷熱點。
移除實體Home鍵等同重新設計
此外，相比在推出iPhone 5s的前一年有收購AuthenTec的大動作（總額3.56億美元），蘋果既沒有明顯的征兆會回頭使用自家在2008年推出的專利技術，也不太可能和LG簽約訂購只推出不滿半年的感應技術。與此同時，不論在硬件上或軟件上，蘋果都仍然在針對現有的TouchID方案進行優化，包括推出第二代感應器，以及在iOS10改善原本的指紋辨識流程。
依照現有TouchID組件在供應鏈上的成熟，蘋果短期內較合適的方案，應該還是增加出貨量、壓低成本，將第二代TouchID安裝到更多iOS設備，并減少第一代Touch ID的庫存（iPhone SE對此幫助良多），而不是試驗更困難的工程技術。
值得一提的是，盡管蘋果不乏為了更好的產品體驗而打磨新技術的歷史，例如為了讓Mac的FaceTime提示燈平時更隱蔽，而研發成果細微到肉眼幾乎看不見的激光鉆孔技術，在iPhone上除移實體TouchID，已經象征蘋果必須更深層地改造iPhone的工業設計，以及用戶體驗。例如在最基本的層面上，要引導用戶如何在屏幕上解鎖，便需要新的UI方案。而對視障人士而言，一片略微凹陷的實體Home鍵，其實是一項極直覺的操作工具，能夠快速使用Siri，或是VoiceOver，然而若改用新的虛擬Home鍵，代表蘋果必須重新設計這些輔助功能。
此外，將TouchID全面虛擬化，更涉及到軟件層面，復雜化原本直接配對A系列處理器的硬件加密。該如何維護加密時的安全性，設計iOS系統失靈、宕機時的解鎖方案，都將是一道道難關。同時若移除Home鍵這個經典設計，也等同蘋果產品在工業設計語言上的轉變，對于后喬布斯時代的蘋果設計師，也是一項巨大的挑戰。總體來說，我們認為蘋果在短期內，在屏幕上整合TouchID，機會應該是較小的。
可能的新Home鍵
回過頭來，蘋果有沒有可能在iPhone推出Home鍵2.0？在現有設計上較有可能的方案，應該是把Home鍵整合進3D Touch，連動安裝在手機下半部的Taptic Engine，將Home鍵轉型為類似MacBook觸摸板上的Force Touch，創造震動的效果，如果真能模擬到如此，有金屬環的home鍵。
編輯：admin 最后修改時間：2018-01-05
