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設計無處不在(五)

lemongrass

2014-11-23

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30 分鐘

Apple 產(chǎn)品中的接縫

這兩個鼠標有什么不同，內(nèi)部元件和結(jié)構(gòu)并沒有太大的不一樣。但是接縫變了，Lisa 鼠標的接縫是看不到的，和后來的 Apple 產(chǎn)品看上去差不多，但是背后的思想完全是相反的，Lisa 鼠標只是延續(xù)了 Xerox 的設計，Xerox Alto?（三鍵）和Xerox Star?（兩鍵）都是如此的形式，如果再往回追溯，第一只生產(chǎn)的鼠標和第一只發(fā)明的鼠標都是這樣的，它們內(nèi)部有不同，但是當他們構(gòu)建成一個產(chǎn)品的時候，有些邏輯是一樣的，這些邏輯也表現(xiàn)在后來的鼠標中，但是前后不一樣的兩種制作物品的形態(tài)是，投入設計的密度不一樣，當它主要還是實驗室的產(chǎn)品時，并不需太在乎它的外在形式。Lisa 鼠標看起來就是一個罩殼，由于注塑的拔模角考慮，它就是一個梯型，這讓其看上去很原始，沒有人類的制作痕跡，而只是觀念上的不在乎成型的產(chǎn)品。當然如果從具體的設計來說，會有更詳細的故事，Douglas Dayton 在當時畫了很多草圖做了很多模型，肯定不會是都像最終 Lisa 鼠標那個樣子，不過我們這是從歷史研究的角度來看，重視的是從 Lisa 到 Macintosh 的進化程度。Macintosh 鼠標就將接縫移了上來，從使用者的角度可以看到它，也就能夠意識到它是如何裝配組建起來的，而且下部有了收縮，從視覺的角度來說也是體驗良好，我們把接縫稱作是設計的蹤跡以及人類制作的痕跡，從這個鼠標的前后比較中你或許會體驗到。兩者的差別與 Lisa 使用的是很重的鋼球（后來因為噪音在鋼球上覆蓋了橡膠）而 Macintosh 使用的是橡膠球也有關系。

接下來的 ADB 和 ADB II 鼠標，接縫向上移動，這種變動可能有結(jié)構(gòu)功能上的考慮，可能就是一種選擇，因為此后的鼠標包括我們現(xiàn)在使用的很多鼠標都是如此，接縫在上上下下都有，累積著灰塵還不易清洗，雖然它清晰地展露了它的制成邏輯。

?Apple Mighty Mouse 就將側(cè)面可視的接縫向下移動了，與 Lisa 鼠標不一樣的是這是刻意的，為了讓鼠標有一個單一純粹的整體感，使用更復雜的模具以及后續(xù)工藝對分模線進行打磨，但是刻意去隱藏接縫并不是一件容易的事，Apple 也不會隨隨便便去完成它。你可以從這個拆解中看到，這個 Mighty Mouse 的殼體由4部分組成，從上到下分別是：越過分模線后有形體收縮的上殼，緊挨上殼的環(huán)形圈A，環(huán)形圈A與下殼之間的環(huán)形圈B和下殼，另外兩側(cè)的按鍵是和下殼先組裝在一起的，與開始的鼠標設計相比，設計也就是制造的邏輯又加深了。

而 Magic Mouse 接縫又回到上面來了，因為這是個沒有按鍵的多點觸摸鼠標，人的所有操作都是在表面完成，因為殼體在人的操作時沒有物理運動，所以需要強調(diào)的是表面，Mighty Mouse 雖然也可以看作是無縫的表面，但是實際上它還不是，它不僅有三個按鍵的空位，同時它還是“殼體”的概念，而 Magic Mouse 則不是一個殼體，的確是一個表面，你可以從?iFixit 的拆解中清楚地看到，其實你也可以在上圖中，也就是使用者的角度看到，那就是上表面的厚度（如果你想清晰比較，可以看這張圖），這個厚度已經(jīng)是一般（注塑）殼體壁厚的3倍了。更進一步的是，這個有厚度的一整塊表面與一塊唇型的塑料件緊密貼合在一起（膠水粘合），然后與電池艙塑料件貼合，我們從上圖看到的下殼是與電池艙塑料件貼合的，當然還有電池艙的蓋子，所以我們看到的接縫其實不是接縫，而是一段空間，它不是兩個結(jié)構(gòu)件碰到一起形成的無法回避的縫隙，而是經(jīng)過設計將縫隙用空間進行遮蓋，我們從上圖看到的上下殼它們之間的裝配關系是間接的。

這和“美工縫”異曲同工。

?美工縫其實并不是產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設計中才有的概念，平時最常見的倒在其他地方，也是隨處可見，比如衣服，凡是邊緣以及兩塊布料的縫合處，都可以看到裝飾性的縫合工藝，因為你不能直接就在裁剪過的邊緣縫制，否則邊緣的就會散開，同時也不好看，所以要把布料向看不見的方向折，后者更復雜的就是襯一塊布料，并且縫制的花紋最好起裝飾作用，在其他領域的裝訂上也是如此，現(xiàn)在連移動設備的 App 的界面上都到處是這種裝飾縫了。

美工縫類似，因為現(xiàn)實中產(chǎn)品或零件的邊緣基本都很粗糙，所以當上下殼零件貼合的時候，它是不平整的，所以如果這樣裝配就非常難看，為了修正它的視覺感受，就干脆把接縫做大（如上圖B所示），這樣在人眼看來上下殼就是均勻組裝了，因為無法分辨了。和縫制布料一樣，圍繞著這條縫隙可以有各種手段來處理，比如在縫隙周圍再豁出平面，或者打磨出一條帶狀的飾條等等。

這些都可以稱心思，是人制作物品在實現(xiàn)基礎之后的追求。

與“美工縫”相隨的一般會有拔模角，就像上圖的紅線所示的下殼，按理論設計來說豎直的部分應該是垂直的，然而因為它需要在模具腔內(nèi)脫落而不是卡在模具內(nèi)，那么它應該有一個微小的角度，比如3度左右，這樣帶來的結(jié)果是產(chǎn)品的側(cè)面（沿模具腔壁脫落方向）不是豎直的平面，可能是梯形比如 Lisa 鼠標那樣，而當接縫在中間時，那么就是腰鼓形，如果你仔細去看周圍的東西，很容易發(fā)現(xiàn)。那么在拔模角上如何花心思，一種方法就是用設計來掩飾，比如用明白的傾斜的面替代垂直的面的設計，另外一個就是像 Apple 那樣，不被這些普通的通用的妥協(xié)的工藝所限制（”Steve Jobs: A Biography” 中寫道，當 Steve Jobs 剛開始做 NeXT 時，他就在意拔模角，不惜成本在模具上加大投入[那是1985年]，為了追求完美的正方體 Cube）。

在非 Unibody 的筆記本上 Apple 處理接縫的方式，右一是2009年推出的塑料 MacBook，雖然 Apple 稱它為 Unibody 但其實它是注塑而成，它處理接縫的方式和上面說的 Mighty Mouse 一樣的手法，把接縫放到看不到的底下，并采用打磨分模線的方式作出一體感（截面最大處在內(nèi)部而不在開口處）。中間是 Unibody 前的塑料 MacBook，處理接縫方式最簡單，直接搭接，由于兩個殼體直接連接縫隙不可避免，甚至會出現(xiàn)不均勻分布，而這里 Apple 把鍵盤面板搭在底殼圍墻上，高出一點。最左邊的是此前鋁合金款 MacBook Pro 和 PowerBook（此圖來自這），同樣在鍵盤面板的四周交接，由于金屬和金屬的交接即使用精加工可以做到貼合精密，但不能避免金屬有鋒利的邊緣，所以 Apple 使用了一圈塑料條進行鑲嵌和搭接，塑料條與鍵盤面板是精密鏈接的，它們組成的組件和下殼就行裝配，也就是拆卸的時候從側(cè)面的接縫開始，這樣不僅可以讓平時人眼看到的保持細小接縫，而且即使出現(xiàn)縫隙也不破壞整體（大的縫隙如果出現(xiàn)在拆卸處，那么感覺上就是破了）。

除了 Unibody 以及分模線處理，Apple 還有一些通過工藝與設計的處理來追求精細的接縫設計，左一為 iPod mini，采用鋁擠成型，機身外殼就是一個筒形，所以接縫分配在上下兩頭。而第一代的 iPod Shuffle 則是通過二次注塑成型（第一代的 iPod 也是使用了二次注塑，讓白色外有一層透明層），這樣不僅可以去掉接縫而且可以做到0度拔模角，使其成為一個理想的長方體。Unibody 前的 Mac mini 與 iPod mini 類似，采用鋁擠型作為四周的圍合，而上表面可以通過修飾達到很好的接縫。iMac 的下巴處是通過激光焊接上去，然后再加工，與沖壓成型的背殼（背部+四周）連接在一起如同一體成型一般。Apple Remote 則是通過在一條實心鋁條上開鑿聯(lián)通的空洞，而后放入小巧的功能元件，它是目前 Apple 產(chǎn)品中最具實體感的，因為它已經(jīng)不具有殼體的概念了，但我們這里還是將它歸屬于殼體類器物。

來自維基百科的一張圖，幾代 Apple 的充電器，看著這幅圖，你就可以體會到接縫在人認知一個物品和一個設計時是何等的重要。當接縫出現(xiàn)于正中間是最扎眼的，即使你意識中并沒有去明確的指出，它似乎開門見山的告訴人們它就是這樣直接設計與制造的，但是，看著前三個，如果不改變形狀和工藝，由你來重新排布接縫的位置，除了正中間似乎還是很難找到合適的地方。

接縫的位置能決定一個產(chǎn)品的整體形象，試想如果第一代 iPod 也罷接縫放在中間位置會是怎樣？或者再往上移一點，讓前面板更薄會是如何？它將會有很大的改變，因為這不只是比例的問題，它牽涉到了產(chǎn)品的制成邏輯。上圖左從上到下依次為 iPod 4代、3代和1代，中間上為 iPod nano 3代下為 iPod 1代，右邊為 iPod 5.5代（2006年，比5代薄了）、5代和4代，而后的 iPod classic 相比5.5代前面板更薄并采用鋁，這個更薄的前面板就和 Magic Mouse 的上蓋一樣，它不再具有殼體的樣子了，而像一塊厚的實心材料覆蓋其上（外邊緣厚度為 1.85 mm），事實也的確如此，請看?iFixit 的拆解（或只看這張圖），邊緣的厚度超出常見的壁厚，但又不超出一塊實心材料的感覺，厚度再大就成為了殼體的四周圍合了，再加上邊緣弧度的強化，使得這個前面板的側(cè)面成為接縫的強化，如上面說的美工縫，使得 iPod classic 看上去非常精致（借用前面提到的一個詞就是：neatly）。你可以在 Flickr 上搜索看看別人拍的照片，比如來自?Engadget?的這張：

精致的接縫可以透露出其內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及產(chǎn)品的制造品質(zhì)，制造品質(zhì)是什么，并不是使用高級的機器優(yōu)質(zhì)的材料就可以了，一切都是來自于人，雖然現(xiàn)在很多實際的制作都有機器來實現(xiàn)，但是貫穿始終的，始終是人的操控，制造品質(zhì)的本質(zhì)是由人決定的，它們也是產(chǎn)品上的人工的痕跡，設計的蹤跡。

當設計師說制造品質(zhì)的時候，基本會覺得與自己無關，那是工廠的事，再什么也是結(jié)構(gòu)工程師的事，其實不然，因為消費者可以感受到制造品質(zhì)，既然消費者能感受到，設計師就不能有任何推脫。更何況，如果你將設計與制造品質(zhì)脫鉤，也就是遠離制造，那么人的操控就不存在了，使用者在其上獲取不了人工的痕跡，產(chǎn)品就成為了機器的產(chǎn)物而不是人工制品，那么，這個產(chǎn)品不是自然物也不是人工制品但人還是介入了，它就像垃圾和屎。

在”Steve Jobs: A Biography” 書中 Jonathan Ive 談到簡潔（Simplicity）時說到：“The better way is to go deeper with the simplicity, to understand everything about it and how its manufactured. You have to deeply understand the essence of a product in order to be able to get rid of the parts that are not essential.” 深入“簡潔”最好的方式就是理解產(chǎn)品的一切和它是怎樣制造的，你必須深入理解產(chǎn)品的本質(zhì)，為了剔除那些它身上不是本質(zhì)的部分。書中這段話說之后到，Apple 設計產(chǎn)品的過程完全與它是如何工程設計和如何生產(chǎn)相連的。

這本傳記中寫到了 iPhone 的設計被推到重來的事，Steve Jobs 夜不能寐，不喜歡當時 iPhone 的設計，最初機身的設計搶了屏幕的風頭，而它應該以屏幕為主，按描述應該比較偏當時市場上的手機，Jobs 就叫停已進行了9個月的設計，并說了幾句很有畫面感的話：“我們所有人都必須用晚上和周末的時間來工作，如果你想，我們可以分發(fā)一些槍，你現(xiàn)在就可以殺了我?！弊罱K的設計就是我們看到的，不銹鋼的邊框、屏幕和后殼，緊密貼合。

iPhone 3G （包括 iPhone 3GS）和 iPhone （指第一代）有什么不一樣？差異是非常明顯的，最明顯的是 iPhone 3G 背殼是完整、有弧度和塑料的，而 iPhone 的背殼大部分是鋁殼，天線部分是塑料，這中統(tǒng)一和分裂給人帶來的體驗差別是非常大的，盡管有材料上的不同，相比較而言 iPhone 3G 更精致。但是 iPhone 3G 更精致的原因遠遠不只這些，iPhone 笨重和 iPhone 3G 的秀氣，不銹鋼的邊框占有很大的作用，一代的邊框感覺很大。兩者邊框的高度是一樣的都是 2.5 mm，但是由于四周曲線的弧度不一樣（一代更突更飽滿），所以反應在正面就尺寸差很多，相差有 0.6 mm （指邊框斜面在正視圖投影的尺寸差距），而正面那圈平坦的跑道，iPhone 3G 又小 0.1 mm，這樣在邊框一側(cè)就相差 0.7 mm。但不只這，iPhone 3G 在尺寸上還有大一號，在高度上只大 0.3 mm，而寬度上大了 1.4 mm，所以如果看了 iPhone 3G 之后再去看一代 iPhone，那么后者的粗曠可想而知。[1]

但是還有不一樣，雖然不起眼，但是也帶來不小的影響?？梢员容^上面那張圖（圖片都來自 Engadget，左來自這，右來自這），兩張圖的比例相差很大，也讓這特征更明顯。你可能先注意到了左圖第一代 iPhone 屏幕邊緣的那道高亮反光，這是屏幕玻璃的斜面，這個斜面的原理等同美工縫，這個斜面是 0.1*45度，也就是在正視圖中的投影距離是 0.1mm，它不僅在第一代 iPhone 上如此，在以后的 iPhone 上都有這個斜面，平時不會注意到它，但是它會影響整體效果的。

比較上面這張圖，還有一個差別就是：接縫。屏幕玻璃與不銹鋼邊框的距離不一樣，現(xiàn)在的手機簡單說是一塊玻璃加一個背殼，那么這個玻璃與外殼的接縫就成為很重要的一條界線。iPhone3G與 iPhone 的接縫又怎樣的差別，差別就是 iPhone 3G 的接縫大多了，也就是 3G 的接縫更明朗化了。為什么會有這樣的變化，一般不是進化是朝著接縫越來越小的方向嗎？首先，我們比較接縫的差別是在放大的情況下，一般使用情況用戶是注意不到，另外這不是指成品的接縫（制造過程帶來的），而是設計的特征，因為 iPhone 3G 的接縫有 0.4 mm 之多，第一代的 iPhone 縫隙是 0.12 mm，不過第一代的圖紙有省略比如玻璃的斜面等，但大致如此。如果仔細看，可以看出第一代 iPhone 的接縫是玻璃到不銹鋼邊框的距離，而 3G 的 0.4 mm 也是玻璃到不銹鋼邊框的距離，不過中間有一條鑲嵌的東西，這一條是什么東西呢？

它叫襯墊。

這兩張圖片來在 Apple 的一份專利 7,933,123 （可在美國專利商標局搜索這個專利號閱讀詳細，它對應的中文專利的申請公布號為 200980119813，如要下載全文只要搜索“專利下載”即可找到很多網(wǎng)站），這份專利就是關于 iPhone 3G（以及3GS）的結(jié)構(gòu)的，上面的圖是舉例示意，并不能完全作為 iPhone 3G 的圖紙，圖中（146）指的就是那一圈襯墊，介于玻璃（62）與不銹鋼邊框（14）之間，右圖是這一部分的放大顯示。襯墊使用軟塑料比如 TPU 等制作而成，作用可以密封防止灰塵進入，起到緩沖作用，防止各種條件下玻璃碰到金屬而發(fā)生破碎，可以在右圖看到襯墊（146）的結(jié)構(gòu)，也可以緩沖玻璃底部和屏幕組件框架的碰撞（為塑料，這個框架是將一些金屬支架和支撐放入注塑模具然后一起成型的）。但襯墊一個很重要的作用是針對視覺的，就是“美工縫”的作用，它可以讓接縫均勻和漂亮，讓整體平實，雖然實際是襯墊要低于玻璃，但有了它的強調(diào)，玻璃和不銹鋼邊框那平坦的跑道很好的統(tǒng)一起來了，它可以讓加工制造以及裝配過程中一些累計的尺寸公差在這中和掉。

那么為什么第一代 iPhone 沒有呢，除了設計的可能外，還有其他的因素，因為第一代 iPhone 和 iPhone 3G 的結(jié)構(gòu)就是不一樣的，可以看 iFixit 的拆解進行比較（一代拆解和?3G 拆解），一代的不銹鋼邊框和屏幕是成為一個組件再與后殼裝配的，而 3G 則是不銹鋼邊框與塑料背殼首先組成一個組件然后與屏幕裝配的，所以相對來說，一代的玻璃與不銹鋼邊框之間的距離可事先控制好，而 3G 則需要在此次完成最主要的裝配。接縫的不同是由兩種不同的制造過程決定的。

第三代 iPod touch 和第一代 iPad 類似 iPhone 3G，在玻璃與金屬之間都有一圈襯墊。

?可你看 iPod touch 4 代，尤其是 iPad 2 時候，你會驚訝，接縫在哪？即使你仔細看都很難找到。從上圖看，右側(cè)的 iPod touch 還是可以見到接縫，但是左側(cè)的 iPad 2 能看到兩種材料的交接，但是沒有縫隙，就像完全貼合在一起一樣，完全不同于 iPhone 3G 那種形式，Apple 在這做了不少工作。

?線框圖是截取了 iPod touch 4代的官方圖紙，不同的元件做了顏色分割，這樣你可以清晰的分辨，圖上有一些間距在實際尺寸中肉眼是分辨不出的，圖上紅色所示的是 iPod touch 的玻璃面板，藍色是圍繞著玻璃面板那一圈很細小的塑料條，綠色為不銹鋼背殼。塑料條是和背殼粘在一起的，也就是說拆解的位置是在塑料條和玻璃之間，這樣塑料條與不銹鋼背殼的接縫就可以消除了。但玻璃和塑料條之間的間距為什么隱藏的這么好？因為交接線就處在形狀的輪廓線處，也就是在視覺上用輪廓線掩蓋了接縫，加上顏色的處理，人眼第一次尋找邊界是被塑料條和金屬背殼的交界線給吸引了，而那處幾乎是完全貼合。另外還有一個很重要的是，在 iPod touch 4代及 iPad 2 上，玻璃面板都是通過膠水粘接到塑料條內(nèi)側(cè)的臺階面上的，沒有其他機械的卡扣，這樣裝配精度得到了很好的保證（可以中和累計的公差），所以你很難分辨出接縫來。詳細結(jié)構(gòu)可以參考 iFixit 的拆解（iPod touch 4代和iPad 2），上圖兩幅實物圖片來自 iFixit。

?iPhone 4 我想它在人類制作物品的歷史會占一個位置[2]，即使不考慮它普及數(shù)量，但從它的設計品質(zhì)就足夠在很長一段時間內(nèi)成為一個標桿。iPhone 4 上的接縫也有不少文章。

iPad 2 的接縫設計帶有點障眼法的意思，iPhone 4 上也有引導，將接縫放在圓弧邊緣，但 iPhone 4 的接縫還是可以實實在在感受到的。從使用者視角說，可以感受到三種也是三條接縫，第一條是屏幕玻璃和屏幕組件邊框之間的接縫，第二條是屏幕組件即上殼與不銹鋼框架之間的接縫，第三條是不銹鋼框架上的塑料隔斷，實際上第三條接縫可以有兩種視角，一種是隔斷是不銹鋼框架之間的接縫，另外一種是塑料與金屬之間的接縫，我們這里取后一種。我們補充顯微的角度而是從人的極限視覺去分析這三種接縫，第一條接縫是實實在在的，雖然很細，但是你可以看到，一定會有而且也必須得有，比如需要跑內(nèi)部的氣體等功能上的需求。第二條因為也是兩種材料的經(jīng)過機械裝配相接，那么它肯定有接縫，但是從視覺上來說，它不能算接縫，因為不存在視覺上可識別的縫隙，上下框架的面是與不銹鋼框架的面貼合的。第三條它已經(jīng)不能算接縫了，因為通過共模注塑或覆蓋式注塑（overmolding）從一般的理解上這兩種材料是一體的，超越膠水粘接的程度。

?iPhone 4 屏幕玻璃與屏幕組件框架的接縫，它與 iPad 2 以及 iPhone 3G 的接縫又不一樣了，看上去可能與第一代 iPhone 相似，但由于材料不同，所以結(jié)構(gòu)也不同，它可以把接縫做到很小。屏幕玻璃邊緣同樣還有 0.1 mm 的斜面，在圖紙上，玻璃與屏幕組件框架是直接貼合在一起的，也就是它的接縫不再設計內(nèi)但是在公差控制中，比如它在一個等級內(nèi)（0.1 mm 內(nèi)），這個縫隙可大可小。為什么可以做這樣小，那是因為材料，如果是金屬的話，那么就要考慮到玻璃碰到金屬時的損傷，另外還有一個重要的是材料隨溫度變化帶來的形變即 CTE （熱線性膨脹系數(shù)），這樣就會影響到接縫。而 iPhone 4 的屏幕組件框架，即塑料部分使用的是一種強化聚芳基酰胺（Apple 在中國申請的專利 201010608849），它的 CTE 與玻璃相近。