自2007年iPhone初代发布到现在已经十七年了,相比起那艺术般的外观设计,发布会上乔布斯在demo环节用双指捏合缩放照片的那一刻,更令我感到震撼,因为他手中的这台设备似乎拥有了生命和自己的灵魂。
随后的数年中,围绕多点触控诞生了无数个经典游戏,例如水果忍者、狂野飙车、真实赛车、无尽之剑等。这些游戏陪伴我度过日日夜夜,它们让我感到不可思议也让我感动流涕,在2024年的节点回过头看,那几年或许是属于移动端游戏的黄金时代。而能够造就移动端游戏的“黄金时代”以及奠定未来智能手机世界的正是multi-touch多点触控。本篇文章就让我们去探究一下Multi-touch背后的故事吧!
智能手机发展了十几年,我们早已对手机和平板电脑,甚至是许多显示器上的触摸手势操作轻车熟路,彷佛任何一块屏幕自然而然就应该有这些功能。让我们把时间拨回2005年,彼时的世界和如今大相径庭,神舟六号发射成功,英国还没脱欧,经济还在欣欣向荣。那一年我刚读小学一年级,而我现在教的很多学生甚至还没出生。那时候几乎所有的可触摸式屏幕都是单点触控。那么什么是单点触控呢?单点触控,就是只能识别和支持每次一个手指的触控、点击,若同时有两个以上的点被触碰,就不能做出正确反应。很多医院、图书馆等的大厅都有这种触控技术的电脑。那时候大多数支持触摸屏的手机、MP3、数码相机也基本上是采用这种单点触控技术。 即便是到现在,在许多公共场所使用的电子屏幕设备也仍然是单点触控。
单点触控这种屏幕在当时为用户界面能够带来三大好处,一是设备设计空间得到优化,特别有利于小型设备,因其能在同一区域内同时“安装”屏幕和按钮; 二是由于按钮能绑定于操作系统中的任意应用,所以设备使用的“按钮”可以达到无限多个。第三是即使戴上手套也能够正常操作点击屏幕。上述功能主要建立在电阻式触摸屏技术基础之上,在消费电子产品、工业、POS终端和车载GPS系统等各种应用中都得到了广泛推广。
多点触控是相对于单点触控而言的,多点触控可以对超过一个点,甚至更多点的同时触控进行识别并作出相应反应,而其也是基于电容式屏幕技术。尽管单点触摸屏和电阻式触摸屏技术颇具革命意义,但其还是有两大缺点无法克服:一是电阻式技术依赖于触摸屏的物理运动,尽管影响不大,但经过正常的磨损老化后,性能就会下降。例子可以参考医院银行中老旧的触屏机器,甚至是我们以前使用过的MP4; 二是这种技术只支持单点触摸,也就是一次只能用一个手指在屏幕的某个区域做单一动作。而多点触控的出现,尤其是在手机和平板电脑之上的应用,则是为人类的双手提供了更多的创造想象的空间。
那么这一项足以媲美鼠标键盘一般革命性的人机交互技术,是苹果公司或者说是乔布斯发明的吗?并不是。这项技术最早的诞生要追溯到上个世纪,1982年AT&T通信公司成立的贝尔实验室里的鲍勃·鲍伊(Bob Boie)开发了一个可以识别多点触控输入的透明电容式触控屏,而这被认为是多点触控技术的早期原型。同年贝尔实验室发表了首份探讨触控技术的学术文献。在 1983 年的时候,就像我们现在会探索许多重要的技术该如何应用一样,多点触控界面最开始似乎是被认为是为了在电脑上创造音乐而存在的。想要在计算机上创造音乐,一个单一的触控界面是不合适的,所以这群看起来很爱音乐的科学家们开始着手解决这个问题,然后他们创造出一个传感器框架,他们要通过一个多点触控界面来解决这个问题。后来,史蒂夫·乔布斯还在卡内基梅隆大学的多点触控 NDA(保密协议) 上签名。而这次访问和NDA 签署对苹果在过去十年中关于多点触控专利申请都产生了影响,并且还相继引发了一些问题,当然这是后话了。
而到了1999年, Fingerworks的纽瓦克公司的经营者和特拉华大学学者约翰埃利亚斯、鲁尼韦斯特曼,生产了多点触控产品包括iGesture板和多点触控键盘。而这个公司于2005年被苹果公司收购,成为实现初代iPhone多点触控屏幕过程中最为关键的一环。
最初Fingerworks的键盘实际上是韦恩·维斯特曼(Wayne Westerman)发明的。据说是他在读博士期间电脑使用得太多以至于伤了手,几乎没法敲正常的键盘。于是他一怒之下转而研究人体工学键盘,利用多点触控技术做出了新型的平板键盘。这种键盘的面板上任何位置都可以接收输入,而且可以同时接收多个输入,从而允许用户操作时有很大自由度,不像传统键盘那样逼着你摆出一个并不舒服的姿势。同时,配合软件驱动,这种键盘甚至还可以识别各种手势,例如,几个指头同时接触面板,然后顺时针旋转,就像生活中打开瓶盖那样。多年以后,我们会在iPad上进行同样的手势操作。而实际上早在上个世纪,这些多任务手势操作就得以实现。同时维斯特曼就靠这个技术拿到了博士学位,然后和他的导师约翰·以利亚斯(John Elias)教授一起开了一家专门生产这种键盘的公司,也就是FingerWorks公司。
不过,FingerWorks前几年的发展却并不顺利。在90年代末,那时流行的触屏产品主要是液晶类的单点触控技术,多点触控技术的发明在当时的硬件条件下还难以做出真正成熟且廉价的产品。2000年时的FingerWorks和很多初创企业一样,还在为公司到底做出什么样的产品和如何融资而发愁。偶然的机会,他们在一次投资人会议上遇到了一位精于商业运营的投资人杰夫怀特(Jeff White),后者在看了他们的技术演示及专利情况后提出加入,并许诺可以帮助他们盈利,条件是由自己负责公司管理和运营。于是在Jeff White的操持下,FingerWorks公司与IBM、微软、苹果等企业开始了接洽。
而苹果在当时正在开发为Mac台式电脑设计的触控板产品Trackpad,FingerWorks的出现正中其下怀,再进一步了解该公司的产品细节后,苹果还意识到多点触控在手机上也可以有广阔的应用。此时苹果已经在秘密进行研发初代iPhone,最初的时候,苹果并没有考虑触控屏幕。团队想把 iPod 变成一个手机,做出了一个带旋转拨号键盘的iPod,代号为Purple1。而斯科特福斯特尔介入了这一项目后,同一时间了解到了fingerworks公司的产品,立马意识到可以做出一款全触控屏的产品。于是在了解FingerWorks的专利布局情况之后,2005年苹果完成了对FingerWorks的收购,全触控屏的P2项目正式启动。
2005 年苹果收购 FingerWorks 时,是连技术带人一起买的,所以 FingerWorks 的两个创始人维斯特曼和以利亚斯都要为苹果服务。维斯特曼搬到加州去了,而以利亚斯则继续住在他在特拉华州的家里,为苹果远程工作。以利亚斯是特拉华大学的正教授,是拿到终身教职的,所以,按学校规定,他最多可以离开学校两年而不需要放弃终身教职。但是到了 2007 年,两年假期就要结束了,以利亚斯向系里提出特别申请,说他在苹果有重要工作还没有完成,需要申请再离开学校一年。系里的教授们讨论之后,破例允许他延长了一年假期。然而又过了一年,以利亚斯表示他在苹果的工作还是没有完成。虽然彼时的iPhone已经发布,但iPad项目已悄然开始准备。这一回学校没有同意让他继续延长假期。最终,以利亚斯教授选择了放弃他在特拉华大学的终身教职而继续为苹果工作。或许在他看来,这是人生中难得一见的极具价值的事情。
两年后的2007年1月,乔布斯对外发布了第一代iPhone,多点触控技术也成为这款手机最引人注意的技术亮点之一。谁也无法想到,乔布斯站在舞台上用手指操作初代iPhone的场景,竟会是未来十几年里全人类使用智能设备的缩影。而三年后,一块更为巨大的多点触控屏幕的发布,更是刷新了后来十年大家对于“电脑”的认知,时至今日这块叫做“iPad”的多点触控屏幕仍然霸占着平板电脑的王座,居高临下。
近几年苹果公司的创新乏善可陈,Vision Pro的推出以及全新的“拿捏触控”操作体系或许算得上一个亮点,同时国区仍未解禁的苹果智能Apple Intelligence依旧保留了一些想象空间。只是不知道这些新时代的果式创新还能不能再次重新定义下一个十年的人机交互方式。