3D Touch：究竟是革命，還是噱頭？

iPhone 6s 推出後，3D Touch 及其背後的壓力感應螢幕，頓時成為媒體、消費者和開發者關注的重點。知名繪畫應用程式《Paper》的開發者 Georg Petschnigg 接受 Wired 訪問時，就把 3D Touch 稱為「介面革命的開始」：

「選取對象」這個動作將會改變：我們將會在已知的工具層，將會有一個完全不同的表達維度（Dimension）⋯⋯假設你想在我們的圖表工具（Diagram tools）裡，拿起、複製或是貼上一個圖案，體驗將會變得完全不同⋯⋯

然而，不少使用者卻並不買 iPhone 的帳，部份人酸溜溜的諷刺 3D Touch 做「蘋果再次發明右鍵」，也有媒體如 Fortune 的編輯 Jason Cipriani 就說：

我覺得這個技術是個有用的新功能，或者應該說：3D Touch 的出現，一直理所當然地被視為很好用的新功能──雖然，它還需要更多的時間去發現和挖掘其真正潛力。但目前就我所見，它無論在功能上和實際上⋯⋯只是一個沒用的新功能。

無疑，手機上使用壓力感應螢幕算是個新鮮事物，但壓力感應本身並不是。Wacom 早就在專業市場上大量使用「筆壓感應」技術來說，但即使專業人士對壓力感應系列的產品有多重視，但它們在消費電子產品市場上就一直紅不了，最少， Galaxy Note 也沒能讓 Wacom 筆壓感應技術，成為像多點觸控一樣不可或缺的功能。

但為什麼 3D Touch 出現後，大家才發現「新維度」的潛力？又或僅僅是果粉的一廂情願？

人文與科技的十字路口

最少對於蘋果（Apple）來說，3D Touch、不，是壓力感應螢幕，一直都不是關鍵所在：它們的壓力感壓螢幕技術早在 2013 年已研發成功。然而，如何達成「感應壓力」是一個技術上問題，但如何透過壓力感應來進行人機互動，其實才是蘋果一直糾纏了 3 年的「人文與科技的十字路口」。

先前 Bloomberg 採訪蘋果的高層時，他們就表示已為 3D Touch 工作了「很多很多年」（multi, multi, multi years），蘋果軟體技術高級副總裁 Craig Federighi 就表示：

3D Touch 並不像我們看上去那樣，只要計算好在 iPhone 螢幕上的力度就可以了，還要考慮到使用者是用哪一根手指丶以什麼樣的方位來對螢幕施加壓力。

蘋果除了要如何讓螢幕感應壓力之外，更要考慮如何讓使用者「感應」螢幕的「壓力」，那就是 Taptic Engine 的源起。要知道透過振動來為觸控螢幕進行「人機交換」，絕不是新鮮事物：2009 年南韓的手持行動裝置 Viliv S5 ，當觸控時會透過轉子振動來提示使用者在排版，但筆者親試後覺得與現實的按鍵感相差極遠；而 Blackberry 9500 Storm 的透過物理層產生的回饋，能提供較佳的手感，但無形中增加機身厚度，都不是理想的方案。

在 3D Touch 出現之前的 2012 年，其實已有傳聞指蘋果將會在第三代 iPad 上使用觸感回饋的螢幕，但一直拖延到 3 年後，才在 Apple Watch 上首次使用 Taptic Engine：關鍵可能就在於 2013 年蘋果申請的「觸覺回饋」專利，透過橫向振動產生縱向的衝擊波，在沒有增加機身縱向度的情況下，模擬出與滑鼠右鍵極之接近的縱向觸感。普渡大學（Purdue University）的觸感學教授 Hong Tan 就因此高度評價 Taptic Engine 的效果：

這種點擊感與「回彈」（tapped back）十分相似，但據我目前所知 Taptic Engine 實際上是橫向移動⋯⋯這做法十分聰明，因為人類皮膚在感知橫向振動上，會比縱向的振動更敏銳。

故此，蘋果要實現 3D Touch 技術，最大關鍵根本就是「人機互動」。

iOS 7：「立體化」介面的嘗試

蘋果除了在硬體上做了大量優化，系統上的配合其實也早在兩年前發生。如果大家還記得在 2013 年 iOS 7 剛推出時，很多人在說蘋果也要抄襲 Android 而走上扁平化之路時，但當時不少觀察者老早就指出 iOS 的「扁平化」和 Android 的完全不是同一回事。Ars Technica 的編輯 John Siracusa 看完 WWDC 後這樣說：

我挺肯定在 WWDC 台上與 iOS 7 相關的報告者，很有意圖地避免使用「扁平化」一詞。

也許 iOS 7 的確是很有意圖地去掉擬物化（Skeuomophism），它與 Android / Windows 8 很不同的是：它的骨子裡其實是「立體化」。現在讓我們回顧過去，不難發現蘋果當年很可能已經打算為 iPhone 加入 3D Touch，所以在 iOS 7 上加入了大量的立體元素：要知道蘋果取得壓力感應螢幕和觸感回饋的專利，同樣都是 iOS 7 誕生的 2013 年。

我們再看看蘋果官方的介紹片段（下圖），裡面就刻意的表示了 iOS 7 的三個立體圖層：

當時蘋果的宣傳文案這樣形容 iOS 7 的「立體化」：

層次空間，層出不窮，iOS 7 充分利用 iPhone、iPad 和 iPod touch 中蘊藏的技術進一步提升 iOS 的使用體驗。獨具特色且兼備功能性的分層界面有助於營造縱深感，建立層次結構和秩序。半透明效果的運用，讓此情此景的感覺更為美妙。

然後我們再看看著名果粉 John Gruber 在看完 2013 年的 WWDC 時的感受：

iOS 7 的設計仍然基於規律。這仍然是一個很錯綜複雜的系統在工作──一個 Z 軸（註：第三維度）的圖層以合乎邏輯的方式組織。這是對假 3D 效果和素材的一個深層次的減法，但是， iOS 7 的所有事物都是扁平的。這不但在視覺上，也是在邏輯上的三維設計。

從此可見，層次感理應在 iOS 7 的視覺上很重要的地位，但當我們認真留意到研究 iOS 7 時，會發現 iOS 7 除了是通知中心和控制中心之外，我們真正會用到這個立體層次的機會其實一點也不多⋯⋯直至兩年之後的 iPhone 6s ，我們才能更「深入」的理解這個層次。

從上圖可見：當使用者用力按下螢幕，觸動 3D Touch 時，整個應用層看起來好像向下一沉，背景也因為模糊化而模擬淺景深效果，進一步暗示彈出色視窗與背景的「上下位」。我們不妨回想起當天 iOS 7 推出後，eico design 創意總監張卷益的說法：「iOS 7 其中一個核心思想是集合視圖轉換（UI Collection View Transition Layout）」：

而在 iOS 7 中的集合視圖轉換，大都採用了這種以使用者操作焦點為中心的運動方式。其特點為：集合視圖介面的運動基準點或線，不再單一為過去的螢幕中心或邊緣，而是將使用者的操作點或軸，做為介面切換運動的基準點或線。運動路徑也從過去固定路徑的運動，轉變為根據操作點和軸進行移動的動態模式。其意義在於進一步將使用者的操作與介面切換過渡動態進行銜接，引導使用者在不同界面的切換過程中移動視覺焦點。而在過去的大多數介面切換動態中，使用者不得不在每次介面切換完成後，再重新定位自己的視覺焦點。

在 3D Touch 的介面裡，我們明顯見到蘋果有意透過層次等級，來固定使用者的操作焦點，減少使用者在使用 3D Touch 時會因而「迷路」。

但既然蘋果為 3D Touch 花這麼多功夫，為什麼我們仍然覺得它只是「重新發明右鍵」？那是因為要讓使用者感受到 3D Touch 的互動效果，難度仍然超乎想像。

立體互動的難局

所謂的「使用者介面」（User Interface），是人與電腦之間交通的橋樑。使用者要精確地向電腦下達精確的指令，就必須讓使用者確實地知道自己在做什麼。

舉例說，即使是很單純的鍵盤輸入，螢幕上我們要有浮標，讓我們知道我們打字的位置，而鍵盤上的，「J」和「F」鍵也有必須個小凸點，讓我們知道自己手指的位置所在。而在觸控的國度裡，我們可以直接透過視覺和手指，去給我們的互動定位，當中並不需要任何的媒介輔助，所以我們把觸控視為最直觀的人機互動方式。

然而在立體互動下，要進行一個「直觀」的人機互動，遠遠比 2D 環境更為複雜。

由於我們經常接觸螢幕的三維投影，所以我們習慣了透過螢幕理解三維世界，不會留意到在二維與三維之間進行互動是多麼抽像；但如果您是 3D 遊戲的開發者？就知道那是多麼嚴竣的挑戰。在理論上，單維度世界的角度來理解多維度世界是極為困難的，英國作家 Edwin Abbott Abbott 經典著作《Flatland》，就因帶出這個難題而馳名於世。如果大家還不能理解這個難度，可以想像一下：我們在三維世界，如何理解四維世界的觀點？當中所涉及的「超正方體」（Tesseract）的觀念，已屬拓樸學及數學專業領域的嚇人名詞。

人類雖然活在三維世界，但螢幕卻是個二維世界，當使用者在透過螢幕來表達三維時，就必須要透過三維投影來表達，但如果我們要精確理解這第三個維度？單靠三維投射就會開始出現極大的的困難：以下圖為例，我們可以透過三維投射理解它是個立體的控間，但很難用判斷黃色方格「有多深」。而「深度」就是 3D Touch 為我們帶來的新挑戰。

上圖的左方是簡單的三維投射效果，我們基本上不可能判斷黃色小球處於多深的位置；中間的小圖是透過視差（Parallax）的方式來暗示深度，我們可以單憑線條的清晰度（愈近眼前的線條愈清楚，愈遠的愈模糊）我們大家能估計黃色小球的深度；右圖是透過刻度的方式來表現深度，藉此取得最精確的資訊。

人類能感受到深度，是因為人類雙眼在不同角度造成的視差所致；所以感受深度最直觀的方法，自然也是透過視差，這也是蘋果近年積極研發裸眼 3D 技術和操作方法的主要原因。但 iOS 7 所使用的 Parallax Effect，就一路被指讓人目昡，而且我們手持裝置的姿勢經常不同，單透過加速器和陀螺儀計算的角度，不可能永遠與視角一致，所以 Parallax Effect 的裸眼 3D 效果的訊息本來就很不準確，不可能用來做為判斷深度的工具，最多只能做為層次感的單純暗示。

除此之外，3D Touch 模擬視差做成的景深效果，會把所以在焦點以外的系統訊息都排除再外，導致使用情況限制極大。同樣地，如果蘋果加入刻度，無疑可以讓使用者更準確的定位，但是它同時需要很多的訊息來協助：例如賽車遊戲可以透過景物移動速度來暗示彎角深度；Live Photo 可以透過景物的移動速度來暗示按壓力度（力度在螢幕裡也是一種深度），而繪畫 App 也可以透過筆觸大小和顏色深淺來表達更深入的維度。

但系統介面本身已經有大量而複雜的訊息，包括時間、無線訊號、電量及一堆應用程式及 Widget，如果再加入刻度的話，不單使本來讓人目眩的系統介面搞得更難用，使用起來也不夠直觀：您總不能一邊看著力度尺標、一邊按壓吧⋯⋯

人類除了是採用視差來感受深度，另外一個直觀的方式是觸覺：我們可以透過按鍵的回饋力來判斷深度和方向，例如鍵盤的剪刀腳回饋、按鍵上的防磁膠、以致能進一步微調的汽車油門／剎車腳踏等。但是 Taptic Engine 完全不同：一台 iPhone 6s 上就只有一個 Taptic Engine ，所以無論您按壓的是螢幕的左上角或是右下角，帶來的回饋感基本上一樣，振動的仍然是機身下方 Taptic Engine。

Taptic Engine 的單調按壓感，在 Apple Watch 這種小螢幕上是難以察覺的，但在 iPhone 6s Plus 這種大螢幕上是個巨大的難題（這也許是 iPad Pro 不敢加上 3D Touch 的其中一個原因？）：Taptic Engine 不可能分辨你按壓的位置，也不能對你按壓的方向做出不同的觸控回饋，所以，它不可能做出複雜的回饋。而且，亦由於 iPhone 6s 只有一個 Taptic Engine ，所以它是不能同時感知多個縱向維度，換而言之：Taptic Engine 目前不能在多點觸控上使用。故此，休想透過 Taptic Engine 來幫助排版⋯⋯

另一個更大的難題是：Taptic Engine 歸根究底只是一種振動（Vbration），而反一種反作用力。有開發者就留意到 Taptic Engine 的回饋方式只有「Peek」和「Pop」，而並沒有開放回饋的方式，這很大程度可能是因為 Taptic Engine 所能表達的回饋方式十分有限：它始終只能振動，極其量只能模擬一串「上、下、上、下」的點擊感，而不能模擬連貫而不間斷的反作用力（像彈簧的上推力），不足以讓我們有著那種踏著油門腳踏的「深淺自如」觸感。

革命尚未成功

故此目前 iPhone 6s 的 3D Touch ，就只有用帶來介面的層次，而不是讓我們在 iPhone 6s 裡自由穿梭的三維空間，對，亦由於如此， 3D Touch 目前仍然是一個「右鍵」。

但純粹從蘋果在 3D Touch 的人機互動上所付出的努力，我們就能理解蘋果如何企圖重塑人機互動的方法。在 2011 年蘋果既然敢於把 Siri 植入 iOS ，嘗試把自然語言和語音操作當成人機交換的全局思考；這次也敢於透過 3D Touch ，開展 3D 化介面的嘗試，那最少就代表了蘋果對傳統操作方式有破壞性創新的想法。

當然，Siri 由 2011 年推出至今，仍然未能真正讓使用者完全享受到完全的語音互動方式；同樣地，壓力感應誕生至今已有一段時間，但仍然無法普及化，這與立體化介面仍然未成熟有莫大關係；而立體化介面不夠成熟，使用者就更不能習慣新的感知方式，導致新的「互動革命」遲遲也未能出現。但而 iPhone 6s 和 3D Touch 的出現，刺激了大量生產商關注壓力感壓，即使蘋果最後失敗了，但它讓更多的「腦袋」、「眼睛」和「手指」參與這個人機互動的實驗，本身絕不是壞事。

3D Touch 的革命能否成功？這還需看未來廠商的作為，以及開發者如何活用 iPhone 6s 的新功能了。

（本文由《愛范兒》授權轉載；首圖來源：Apple）