从电子技术进步看手机造型设计的发展趋势

摘 要：随着电子技术的飞速发展，在摩尔定律的影响下，手机产品的造型设计越来越趋向于平面化。智能科技的不断进步，使手机的人机交互方式发生了革命性的改变，从而改变了人们的生活方式。在日益发达的电子信息时代，CMF设计成为手机造型设计的重要方法。纵观手机造型的发展历程，技术与艺术的结合才是手机造型得以进化的不竭动力。

关键词：手机；造型设计；电子技术；平面化；CMF

1 摩尔定律与手机产品

摩尔定律是由英特尔创始人之一戈登·摩尔提出来的。其内容为：当价格不变时，集成电路上可容纳的晶体管数量，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。[1]在集成电路微型化迅速发展的今天，电子产品核心部件的体积越来越小，其造型也趋于微型化，使用的方式趋向于智能化，如现在的平板电脑、超薄液晶电视、智能手机、一体式电脑等等。众所周知，手机已经成为人们日常生活中的必备之物，在“摩尔定律”的影响下，手机造型的进化过程中“平面化”的趋势在众多电子产品中表现得最为典型，研究手机的“平面化”发展趋势，对电子产品的造型设计有一定的指导意义。

2 电子技术进步带来的手机造型的平面化趋势

2.1 手机造型的组成部分

手机造型的组成部分一般可以分为：（1）显示屏。（2）电路板。（3）键盘。（4）听筒和话筒。（5）摄像头。（6）电池。（7）充电器，如图1所示。

2.2 整体外观造型的平板化

纵观手机发展史，1876年贝尔发明了电话，从此人类的通讯方式发生了翻天覆地的变化。1983年摩托罗拉推向市场的第一台“砖块”手机，开创了移动通信的历史，这款手机的体积为920cm?，重1100克；1995年摩托罗拉推出了世界第一部翻盖手机摩托罗拉8900，其整体尺寸和重量大大缩小；1998年，西门子SL1088是世界首部滑盖手机，这款手机的体积只有167.7 cm?，净重185克；2002年摩托罗拉V70是第一款旋盖手机；体积只有56 cm?，净重79克；1997年，诺基亚公司的NOKIA 9000，集手机、电脑为一体的全能个人通信设备，这款手机使用LCD屏幕以及QWERTY键盘；2007年苹果公司推出iphone手机，引入多触点显示屏和全新用户界面，让用户手指即可控制iPhone；2013的iPhone5S体积仅为55 cm?，重量为115克。[2]由此可见，手机体积的压缩变化可以说是日新月异。

2.3 人机界面的平面化

人机界面的定义是：一般把机器上实现人与机器互相交流沟通的显示器、控制器称为人机界面、机器上与人的操作有关的实体部分，也是机器的人机界面。[3]手机显示屏幕的发展呈现出平面扩大化趋势。摩托罗拉的第一台“砖块”手机是没有显示屏幕的，在之后的十几年时间里，手机的显示屏幕一直是以黑白两色为主，屏幕的厚度较大；2001年诞生了第一台单色显示手机：诺基亚8250；2000年第一台触屏手机诞生，当时的触屏还是黑白屏幕的模式；2003年，三星S300采用了双屏显示的方式；2007年的第一代苹果iphone手机采用led的多点触控屏幕，手机的屏幕增大至3.5英寸；当今的三星手机的屏幕则增大到5.3英寸甚至更大，市场反应良好。[2]目前的OLED技术研究日渐成熟，手机的屏幕可能实现卷曲、折叠等特性。随着显示技术的发展，手机的显示效果逼真。当前的智能手机基本都是液晶显示屏（LCD），显示的色彩范围也大大增加，屏幕的亮度也趋于自然，人眼注视手机屏幕的视觉效果与观看印刷杂志的效果并无太大差异，对于人眼睛的伤害大大降低。手机操作界面与显示界面呈现一体化趋势。传统的手机键盘是以9个数字为主的模式排列的，之后黑莓手机的全键盘模式引入了电脑的QWERTY键盘大大提高了输入信息的速度。到了现在，虚拟多点触控键盘已经成为主流产品，至此手机的屏幕和操作键盘合二为一了。语音识别、体感控制等新的交互技术正在丰富着手机产品的操作界面。

2.4 电源的平面化

手机的电源主要由电池和充电器两个部分组成。随着技术的发展，手机电源由厚变薄，容量由小变大，重量由重变轻。一直以来，手机电池的体积成为制约手机造型的关键因素，手机电池经历了镍镉电池到镍氢电池再到锂电池，以及今天的聚合物锂离子电池，电池的发展一直都在向着续航能力更强、更加环保的路线前进着。当今的智能手机的应用软件繁多，需要容量更大的电池。一般来说，容量越大，体积就越大，这与手机平面化趋势相矛盾。在黑白屏手机时代，接打电话是主要功能，一块电池可以待机一个星期；在智能手机时代，一天一充电是不可避免的。就目前来说，手机日益增加的应用软件功能与有限的电池容量是手机发展的一个主要矛盾，近些年兴起的移动电源技术弥补了手机电池容量不足的问题。 手机的充电器部分属于外置部件，通过USB接口连接充电，无论是充电器还是移动充电设备，虽然没有增加手机本身的体积，但是增加了人们携带的负担和使用的复杂性。正在发展的无线充电技术必将简化手机的电源部件，无线充电技术主要有电磁感应、无线电波和电磁共振三种方式。电磁感应是比较有前景的技术，其充电原理是：将电流转化为电磁能发射出来，而手机端接收并把磁能转变为电流从而得到稳定的直流为手机充电[4]。

3 电子技术的智能化带来的手机操作方式的革命

3. 人们行为的改变

设计是为了改变人们的生活方式。如果说盛田昭夫的walkman随身听改变了人们听音乐的方式，那么智能手机对于人们生活方式的改变太多太多了，无论你是在公共汽车上、地铁上，还是在会议室、休闲娱乐场所，几乎所有人都在低头摆弄自己的手机。人们花费了一天当中的大量时间在手机上，发微博、看视频、读书、处理文件等工作在4G网络时代下，变得轻松自如。智能手机，正在一步步的改变人们的行为和生活。

3.2 人机交互方式的改变

传统的按键式键盘需要手指去适应键盘的布局，在多点触控技术发展完善的今天，手机的操作方式从单手操作到两手并用，从按键操作到滑动手指。手机的操作方式越来越自然化，更加接近人的本能动作，在下意识中就完成了命令的输入。人与手机的交互方式正朝着“人机合二为一”的方向发展，使用者只需轻轻一点就能得到自己想要的信息，一改往日手机命令层层进入的烦琐步骤。从操作的反馈来看，美国认知心理学家唐纳德·诺曼认为：好用型产品需要良好的信息反馈。[5]“反馈原则”其含义为：向用户提供信息，使用户知道某一操作是否已经完成以及操作所产生的结果。[5]智能手机简化了按键的操作，但是也增加了操作反馈的不准确性，导致误操作的可能性。对于操纵反馈问题的解决，智能手机通过虚拟按钮的震动、按键形状色彩的变化以及按键的声音来提高反馈的准确性。为了防止误操作的发生，通常的做法是增加操作的复杂程度，如增加锁屏按钮，组合式的解锁动作，或者输入密码来解决。

近年来，智能手机的体感与语音识别技术不断完善，操作的方式逐渐符合“自然匹配”的原则。“自然匹配”是指利用物理环境类比和文化标准理念，设计出让用户一看就明白如何使用的产品。[5]智能手机的体感操作技术，是通过人肢体的动作传达特定的语义，[6]用户使用简单的动作就可以完成相应的操作。例如，三星note系列运用了丰富的体感操作，利用手势左右摇摆实现翻页的操作；将手机扣在桌面上可以实现关闭闹铃或拒接来电的操作；选中欲播出的电话号码，只要将其放置耳边即可自动拨打电话；在接打电话的过程中屏幕自动黑屏，当把手机移至眼前屏幕自动亮起；在阅读或长时间注视屏幕的时候，手机前置摄像头可以感知人的眼睛以防止频繁锁屏带来的阅读上的不便。早在2009年的TED演讲中，麻省理工学院的博士生展示了他的产品“第六感”。“第六感”是以智能手机为载体，综合互动投影、多点触控、体感控制等多种新型技术的装置，用户只需要佩戴小型的外置投影设备便可以将手机的操作和显示界面投影到任何能够反光的表面上进行操作。[7]此外，“第六感”运用体感控制技术，通过简单的手势即可完成对手机某些功能的操作。“第六感”标志着智能手机新的设计理念——计算部分和操作部分的分离，利用虚拟现实的技术对产品进行操作，手机的造型设计将趋向于“无”。

3.3 多种功能的整合

“手机”顾名思义，指手上的机器，这一命名完全符合当前的手机特征。起初手机是用来通讯的，基本的功能是接打电话、发送信息，那时候叫做“移动电话”。随着手机Cpu计算功能的强大，智能手机整合了电话、音乐和视频播放、电子商务、银行终端、数码相机、照明、数码扫描……可以说是万能机器了，如图2所示。传统的产品整合设计是指将不同功能的部分进行模块化设计，然后将这些模块整合在一起，从而创造出多功能的整合产品，关键点在于实体的整合。在智能手机时代，手机的运行依托的是计算能力愈来愈强的CPU，智能手机的多功能设计不再是实体的整合设计，而是应用软件“APP”的设计。手机强大取决于应用软件的开发。例如，现在的“条形码、二维码扫描”软件可以提供购物时比质比价的服务。

4 电子技术推动下手机造型设计方法的变革

CMF（Color，Materiaj&Finishing），是指产品的色彩、材质与加工工艺设计，CMF将产品设计的三要素统一起来，通过深入的研究对产品的细节进行处理，从而提升产品的内在品质。[8]在电子技术的推动下，造型的简约设计是目前手机的主要风格，由苹果公司推出的“极简主义”设计风格近年来已风靡全球，成为各大手机企业学习和模仿的对象。纵观国内手机市场，产品同质化现象愈演愈烈，在众多手机品牌中，如果去掉其标志，一般很难区分出各个品牌产品造型上的差异。产品同质化现象是设计缺乏创新的表现，加之山寨手机层出不穷，扰乱了正常的手机市场。因此，CMF设计越来越受到国内企业的重视。传统的手机造型往往可以从结构出发来进行设计，比如滑盖结构、旋转翻盖结构、全键盘结构等。在智能手机时代，单单外观形态的变化已经不足以打动消费者。时尚的色彩和丰富的表面机理足以吸引消费者的眼球，良好的材质触感赋予产品生命力，严谨科学的加工工艺使产品的表面无可挑剔。CMF设计需要设计者首先研究当前的流行色、新的材料和前沿的加工工艺，然后结合消费者的情感需求。[9]从细节上进行设计，如苹果手机按钮的造型设计，做到让人一看就有“想去舔一下”的程度。

5 结语

产品设计的发展史就是一部技术与艺术的结合史，电子技术的进步对手机造型设计产生了深远的影响。在智能科技不断完善，在简约之风盛行的手机造型平面化趋势下，手机造型的同质化现象越来越普遍。各大手机生产厂商在加速产品智能化程度的同时，也要重视产品造型的CMF设计，增加产品的差异化、情感化以及趣味性的表达，这样才能够将艺术与技术完美的结合。

参考文献：

[1] 敖进，胡有慧.工业设计工程基础[M].西南师范大学出版社，2008：53-54.

[2] 温莎.手机史上的十个第一[J].呼和浩特：文苑（萌），2013（6）：30-31.

[3] 阮宝湘.工业设计人机工程[M].机械工业出版社，2010.

[4] 孟庆奎.手机无线充电技术的研究[D].北京邮电大学，2012.

[5] 唐纳德·A·诺曼.好用型设计[M].北京：中信出版社，2007：2-31.

[6] 吴伟和，万巧慧.体感语境下的交互行为设计[J].北京：装饰，2013（6）：104-105.

[7] 杨茂林.从第六感看人机交互的发展方向[J].北京：装饰，2013（6）：102-103.

[8] 仇媛.CMF研究在手机设计开发中的作用[D].南京艺术学院，2009.

[9] 唐纳德·A·诺曼.情感化设计[M].北京：电子工业出版社，2005.

作者简介：金鑫（1984—），男，河南南阳人，硕士，助教，主要研究方向：产品设计与开发。