# HomePod 的设计

HomePod 上市以来受到的评价与 Apple 的宣传相一致，将居家的音乐收听体验提升到了一个全新层级。与 Amazon Echo 和 Google Home 定位不一样，HomePod 首先强调的是音乐，在目前，它的智能与其说体现在语音助手上——发展落后于竞争对手的 Siri，倒不如说通过设备的工具性能表现而出，即对 HomePod 所处的声学环境自动进行分析并制定播放方案，得益于其圆柱形设计及 7 个高音喇叭的环形排列。HomePod 的出色音质除来自独特设计的低高音喇叭外，还依赖于 Apple 的 A8 芯片的实时处理。HomePod 小巧的体型及超出预感的重量，在用户上手的一刻，为其带来一份扎实和可信赖之感。触摸交互操作简单、有限、易记，而继承之 AirPods 的适配体验，“快速又神奇”，已是一个标杆性的设计。

![HomePod](http://www.hi-id.com/atcl/2018/HomePod-Title-201802.jpg)

HomePod 的设计在 Apple 的网站上[只有简短的介绍](https://www.apple.com/homepod/)，以“Beautiful design with a purpose”（有目的的漂亮设计）为小标题，如果说追求词藻且意指暧昧的标题文字并无什么内容含量，那么在具体的介绍中总能传递出一些设计的主要特征。在这个简短介绍中提及了两个设计特征：一个是小于 7 英寸的高度，可以让 HomePod 可以放置家中任何地方；另外一个就是无缝网布，既是为了审美——任何角度都非常漂亮，也是为了声学——它对音乐来说是透明的无阻挡的。

![Echo 2 Google Home Sonos HomePod](http://www.hi-id.com/atcl/2018/Echo2-Google-Home-Sonos-HomePod-201802.jpg)

无缝是 HomePod 最为显著的设计特征，一下让它与其他同类产品的设计区别而开，比如 Sony 的智能音箱 LF-S50G，以及 Amazon Echo，Google Home 以及 Sonos One。如《Apple “无缝”设计之历程》一文所言，无缝不仅仅是指字面意义上的，诸如装配缝隙或者制造加工留下的痕迹，无缝更重要的意义在于从现象层面去探讨，用户看到 Amazon Echo，Google Home，Sonos 与 HomePod，并不会直接地注意到哪个有缝隙哪个无缝隙，而是一个整体形象，这个整体形象的塑造——是否具有一体性——需要无缝的支撑。

Amazon Echo 2 从纯工具性和设备化的第一代 Echo 设计上作出改进，减低了高度，去掉了顶部的一条接缝，并且增加了具有不同材质选择的罩壳，诸如木纹和布纹，使其能够更加融入家居环境也能削弱它的工具感，Amazon 采取的设计和处理手段仍是程式化，即普遍的手段，并没有在工艺上作出突破，也没有在整体形象的塑造上有更进一层的追求，加上一圈 LED 灯效的设计以及顶部物理按键及直接安置的麦克风，Amazon Echo 2 仍然是一个工具和设备。Google Home 则直白地表达了对识别性的追求，所以设计了一个独特的几何形态，而斜面的设计一方面指示着喇叭的朝向，一方面也能方便手指交互操作（尽管对于一个智能语音设备来说并非主要），从这一点来说这个几何形态的设计并非过于任意化。但是从 [Google Home 的拆解图](https://www.ifixit.com/Teardown/Google+Home+Teardown/72684)中可以看出，尤其是上半部分的结构布置，浪费了的空腔结构，它并不具备很强的内外一体性，作为形态导向的设计，Google 并没有在构造的内外一体性上有更多的追求。而这样的几何形态设计就必然会带来几条接缝，在破坏产品的一体性，Google 通过对下部罩壳的材料和颜色的设计来弱化这一点，但灰色以外的罩壳设计总是很突兀，加上独特的几何形态，让这个产品过于前台化，与其产品“隐在”的内涵特征相背。Sonos One 则是从传统的音箱设计上进化而来，剔除了 Sonos Play:1 顶部的物理按键设计，以及复杂的顶面内凹形态设计，替换为触摸式设计，但是触摸按键的符号仍是刻印在表面，加上一组环形麦克风排列，仍倾向于旧时代的工具化设计，尽管设计和工艺都很精致。

HomePod 在设计上则给人一种符合时代之感，工具感消失，形态符号化，内外一体又不失识别性。视觉能及就只有两个形态要素，一体化的网布和顶部的玻璃，网格为斜纹，不像 Sonos One 那样的罩壳网格设计很容易在传播的图片上出现摩尔纹（如上图所示）。网布要做到无缝并不难，因为现今有各种 3D 针织以及其他技术的支持，但是要将网布应用到产品上，并且让产品从现象感知上达到无缝就并非易事。通常印象中，以及绝大多数产品上，网布就像是给产品穿一层外衣一样，很难和产品有合二为一，由于软性的材质又较难处理，很多设计是将网布粘贴在一个塑胶的罩壳上再套到产品之上，网布在这些设计中更像是发挥它的装饰性，这势必导致无法实现现象认知上的无缝，即没有一体感。HomePod 试图让网布形成的形态成为产品的形式代言，而不是里面的塑料体或者喇叭，对用户来说，这个物品就是感知到的符号形象，以及这个形象指向的含义，而在工程结构中喇叭在哪或者麦克风在哪对用户没有意义，设计要塑造的符号形象往往要封闭起物品的工程特征。

![HomePod Structure](http://www.hi-id.com/atcl/2018/HomePod-Structure-201802.jpg)

HomePod 不像 [Google Home 那样](https://www.ifixit.com/Teardown/Google+Home+Teardown/72684)内部有很多冗余的空间，如果说 Google 是先有设计师的形态然后工程师来布置结构，是否 HomePod 是先有工程的内部结构然后设计师来包裹一个外壳？不管先后顺序，在最终的产品上我们看到的是 HomePod 在结构和形态上有着内外一体性，也能够发现设计师在形态上的自我追求，以及相互牵制形成的平衡状态，比如侧面轮廓线的形态不只是来自于内部结构件，或者设计师的偏好，它与整体的几何形态，与网布纹理和大小所形成的视觉效果，及相应的工艺，都有相互的制衡，当然，这种结果是靠不断的尝试得到的。

![HomePod Bottom](http://www.hi-id.com/atcl/2018/HomePod-Bottom-iFixit-201802.jpg)\
![HomePod Bottom](http://www.hi-id.com/atcl/2018/HomePod-Bottom-2-iFixit-201802.jpg)

​尽管用户看到的 HomePod 总是关于网布和顶部的球面触摸玻璃盖板，但对于设计的整体性来说，它的底部也至关重要，不能因为隐蔽而在这泄了气。即使翻过 HomePod 来仔细查看的人数占比小到可以忽略不计，它仍关系到每个人的使用体验，比如搬动和放置等活动。HomePod 的底部使用了一个完整的碗形硅胶缓冲底座，弧面的设计具有一定的厚度，结合封闭的碗底形态，带来了很好的整体感。标签看上去应是通过激光雕刻在弧面上（并不简单），而底部的 Logo 像是《Apple 的 Logo 设计》中介绍的 iPhone 硅胶保护壳的 Logo 制作工艺。这个硅胶碗底与机身相连并不只靠胶水，除了胶水的封闭外，还有一圈 7 个塑胶卡扣，那么这个硅胶碗底就是将硅胶和塑胶通过 Co-Molding（Overmolding） 工艺装在一起的，也同 iPhone 硅胶保护壳一样。（上图来自于 [iFixit](https://www.ifixit.com/Teardown/HomePod++Teardown/103133) 及其[拆解视频](https://www.youtube.com/watch?v=ArH41WyUt28)）

![HomePod Cable](http://www.hi-id.com/atcl/2018/HomePod-Cable-iFixit-201802.jpg)

HomePod 的电源线按一些评测视频所说，它外层材质与机身的网布材质一样，维持了整体性，其他同类产品通常为黑色塑胶，它们通常并不在意这些细节设计，而这些细节是至关重要的。HomePod 的电源线通过一个塑胶环片与机身相连，这个环片有和机身一样的弧度，而两条边的圆角也塑造处一定的厚度感，似乎与硅胶碗底有相承关系。实际上电源线和塑胶环片是装配在一起的，整条电源线用大力是可以拔出的（但不建议拔出），可以看 [9to5mac.com 的视频](https://9to5mac.com/2018/02/10/remove-homepod-power-cable-video/)。HomePod 的电源线设计的考究之处并不只是这个细节，它位置的安排同样是有意思之处。本文提到的几个音箱，除了 Amazon Echo 2 之外，其他如 Google Home，Sonos One 和 Sony LF-S50G 的电源线都是插在机身的底部，在机身侧面与底面的交接边缘上挖出一个孔位，而相应的电源线的插头上作一些设计，在电源线插上机身后，可以让两个形态有一定的融合，比如弧面的一致。但是这种看似周全的设计其实是南辕北辙，而且处理地非常粗暴，破坏了产品的整体感，以一种躲藏的方式设法隐匿不加深思的设计。Google Home 的电源线是扁平的，设计师的想法应该和 Google 给出的官方图一样，可以完美地贴着桌面，让电源线不再干扰用户的环境，但如果去搜索用户发的照片，就会发现完全是两回事。如果去翻看用户贴出的 HomePod 的照片，电源线在里面并不完美，通常也是歪歪扭扭，隐藏不了，但比起其他几个音箱的电源线设计来说，HomePod 的设计更加顺畅，尤其电源线通过桌子或台子的边缘伸上来，而且不容易被牵绊。而最重要的是，它维持住了产品的整体性，以直白和看似粗暴的方式，通过细致的处理，优雅地解决了问题。

![HomePod Top Touch Panel](http://www.hi-id.com/atcl/2018/HomePod-Top-Touch-Panel-201802.jpg)

在 HomePod 发布时，Apple 在其网站上介绍顶部可触摸操作时，说到“在 Siri 听你说话时，顶部会为你说的每个词展示 LED 波形”，虽然已经说了是 LED 波形，但是很多人仍认为它是一块屏幕来显示，比如是通过 OLED 屏幕，那么白色面板的效果是如何实现呢？带来这种错觉有几方面的因素：一个就是音量的增减符号“+”和“−”是随着不同场景出现或消失，而且它与中间的动态图案不是同时出现（也可以同时出现）；最重要的一个原因是波形的显示色彩丰富，动画的效果与 iOS 中的 Siri 很相似，而通常人们印象中的 LED 动态效果就像 Google Home 顶部的 LED 环形阵列形成的跑马灯一样。

![HomePod LED Waveform](http://www.hi-id.com/atcl/2018/HomePod-LED-Waveform-201802.jpg)

HomePod 的触摸操作板上并没有使用屏幕，而是使用了 LED，“+”和“−”各自有单独一片，而波形图则是通过如上图所示 19 粒 RGB LED 灯片，通过德州仪器的 TLC 5971 来驱动（[见 iFixit 介绍](https://www.ifixit.com/Teardown/HomePod++Teardown/103133)），可控制 RGB 每一粒小灯珠来形成波纹，并且通过扩散膜（LED Diffuser）来形成雾化扩散的动态效果，而且相对应的玻璃盖板上也有一层扩散膜。形成的波纹图案和 iOS 上的 Siri 的视觉元素很相似，会让人误以为是通过屏幕来实现图案的显示的，所以 HomePod 通过软件和设计，用了简单有效的硬件来实现了所需的最终效果。（上图来自于 [iFixit](https://www.ifixit.com/Teardown/HomePod++Teardown/103133) 及其[拆解视频](https://www.youtube.com/watch?v=ArH41WyUt28)）

![HomePod Peel Off iFixit](http://www.hi-id.com/atcl/2018/HomePod-Peel-Off-iFixit-201802.jpg)

无缝网布包裹下的 HomePod 机身有一个一体式的塑胶壳体机身，从[ iFixit 的拆解](https://www.ifixit.com/Teardown/HomePod++Teardown/103133)中可以看到这个塑胶壳体顶部是通过超声波焊接到柱身上的（底部和柱身应是一起注塑而出），和此前使用了超声焊接工艺的 EarPods 和 AirPods 一样，装好配件然后来焊住塑胶壳体，对于声学相关的产品来说，封闭的腔体以及一体化的结构是非常重要的。

HomePod 的塑胶壳体，或者说内胆，它的一体性是关于功能的，壳体上很粗的合模线就是很好的说明，那么对于消费者来说，HomePod 就是关于无缝网布形成的形态，而 Apple 要做到的就是怎样让这个无缝网布形成的形态去代表这这个产品，而不是将网布认为是袖套般的罩壳。

![HomePod Fabric Peel Off](http://www.hi-id.com/atcl/2018/HomePod-Fabric-Peel-Off-2-iFixit-201802.jpg)

首先须在结构上将网布锁定机身上，如果在物理上都无法让网布来紧紧裹住机身，现象感知上的整体性就无从谈起。如 [iFixit 的拆解](https://www.ifixit.com/Teardown/HomePod++Teardown/103133)中可以看到，网布牢牢地固定在机身上之后，再用上端的触摸显示组件，以及下端的封口和缓冲构件封住了网布两端的开口，而且两端的开口埋很深，比如上端并非是用玻璃盖板的封住，而是用玻璃盖板下的 LED 显示组件，所以无论如何，这个网布的开启口只是留给制造的，对用户来说它可以说是不存在的。网布下端通过胶水粘死在机身上，而上部则由收口的拉绳经缠绕由螺钉固定在机身上，此处结构的巧妙是留给装配和生产的，而不是用户。

![HomePod Fabric](http://www.hi-id.com/atcl/2018/HomePod-Fabric-Mesh-iFixit-201802.jpg)

HomePod 的网布有两层，其中内层为衬底，除了阻挡用户看到塑胶客体外，应该也有助于包裹和摩擦。而最重要的 3D 纺织的网布其实有三层，在 [iFixit 的拆解](https://www.ifixit.com/Teardown/HomePod++Teardown/103133)中有详细的介绍及大图展示，上下为两层为网状，中间有一层线圈织成的夹心层，iFixit 说这样的机构让声波透明无发射，而又能阻挡灰尘。从材料来看，中间的线圈层应亦能够起到增加网布的刚性性能，如果有很高的弹性，那么这层网布就是一层封套了，而不是上面说的它可以塑造整个产品的认知形象，由于这三层需要合为一体，所以编制就变得复杂了。有厚度有层次的网布在视觉效果上表现的更明显，比如与 Amazon Echo 2 相比较，HomePod 的网布形态在不同的距离不同的光影下都有很丰富的效果。

![HomePod Mesh Drawing](http://www.hi-id.com/atcl/2018/HomePod-Mesh-Drawing-201802.jpg)

那么这层网布的网格是怎样的设计，或者说它是怎样绘制而成的？

网格的成型，尤其这些形态上有渐变的几何形态，通常会想到使用算法，比如通过 Grasshopper 等软件来绘制，但是无论使用怎样的方式，首先需要去发掘生成的机制，如果确定了生成机制，在 Grasshopper 或者其它基于算法的成型软件上，只要控制不同的参数输入即可。而 HomePod 的网布网格无需使用到算法成型，因为它是通过简单的圆周阵列而来，只需要知道其中一条线是如何成型几何。

![HomePod Mesh Drawing](http://www.hi-id.com/atcl/2018/HomePod-Mesh-Drawing-2-201802.jpg)

是否可以投影？但任何时候，在圆柱体或类似形态上通过投影来得到一个曲线或形态需要慎重，通常是不可取的。即使是先将圆柱面展开成矩形平面（Rhino 中的 UnrollSrf），再在矩形平面上作线条和图案，再包裹到原先的圆柱面上（Rhino 中的 FlowAlongSrf），也因为算法问题，会出现线和面质量的瑕疵，而且这个方法通常只适用于圆柱面等可展开面上，而如 HomePod 上下两端的曲面就无法使用。

如果从另一角度来思考，问题就变得很简单了，就是通过扭曲（Twist）来完成，绘制好一条基础线条，然后沿着柱体轴线作扭曲，那么问题关键在于怎么确定这条基础线条，以及确定曲线扭转的角度。

我们可以通过 Apple 的官方图片来获取这些数据。

![HomePod Mesh Drawing](http://www.hi-id.com/atcl/2018/HomePod-Mesh-Drawing-3-201802.jpg)

通过官方图片可以数出网格由 128 组即 256 根线条编制而成，一组两条具有镜像关系的线在顶部相交，一条顺时针方向扭曲，另外一条逆时针方向扭曲，在顶部形成的角度约等于 50°。通过前视图，如上图右所示，可以计算出线条的扭曲角度，一条假设的线 a，扭曲后成为了 a’，从 a 到 a’ 可以数出经过了 28 个间隔，那么扭曲的角度就是 (28 / 128) × 360° = 78.75°，我们就可以根据这些数据来绘制出网格图形。

![HomePod Mesh Drawing](http://www.hi-id.com/atcl/2018/HomePod-Mesh-Drawing-4-201802.jpg)

如上图所示，用 15° 夹角的蓝色直线线在柱身上投射出一条交线，为什么是 15°，因为经过尝试后发现用此角度形成的曲线经扭曲后可以达到接近 25° 的夹角，即满足上面说的 50° 夹角的要求。在这里我们柱身先只用半边形态，可以后续镜像完成。

![HomePod Mesh Drawing](http://www.hi-id.com/atcl/2018/HomePod-Mesh-Drawing-5-201802.jpg)

对投影形成的蓝色交线进行扭曲（Twist）操作，以 Rhino 为例，注意扭曲轴需要是柱身全长，如上图左所示的红线，Infinite 选项选 Yes，控制扭曲后的另外一端达到 78.75° 处，然后镜像柱身下半部分，接着镜像整条扭曲线，成为一组，接下来只需要将这组扭曲线阵列 128 个即可。

![HomePod Mesh Drawing](http://www.hi-id.com/atcl/2018/HomePod-Mesh-Drawing-6-201802.jpg)

阵列之后的效果。

这是我们逆向去绘制的结果，那么在设计时，诸如 50°，128 组，78° 之类的数字是如何确定，最简单方法就是不断尝试来比较，而 Apple 似乎也是这样作的，因为：

![HomePod Mesh](http://www.hi-id.com/atcl/2018/HomePod-Mesh-Before-201802.jpg)

在 HomePod 官方页面[第一版](https://web.archive.org/web/20180111015623/https://www.apple.com/homepod)（archive.org 存档）中有一张技术参数的图，即上图，绘制的网格与其他图形不一致，目前官方图片以及上市销售版的 HomePod 的网布的网格都是 128 组（即共 256 条线），而上图是 100 组（200 条线），而且一组两条线在顶端形成的夹角将近有 80°。

而且目前上市 HomePod 的外包装使用的图案都是上面这个与实际产品不符的图片，猜测这个版本的网格是尝试方案中一个，毕竟这个图案如果由平面设计自己来绘制是很困难的，尤其是前视图。

![HomePod Mesh Patent](http://www.hi-id.com/atcl/2018/HomePod-Mesh-HKPatent-201802.jpg)

而 Apple 提交给香港知识产权署的 HomePod 外观专利，里面的图案网格数量更多，有 144 组（288 条线）。

![Apple HomePod](http://www.hi-id.com/atcl/2017/Apple-HomePod-Zoom-Side.jpg)

最终 Apple 选定的是 128 组版本的网布。如果仅是通过图片上的比较，很难辨别多少数目的网格数更合适，不过网格的夹角，产品上的版本（约 50°）比如包装上的版本（约 80°）更优秀，有渐变的层次，而且符合形态扩张和收缩的趋势，更具动态。

像 HomePod 无缝网布这样的设计也只有 Apple 想到做和能做到，这是 Apple 这么多年在设计上积累和发展的结果。Apple 在产品的设计和制造上作出了突破和革新，当然是通过投入大量的资源和研发精力，大到引起产业变革的创新，小到用户都无暇顾及的一处处细节工艺，这些突破和革新经过一两年或者更短的时间，都能影响或者说惠及整个业界，在竞争激烈的领域尤其快速，比如手机，像消费品上的 CNC 加工或者是 Unibody 工艺等等，一波接着一波。Apple 作为一波接一波的浪潮发起者，蓄积了很多优势，并且持续加固并作为屏障，通过资金和精力的持续投入，而在一些缺少竞争的产品上，似乎预见不到后来者身影的出现，像 Apple Watch，或者是 AirPods 这些产品，还包括像 HomePod 上一处又一处的细节设计。如果循着 Apple 的道路前进，那么它就像一位极有天赋、极努力有极有钱的竞争对手，或许在一两处能追上或战胜，如想全面追赶则像是要炸开一道道保险库铁门一样。但是幸运的是，世界异彩纷呈，并非只有一条路，好的产品和设计并非处处都要高精尖，就像 HomePod 用 LED 就实现了 Siri 的动态波形。


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