引言#
最近被朋友喊去帮忙，为一些本科毕业和在读学生进行技术培训。课程内容是《Rhino3D 产品工业设计实战》，而我自己是动画专业出身的，好在底层技术上相通，就答应了。讲课肯定要准备案例，在做 Apple Watch 案例的时候，反到带我进入了另一个熟悉又陌生的领域。具体的讲义内容会在备用站更新，封面图来自公开的 Apple watch 部分设计图纸。
产品工业设计#
一上来不能直接给学生讲技术，还是要知道些基础理论的。自己查资料了解到，产品工业设计是一门综合性的学科，旨在通过创新和优化产品的外观、功能、用户体验等方面，来满足用户需求、提升产品竞争力。
大致的流程是这样：
- 市场调研，调查市场需求，定位目标人群等。
- 概念设计，根据调研情况，制定产品概念和要传递的关键信息等。
- 详细设计，绘制产品形态草图，尺寸，评估方案等。
- 工业设计，制作产品三维模型以及实体原型。
- 验证，测试设计方案，迭代和完善。
- 生产
- 量产和品控
这颗星球上，把产品工业设计做到极致、传承多年，同时又人人熟知的企业，仅此 Apple 一家，没有之一。拿它们的产品来做教学案例也是自然而然的，对我来说也算是个不小的挑战。
从圆角到圆角#
体验过 iPhone X 之后系列产品的朋友或许对圆角这个东西都不陌生。说在 iPhone X 之后是因为，iPhone 用户体量规模更大，而这代 iPhone 把苹果的设计划分为了 “圆润” 与 “硬朗” 两种理念。
而 “圆润” 的基石便是圆角。
以 iPhone X 举例，圆角以肉眼可见的形式体现在机身轮廓，按键，屏幕边框和 App 图标。不难感受到设计师在追求极致的 “浑然一体”，而这些大大小小的圆角，源自于一根看不见的曲线。
这便是 iPhone 在视觉上软硬件给人感觉 “浑然一体” 的直接因素。因为它的屏幕边缘，机身表面，都是统一由这样的曲线来设计构造，这样高度统一又简约的美感，轻易就会让人在认知层面忽略外观背后的繁杂与琐碎。
iPhone 开始使用这种圆角最早始于 iOS7（或许 iPhone 4 的边框圆角也是，不过有待考证），上图便是 iOS 7 中的天气 App 图标。 在 iOS 7 之前，图标都是用上文所说的圆角四边形画出的。
一般在平面设计软件中拉出的圆角矩形，普遍是由一个普通的矩形对四个角执行 “倒角”（Bevel）命令得出的，也就是说，它实际是用四根直线和四个圆弧拼接，这样的圆角会明显感觉到拼缝的存在，直观感受就是不够连贯。但 Apple 的设计师画的圆角矩形却是一整根连续的曲线。
曲线也分等级#
在设计领域中，计算机主要会处理的曲线有三种，分别是贝塞尔曲线，B 样条曲线和 Nurbs 曲线。
这是借鉴了数学概念得出的名字，对于设计师，只需要知道在可控性和精度上，贝塞尔曲线 < B 样条曲线 < Nurbs 曲线。工业设计里自然使用的是 Nurbs。
如果把直线也看作是一种曲线（实际上就是），那么就可以说这是一条曲率为 0 的曲线。在工业设计中，为了方便，行业为曲线划分了不同的等级，相应的，曲线也就有了质量的高低区分，单位叫做 “阶”，同样是数学中的概念，用来区分计算曲线的方程等级。
例如在 Autodesk CAD 或 Rhino 中，可以画出 0-11 阶不同等级的曲线，阶数越高，曲线越顺滑，同时修改和计算越复杂，一般常用的是 3 阶和 5 阶，具体的使用方法可自行搜索。
相对应的，曲线之间的相互连接也分等级。如上图所示，曲线连续性分为 G0 / 1 / 2 / 3 / 4 ，共 5 个等级。级别越高，连续性越好，曲线越顺滑。
在 Rhino 中可以通过曲率检测工具，来检查曲线的连续性。如上图所示，左边的是一整根连续曲线，右边是普通的圆角四边形，那些白色像梳子的线就代表这段曲线的曲率。可见连续的曲线，它的曲率也是连续的。圆角四边形会在圆弧与直线的相接处，曲率由一个恒定的值瞬间变为 0。这就是曲线质量上的区别。
通过 Apple 开发者网站所提供的材料能够知道，iOS 7 的 icon 所采用的曲线近似为 9 阶 10 点，实际使用的曲线比这更为复杂，是通过 5 段 3 阶曲线拼接而成，但 9 阶曲线使用手动绘制已经能够达到肉眼以假乱真的效果了，对于出品效果图已经足够。
而手机的外轮廓也不是 “简单” 的去拼接几个 3 阶曲线实现的，只会更加复杂。由此可见 Apple 在设计上的严谨程度。（这里我要额外吐槽一下，我愿意为这样的设计买单，但永远抗议内存翻倍要加 1500 块）
手表相对手机来说定位更加个人化，产品属性上在满足功能之外同时，因为佩戴在手腕上长期暴露在外，更加具有首饰的属性（iPhone 在上市初期也会给我这样的感受，但 Apple Watch 更明显一些）。手表尺寸也更小，对于精度的要求更加苛刻。
实际上，第一代 Apple watch 早在 2014 年作为 “One more thing” 发布的，比 iPhone X 要早 3 年上市。我更相信，iPhone X 在外观上借鉴了 Apple Watch 的外表处理方式，如果只关注外形，iPhone X 就是一块放大拉长版的 Apple Watch。
上图分别为笔者使用 Rhino 制作的 Apple Watch 模型和边缘曲线，表盘的主体同样使用两根 9 阶 10 点曲线，通过正面的轮廓曲线作为路径，侧面的曲线作为形状来旋转生成曲面得出整体的四分之一曲面，然后再通过镜像得到主体的封闭模型。
对于曲面的检测，行业也有一个工具叫做 “斑马纹分析”。顾名思义，打开这个工具，模型表面就会生成斑马样式的纹路，通过旋转观察这些纹路是否顺滑，来测试曲面的平滑程度，仅仅通过肉眼是无法看出瑕疵的。
正如前文提到的，不光是表盘主体，Apple Watch 的每个部件都是使用同等级的曲线绘制生成。
再进一步想，产品的整体设计虽然全部由 Apple 操刀，生产制作却来自世界各地，且保持着惊人的精确和一致性。仿佛就像在电脑中一样，这些部件是从主体上取下来的一部分，但拿在手上的实物却很难说服自己，这些部件之间没有任何物理上的关联。从商业上你可以不喜欢他们的做法，但设计上依旧值得尊敬和学习。
小结#
以上仅仅是商业产品设计领域的冰山一角，只针对于和我一样踏入半只脚不敢说入门的人，欢迎职业选手来讨论交流。
对于一个每天都会用到的物件，作为设计师，天生就会好奇它里面是什么样，它如何运作和制造，它在向我传达什么信息。圆角和画出圆角的曲线，这些仅仅是一个不起眼的小细节，和其他领域的设计一样，如果不在意，就无须大费周章。一旦在意，在意一根线是否完美，哪怕只是看起来完美，追求便永无止境。