探访微软硬件实验室，看顶级企业怎么做研发 - 全文

　　美国华盛顿州大西雅图地区依山傍水，居住于此的人们骄傲于自己美丽的家园，无时不刻都想要透过窗户观赏风景。雷德蒙德市 154 号路南端的一栋楼却不是这样。为了保护资产，当地的一家保险公司将自己的金库修在了这栋四面皆壁，密不透风的楼里。

　　时过境迁，原来的金库和格子间被替换成了实验室和站立办公桌，保险销售员和精算师则换成了一帮穿着帽衫设计师、工程师和科学家。光线明亮的走廊和被遮光幕帘围住的实验室在楼里形成了鲜明的对比，像是对身处其中的人强调着“一切秘密不出房间”的保密制度。现在，这栋楼的主人是雷德蒙德主场的老牌科技公司微软。楼的编号定为 87，它是微软公司最为神秘的硬件实验室。

　　87 号楼主要用于开发微软最拿得出手的硬件产品线：Surface。

　　Surface 诞生时并非一个被业界所看好的硬件品类。微软一直笃信并试图安利用户“平板电脑能取代笔记本电脑”的理念，Surface 的头两代产品却不幸赶上了 Windows 8 青黄不接的时代，从桌面过渡到扁平化的 ModernUI 并没有被 Windows 用户普遍接受，软件生态系统一直落后使得大量 Windows 用户在 2012、2013 年转投苹果；再加上分体式机身的设计仍在迭代的过程中，放在腿上立不稳，很难达到替代笔记本电脑（laptop）的程度。可以说 Surface 的早期产品带给用户的体验是痛苦的，而它也曾成为微软财报中的拖油瓶。变局的希望，落在了 87 号楼里的设计师们身上。

　　微软资深设计师 Rachael Bell 向我展示了 Surface Pro 4 和 Surface Book 设计过程。以 Surface Book 的铰链举例，对于这样一台“头重脚轻”的设备，设计师发现在折叠状态下抬起机身/屏幕的时候容易把键盘也一起抬起来。为此她们发明了这个展开式的铰链，并精确计算了铰链每一节的重量和活动时的阻尼数，使得下方键盘相连的每一节铰链都会随着机身的抬起在桌面上展开，增大键盘部分的重量和与桌面的接触面积，避免了键盘重量不足被抬起来的问题。这一铰链位置的设计对于 Surface Book 的核心体验至关重要。

　　Rachael Bell，Surface 资深设计师

　　Surface Book 铰链

　　为了满足快速迭代的需要，87 号楼内提供了大量的生产设备，包括世界上最顶级的大型 3D 打印机，以及 Surface 台湾代工商和硕在工厂里使用的工业级 CNC 车床，供设计师和硬件工程师们使用。比如当设计师需要试验一个 Surface Book 铰链的新设计，可以先按照三倍的比例设计出一个模型。生产部门每天晚上下班后会用设备加工生产员工提交的模型，完成后会有专人将它们清理干净，放到模型提取柜里。第二天员工上班，按照生产记录“收货”，然后再进行下一步骤的优化，或者缩小比例到 1:1，用 CNC 车床和生产级的铝镁合金直接车出一件真实大小的零件。

　　工业级 3D 打印机

　　在这样的机制下，Surface 硬件设计部门的迭代速度加快到了每 2-3 天一次，而当临近产品投产，或者出现紧急的快速迭代需求时，则可以加速到 1 天 1 次甚至 1 天几次。这种机制让设计师能够在产品设计的第一现场获得最快速的生产反馈，提高了设计在微软设备部门的地位。

　　设计师 Kait Schoeck 为了寻找适合键盘盖材质的布料，经常在世界各地之间飞行。她是 Alcantara 特制专业键盘盖的背后功臣。

　　这款键盘所用的合成材料 Alcantara 诞生于日本，扬名于意大利，过去的 50 年间曾被当作防火材料铺进 F1 赛车，后来也成为欧洲名牌跑车为和真皮区分所采用的内饰材质，最近还被 SpaceX 安装到了龙飞船的宇航员座椅上。当然，如果你没开过跑车也没出过大气层，也可能会在售价过万的森海塞尔 HD800 耳机上见过它。

　　在 Surface 团队的支持下，Schoeck 与 Alcantara 背后的专利和生产商一起花费数月时间重新设计了这种昂贵的材质。在新的特制键盘盖上，Alcantara 在奢侈行业尊贵地位所依赖的工艺流程得以保留，但与之前相比，新的 Alcantara 更加轻薄，表面涂层后不容易沾染灰尘，可以方便地用湿布清洁。Alcantara 特制键盘盖可以搭配 Surface Pro 3 或 4 代使用，双色的柔和类绒皮手感冲撞着设备的镁合金外壳，体现这设计和工程的相互呼应。Alcantara 键盘盖的零售价高达 1198 元人民币，达到了市面上中高端机械键盘的价格，当然，还是比苹果生产的硅胶材质 iPad Pro 键盘盖便宜一点点。

　　工程和设计齐头并进的结果，是你能在微软产品上看到苹果的影子：硬件的水平不断提高，同时你能看到 Windows 10 上用户界面的视觉风格风格，以及交互的体验也正在统一化。这背后的动力在于微软的软件和服务产品生产过程中引入设计的时间变得越来越早。

　　2015 年加入微软应用服务事业群的首席设计官 Mike Gough 监督着这个统一化的进程。他之前在 Adobe 担任体验设计副总裁，花了 8 年的时间想要将统一 Adobe 旗下所有产品的界面和体验。“触控、手写笔、VR 和 AR……在 Adobe，我们就像守株待兔一样等待创新的发生，然后去迎合这些创新去推出产品。”

　　Mike Gough，应用和服务事业群首席设计官

　　而在雷德蒙德，Mike Gough 可以亲眼目睹这些对消费电子或者商业世界带来变革的创新技术诞生，有点像从乙方跳槽到甲方的感觉。

　　“我才发现，科学技术正在经历的创新，原来已经深入到了足以改变和增强我们的基础观念的程度。”

　　关于微软的科学技术创新，很多人都知道总部位于北京中关村的亚洲研究院人才济济，却很少有人知道 87 号楼里的另一位科学家。在经常因实验需要保持黑暗的应用科学实验室里，杰出科学家 Stevie Bathiche 的任务是攻克那些让软硬件部门叫苦连连的科学难题。

　　比如一个关于手写笔很现实的问题就是：怎样在使用手写笔的时候，体验能够尽量贴近真实的笔尖浸染在纸面的样子。这是一个系统级的问题，里面其实涉及了很多细小的指标，包括屏幕对笔尖滑动反应的延迟，对笔触和施力角度改变的反应灵敏度，屏幕的显像层和外面的康宁玻璃之间的距离（太远就不真了）等等，更别提屏幕不能偏色和漏光，亮度还得足够……留给 Stevie Bathiche 的全是棘手难题。

　　Stevie Bathiche，微软杰出科学家

　　他介绍，微软尝试在 LCD 屏幕的 RGB 子像素之外加入一个额外的，能够感知到轻微压力或光照变化的“像素”，从而将显示屏改造成了“触摸”屏。这种技术被命名为 PixelSense，和以往更常见的电容式触摸屏之间存在根本性的机制差异，原生支持多点触控，而且灵敏度更高。后来经过多次迭代，PixelSense 进入了 Surface Book 的屏幕里，还朝其他方向有了一些演化，成为了应用科学实验室最骄傲的作品之一。

　　实验室里还有一些不知道何时降临的奇怪技术。比如悬浮显示屏，或许用在 HoloLens 里效果不错。

　　再比如（下图），当笔尖触到屏幕上显示的不同虚拟“材质”，比如木纹、大理石或者滑板的防滑砂砾，笔尖里的震动元件会提供不同震动回馈效果。这个 demo 看起来异常臃肿，触摸笔连接到一块开发板再连接到平板电脑上，但其实做成完全无线是有可能的，只是 Surface Pen 的电池支持不了太久续航。Stevie Bathiche 告诉我，这项研究正在帮助他们更好地优化笔触落到屏幕上给手指带来的反馈，让 Surface Pen 的交互接近真实纸笔，“一切为了给用户更完美的体验。”

　　备受“软粉”欢迎的明星高管，Surface 部门负责人 Panos Panay 并不痴迷于字面意义上的完美——尽管他曾因为锱铢必较的性格被媒体赐了一个“微软 Jony Ive”的外号。“完美不是一个绝对的概念，没有什么事情是绝对完美的，但我们还是应该尽善尽美。”

　　至于尽善尽美应该达到一个什么程度，Panos Panay 有一个经典的“第三眼”理念：当你拿起一款电子产品，第一次观察它，“嗯哼，还不错。”但当你仔细把玩它，就会在细节之处发现那些第一眼看不到的微小缺陷。最后你把它放下，如果还会有再次拿起来的欲望就说明你已经“种草”了。而 Panos Panay 认为，Surface 产品必须要能过得了“第三眼”。

　　Panos Panay，微软全球副总裁

　　他告诉我，Surface 项目启动之初的目标是补足硬件业务。距离第一款产品发布已经过去了 4 年，Surface 在刚刚过去的 2016 Q2 和 Q3 一共为微软带来了 21 亿美元的营收，占据该两个季度总营收的 50%，增长非常迅速，“现在，我们的目标是进入非常高端的市场竞争，给高端设备用户提供更多选择。”

　　不仅如此，他还明确表示微软在 Surface 产品线上将苹果视作重要竞争对手，“我们的目标不是让其他人跟我们都一样……但你也看到了，其他公司受到了启发。”

　　Panos Panay 的这句话让我想起了 4 年前。在 2012 年苹果的一次季度财报会议上，有分析师问 CEO Tim Cook 会不会考虑推出平板/笔记本混合型电脑，而 Cook 的答复是“你可以把烤面包机和冰箱组装在一起，但那样的东西应该不可能取悦用户的。”那时的苹果一直是高端个人计算设备市场的统治者，拥有近乎无限的议价能力和品牌忠诚度。可就在去年，苹果突然推出了 2 合 1 形态的 iPad Pro，还配上了一支曾经被创始人 Steve Jobs 所不齿的手写笔。结果，微软的另一位高管 Terry Myerson 发布了这样一条推文回应苹果：

　　至于 Panos Panay 口中“受到启发”的公司，是同样推出了 2 合 1 设备的联想和三星，还是完整照抄了 Surface Book 的昂达，亦或是苹果，又有什么关系呢？