Универсальное устройство. Неизвестная история создания iPhone

Акселерометр – это крохотный датчик ускорения, который, как подсказывает его название, определяет ускорение устройства. Он не такой старый, как гироскоп: его изобрели в 1920-х годах для проверки безопасности мостов и воздушных судов. По словам ветерана промышленности Патрика Уолтера, самые первые модели весили примерно пятьсот граммов и «состояли из Е-образной рамки, между верхней и центральной частями которой были расположены от 20 до 55 графитовых колец, работающих в режиме растяжения-сжатия, подключенных к полумосту Уитстона». Эти первые датчики использовали для «регистрации ускорения авиационной катапульты, пассажирских лифтов, амортизаторов самолётов, вибрации в паровых турбинах и подземных трубопроводах, а также чтобы регистрировать силу взрывов». Полукилограммовый акселерометр в 1930-х годах стоил 420 долларов. Долгое время органы тестирования и оценки – это целая индустрия, которая делает всё возможное, чтобы наша инфраструктура и транспорт не убили нас, – способствовали созданию всё более качественных датчиков ускорения. «Эта группировка, – писал Уолтер, – с их авиакосмической и военной спецификой и таким же бюджетом определила конъюнктуру рынка на пятьдесят-шестьдесят лет». К семидесятым годам исследователи из Стэнфорда разработали первые МЭМС-акселерометры, и с семидесятых по нулевые годы главным двигателем этого направления стала автомобильная индустрия, которая использовала их в краш-тестах, проводимых для проверки датчиков срабатывания подушек безопасности.

А затем, конечно же, МЭМС перебрались в компьютеры. Однако прежде, чем они добрались до смартфонов, им пришлось сделать небольшую остановку.

«Датчики стали важным элементом, – говорит Бретт Билбри. – Например, акселерометры. Знаете, откуда они появились в устройствах Apple? Всё началось с ноутбука».

«Помните приложение со световыми мечами из „Звёздных войн“? – спрашивает он. – Как люди размахивали своими ноутбуками и тому подобное?» В 2006 году, за два года до того, как задумка обернулась приложением, которое пополнило широкий ряд самых бесполезных, но при этом захватывающих приложений для iPhone, появился MacSaber – тоже бесполезное развлекательное приложение для Mac, которое использовало возможности нового акселерометра в компьютере. Вообще-то помимо дуэлей на световых ноутбуко-мечах у него имелось и другое назначение: если вдруг кто-то заденет ноутбук и устройство полетит со стола, датчик ускорения автоматически выключит жёсткий диск, чтобы защитить данные.

Так что у Apple уже был опыт. «А затем всё было примерно так: нам нужно побольше датчиков в телефон, что ж, давайте перенесём в телефон акселерометр», – рассказывает Билбри.

Датчик приближения

Вернёмся к первому анонсу iPhone, где говорилось, что «встроенный в iPhone светочувствительный датчик автоматически устанавливает яркость дисплея на нужный уровень, в зависимости от окружающего освещения, тем самым делая устройство более удобным и в то же время сберегая энергию». Со светочувствительными датчиками всё просто – функцию попросту перенесли из ноутбука, – и они по-прежнему используются в телефонах. А вот с датчиком приближения всё интересней.

Датчик приближения сообщает вашему iPhone, что нужно отключить дисплей, когда вы подносите телефон к уху, и включить его обратно, когда вы опустили свой телефон. Они работают благодаря крохотному незаметному импульсу инфракрасного излучения. Импульс отражается от объекта и возвращается обратно, где его регистрирует приемник, расположенный рядом с излучателем. Приемник распознаёт интенсивность сигнала. Если объект – ваше лицо – расположен близко, тогда интенсивность велика, и телефон понимает, что нужно выключить дисплей. Если же приемник получает слабый сигнал, то телефон понимает, что гасить экран не надо.

«Работать над датчиком приближения было по-настоящему интересно, – рассказывает Брайан Хуппи, один из отцов-основателей прототипа iPhone. – Настоящая головоломка».

Головоломка заключалась в том, что датчик приближения должен был работать с любым пользователем, независимо от того, во что тот одет, какой у него цвет волос или кожи. Тёмные цвета поглощают свет, а блестящие поверхности отражают его. К примеру, кому-нибудь темноволосому грозит остаться незамеченным датчиком, в то время как человек, одетый в блестящую одежду, может активировать его слишком часто.

Хуппи предстояло придумать решение этой проблемы.

«У одного из разработчиков были чёрные-причёрные волосы, и я сказал ему: „Подстригись, пожалуйста, и принеси мне прядь своих волос, а я склею из них небольшое тестовое устройство“». Разработчик вернулся на работу с прядями своих волос, и Хуппи реализовал задуманное: они использовали состриженные волосы, чтобы испытывать и улучшать зарождающийся датчик приближения.

Пожертвованные волосы почти полностью поглощали импульс. «Свет, натыкающийся на подобное, был для нас наихудшим вариантом», – рассказывает Хуппи.