Android手表在中國這樣落地

　　定制化的Android系統

　　說起定制化Android操作系統，你可能會感到陌生。但提起小米的MIUI或是錘子手機系統，你應該就熟悉了。其實，它們都是定制化的Android操作系統。不同的是，它們是為智能手機定制的，而我們這里將要介紹的是為智能手機定制的Android操作系統。

　　眾所周知，Android系統是開源的，所以為廣大開發者喜愛。開發者可以任意地修改源代碼從而打造一款自己喜歡的操作系統。在Android系統早期，有很多不完善之處，所以誕生了很多定制化的Android系統，其中一個比較有名的是CyanogenMod。它也是國內有名的MIUI、錘子系統的前身。Android系統的定制程度也有深淺之分，比較簡單的可能只是改些圖標文字等，稍微復雜點的會把桌面(Launcher)改了，再復雜的會把整個Android系統從頭改到尾以至于都不像Android了。全世界眾多的開發者為定制的系統加入許多用戶需要但Google還沒來得及做的功能。但這也使得Android系統的碎片化問題十分嚴重。

　　Android Wear是Google為可穿戴設備定制的Android系統。流行的Android智能手表大多采用了Google的Android Wear，例如Moto 360、LG G Watch和新近推出的華為智能手表。遺憾的是，由于Android Wear所綁定的Google服務，Android手表在國內無法獲得良好的用戶體驗。在國內，只有采用定制化了的Android系統，才能正常地使用Android智能手表。

　　然而，出于商業模型的考慮和對碎片化問題的控制，Google對Android Wear采取了閉源的策略，使得開發者無法從Android Wear出發，進行定制。唯一可行的路徑是從一般的Android系統出發，再次實現Android Wear針對手表所做的一系列定制，并在系統層面結合國內可用的服務，從而使得系統真正可用。

　　Ticwear正是這樣一款定制化的Android操作系統。由于Android Wear閉源的緣故以及對本地化服務的依賴，為智能手表定制Android操作系統的難度相對于手機而言提高了很多。所以，到撰寫本文為止，Ticwear是唯一一套在國內可以正常使用的、第三方開發者可以在此基礎上開發應用的Android系統。

　　Android平臺上的開發者

　　那么，在像Ticwear這樣的系統上，開發者能做什么樣的工作呢?除了對Android Wear的兼容支持，Ticwear同時也提供了種種有趣且有用的系統服務接口(詳見http://developer.ticwear.com/)。配合手表所特有的交互方式，為開發者打開了一扇大門，通向天馬行空的想象空間。具體來說，分為以下幾個方面。

　　智能手表所派生的新種類應用。表盤就是其中最典型的一個例子。一款精美的表盤可以瞬間提高手表的顏值。表盤的功能不僅在于美觀和計時，同時也可以集成一些簡單而又實用的信息，如天氣、電量顯示、消息推送等。因此，表盤的開發要靠設計師和工程師之間的緊密配合。在Android Wear和Ticwear上都已有了各色表盤、自制表盤的工具和表盤發布平臺這一類型的應用。

　　智能手表引導用戶更多地使用語音和手勢的交互方式。語音和手勢交互在手機平臺上也都是有的，但都沒有得到充分的運用。手機上較為便利的文字輸入使得語音顯得不那么重用，而手機的手持方式也不如手表更適合手勢操作。另一方面，手表上文字輸入的不便也使得新的交互方式成為必然，而這也為開發者提供了一個廣闊的舞臺。為了便利開發者二次開發，除了通信、傳感器系統接口，Ticwear更是開放了語音識別、語義分析、移動搜索接口。

　　智能手表上的應用會極大地改變應用和用戶之間的信息交互方式。手表不僅僅是手機應用的一個簡單附屬。相比而言，手表更適合一瞥可見(glanceable)的應用，手表上的信息流推送就是一種表現方式。同時，由于其便捷性，用戶每天查看手表的次數也將大大高于點亮手機的次數。對于某些實效性要求高的應用類型，例如新聞，手表上的產品將會帶來更好的用戶體驗，從而得到更多的使用。又比如，手表所特有的肢體手勢控制，將會給以操控為主的應用類型帶來非凡的想象空間。以游戲為例，現在的情形就像是iPad剛剛問世，而憤怒的小鳥即將破殼而出。

　　作為新一代的平臺，即便是像手表空間清理、電量控制這樣的工具類應用，現在仍然是一片藍海。在手機平臺苦戰的工具類應用可以及時切入手表，占據先發優勢。

　　就目前階段的產品形態而言，智能手表，包括Android Wear和Ticwear手表，多以手機附屬設備的產品形態出現。在不久的將來，手表會很快過渡到一個獨立的移動設備。到那時，手表也將會有自己的SIM卡、GPS、Wi-Fi和NFC，到那時我們為什么還要在口袋里撐著一個笨拙的大屏手機呢?手表的應用空間將更為廣泛，而現在正是開發者提前布局的最佳時機。

　　Android系統的定制化實踐

　　Android系統基本可以理解成以下結構：

　　應用層包含我們常見的應用，比如桌面、電話、設置等;

　　Framework層是Android的系統框架，包含了對底層硬件的抽象及對上層應用的管理;

　　再往下一層是Linux內核及硬件驅動。

　　下面，我們以Ticwear的實踐為例，介紹定制Android手表操作系統要解決的問題。Ticwear是基于開源的Android 5.0源碼開發的，在每一層都做了定制。在Linux內核和硬件驅動層適配了不同的手表，Framework層為了支持上層應用在手表上的特殊交互和功能做了支持，而定制化最多的是應用層。

　　系統裁剪由于手表屏幕小、電池小，沒有通信及GPS模塊，我們在定制手表系統時對Android Framework做了很多裁剪和優化，比如刪掉了在目前手表上無關的Telephony模塊。

　　藍牙協議的定制目前，手表和手機的主要通信都依賴于藍牙。為了讓Android Wear開發者能無縫地切換到Ticwear系統，我們開發了一套和Google GMS兼容的藍牙通信協議Mobvoi Mobile Service(MMS)。MMS基于藍牙RFCOMM協議，提供了傳送小數據的MessageAPI，傳送大數據的DataAPI，以及傳送設備信息的NodeAPI。開發這套協議的主要難點在于適配不同藍牙設備，保證數據傳輸的可靠性、安全性，以及滿足低功耗的要求。

　　桌面定制手表的交互不同于手機的交互，為此我們打造了一套全新的手表交互體驗Cubic UI(如圖1所示)。為了實現Cubic UI，我們對手表的桌面進行了深度的定制。

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　　圖1 Cubic UI界面圖

　　首先是表盤系統，也就是用戶點亮手表最先看到的界面。設計表盤系統時，我們考慮了以下幾點需求：首先是可定制化，開發者可以簡單地設計開發出一款表盤;其次是性能，表盤的繪制必須節能高效;最后是兼容性，開發者可以輕松地把為Android Wear定制的表盤移植到Ticwear上。

　　手表因為隨手都戴在手腕上，成為了查看手機通知的一個重要途徑。我們對手表的通知中心做了全新的定制，通知以卡片的形式展現，多個同類卡片可以合并成一張Bundle Card，避免通知過多。同時通知也成為了用戶和手表應用交互的一個重要方式，通過通知卡片用戶就可以對應用進行操控，無需再進入應用。

　　語音識別服務定制語音交互是手表上的一個重點，手表因為屏幕尺寸的限制，語音成為了用戶在手表上輸入的主要方式。Ticwear在手表上為用戶提供了三種語音輸入模式，分別是熱詞喚醒、離線語音識別和在線語音識別。熱詞喚醒在屏幕點亮的時候就會啟動，屏幕熄滅就會關閉。熱詞喚醒啟動后需要實時地監聽語音和進行大量的計算。為了盡量減小對待機時間的影響，我們在熱詞喚醒方面做了大量的優化，使得它的CPU占用率維持在5%左右。在線語音識別和離線語音識別分別是在云端和手機端實現，手表只是作為錄音設備把聲音通過藍牙傳送到手機。Ticwear把以上三個語音服務都集成在系統中，開發者可以通過簡單的API調用就可以使用以上服務。

　　語義分析服務定制語音識別的結果是非結構化的自然語言文本，需要經過語義分析才能被下一步的命令控制、移動搜索或其他應用所使用。比如當用戶問“下周三北京到上海的航班”時，Ticwear在云端的語義分析引擎會在識別出用戶是想“查找航班”，并且是“下周三”由“北京”飛往“上海”的航班;然后，Ticwear會查看用戶在手表上已經安裝的應用，是否有哪款應用申明支持“查找航班”這個垂直領域。如果有，Ticwear會把用戶的這條查詢，包裝成Android Intent的形式，傳遞給該應用，交由該應用接下來進一步處理用戶的需求。因此，我們稱之為Semantic Intent。除了Intent的方式，Ticwear也提供了直接的語義分析調用接口，方便開發者在應用中充分利用語言服務。

　　移動搜索服務定制Ticwear的搜索提供是類似于Google Now的語音查詢服務(如圖2所示)。和Google Now不同的是，Ticwear在50多個垂直領域和國內生活信息服務提供商合作，為國內用戶提供最接地氣的生活信息，比如餐館、機票、酒店、導航信息。用戶對著手表問天氣，系統會給出一張包含最近幾天指定地點的天氣信息的卡片;用戶對著手表問航班，系統會把符合條件的航班信息卡片展示出來。系統默認的搜索結果，也是通過Semantic Intent的方式提交給Ticwear系統。開發者可以在此基礎上進行二次開發、綜合，在自己的應用中給用戶更好的展示或社交體驗。

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　　圖2 Ticwear的搜索服務

　　市場分析和前景展望

　　Android智能手表市場前景2015年是智能手表的爆發元年。智能手表作為可穿戴設備的最佳產品形態，經過2014年的醞釀，2015年開始進入全面爆發期。“智能手表”這個話題開始出現在普通大眾消費者的眼里。在稍早之前，Pebble Time眾籌短短幾天內便籌獲得了2000萬美元，創造了Kickstarter上的新歷史。

　　中短期內，智能手表仍然需要依附于與其配對的智能手機而存在，因此在可以預見的未來幾年，Android智能手表銷量與蘋果手表的銷量比例應會大致比照Android手機與蘋果手機的銷量對比。Google 2014年下半年推出Android Wear系統盡管搶占了市場的先機，但其系統與產品體驗不盡完美，更多的是在科技愛好者等初期用戶中引起了反響，算是對市場的預熱。而蘋果則按照其一貫對于產品精雕細琢的做法，利用其強勢的品牌口碑后發制人。但此時就談論輸贏為時尚早，2015年下半年Android手表將迎來新一波的產品上市，好戲剛剛開始。

　　過去的幾個月內，消費電子巨頭們紛紛加大了在智能手表領域的投入。借著簡潔精致的圓屏設計獲得諸多青睞的Moto 360，宣布了其第二代產品將于2015年下半年上市。LG、華為等國際大廠也于近期發布了搭載Android Wear的手表計劃。其他各路創業公司也紛紛以各種形式切入這一市場，智能手表的市場在今后的一到兩年之內將會更加熱鬧非凡。

　　國內市場分析Ticwear的出現填補了中國大陸市場Android手表系統的空白。由于Android Wear暫時無法在中國大陸落地，使得目前中國市場Android手表系統的陣營處于相對真空的狀態。除了Google服務框架和搜索不可用以外，目前Android Wear系統不支持中文，而且本地化服務非常不足。另外，目前Android Wear的應用總數并不多，大多數是適用于國外用戶的生態圈，除了一些表盤和工具類應用，很多軟件需要使用Facebook、Gmail等國外賬號。Android手表的硬件在國內也還沒有正式的銷售渠道，大部分通過水貨渠道流入，沒有售后保障。以上種種都導致大陸用戶無法享受到智能手表真正的便利和價值。

　　基于這樣的背景，出門問問開發了Ticwear系統，來填補這樣的空白。從內部因素看，首先出門問問具備相應的語音語義分析與本地化服務的技術儲備，這恰恰是做智能手表最為核心的資源;第二，出門問問過去在手機App、Google Glass等穿戴設備上的試水迭代也積累了相當的產品經驗。

　　從外部市場看，智能手表作為個性化時尚屬性極強的平類，在硬件和軟件方面的需求必然是多元化的，單靠蘋果和Andorid Wear兩家必然無法滿足市場的需求。Pebble的出現就是一個極好的例子。而Google Android Wear的強勢閉源，不允許OEM對系統進行定制，進一步激化了市場對于基于Android但又獨立于Android Wear的手表系統的需求。

　　Ticwear的使命Ticwear長期的使命是為了讓人工智能真正落地，讓智能手表真正好用好玩。作為敢吃螃蟹的先行者，Ticwear立足本土，做一款值得開發者信任和把玩的操作系統，Ticwear于近期陸續開放了SDK及豐富的API平臺：語音、語義、搜索API，以及計劃中的手勢識別API等。這些強大豐富的可能性，都是開發者在Android Wear上無法獲得的。Ticwear獨立于第三方完全自主控制的操作系統，也為諸多OEM的手表落地中國大陸提供了另一個絕佳的選擇。

　　在剛剛結束的Ticwear黑客馬拉松上，85%的開發小組在不到24小時的時間內，就順利地做出了一款擁有全新交互體驗的應用。40%的組用到了Ticwear的語音語義開放接口。入圍前八名的應用，有三款是工具類的，其他音樂、旅游、教育、健康、電商各一款，讓人腦洞大開。對這么一個全新的領域，Ticwear將和開發者一起，共同打造這一全新的手表平臺上的應用生態系統。

　　本文作者：沈李斌，出門問問技術總監。畢業于上海交通大學和賓夕法尼亞大學，前IBM Watson研究員，Akamai主任系統軟件工程師。專注于大規模智能系統研發。