全面屏时代下 哪种解锁方式才是未来?

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今年看,无论是高端旗舰手机还是中低端手机几乎都采用了全面屏,可以说今年是全面屏真正普及的一年,而在这个过程中有些问题是我们不得不面对的,比如被屏幕挤占的听筒、传感器等各个元器件的位置?前置摄像头怎么办?解锁呢?这一个个问题都是为追求极致屏占比的厂商索要面对和解决的问题。

  其中,最受争议的就要解锁了。自从2013年苹果发布iPhone 5s在手机上搭载指纹以来,指纹就成为了手机的标配,上至旗舰下至千元机,唯一的区别就是有些在正面有些在背面。但是,全面屏天生就无法与正面实体指纹共存(当然背部指纹另说),所以,各厂商亮出了十八般武艺。

屏下指纹

  首先就是vivo的屏下指纹技术,自从全面屏兴起以来,屏幕指纹的声音一直没有断过,直到去年vivo在上海MWC上展出神秘面纱最终被慢慢揭开,当时vivo采用的是高通超声波指纹方案,但是在识别率、识别面积方面体验并不理想。

  随后,在CES 2018上,vivo再次展示了X20 Plus,但是与此前超声波指纹不同,此次改成了光学指纹识别,合作厂商也由高通换成了Synaptics(新思),而X20 Plus(国内发售版为X20 Plus UD)搭载的为Synaptics旗下的Clear ID FS9500光学屏下指纹传感器。

  其原理在于将手指贴放到光学镜片上,适配OLED屏幕的光源发出光线到达手指后发射出不同的光线纹路,被屏幕下的传感器接收后实现指纹识别。理论是运用光学指纹识别实现屏幕识别只需在屏幕下放置传感器即可,光源由屏幕提供。

  而屏幕指纹需要OLED的屏幕的原因是因为,传统TFT-LCD屏幕透光性不好,其照射指纹后反射的光再穿过TFT层达到传感器后,识别难度很高,识别率很低。而OLED屏幕不仅拥有自发光特性而且结构更薄,发光可以从其RGB像素点之间穿过达到传感器,从而比较轻松的实现屏幕解锁。

  vivo最新发布的旗舰vivo NEX搭载了第三代屏幕指纹技术,相比前代,指纹图案精度提升50%,获得图像范围更广,从而使指纹的拒识率(FRR)降低了30%,解锁速度提升了10%。

  屏幕指纹目前确实是解决全面屏解锁不错的方案,而且并没有对用户的使用习惯造成影响,体验上是最接近之前手机的。但是,指纹识别区域有限、贴膜受影响、屏幕、安全性、湿手解锁等各方面因素影响,如果将眼光拉长,屏幕指纹很可能只是一个过渡方案。

  3D结构光

  与屏下指纹呼声一样高的就是3D结构光了。去年,苹果在iPhone X上取消了自己一手建立起来的Touch ID,取而代之的就是Face ID。苹果对于手机产业整个上下游以及软件开发生态等的影响力是毋庸置疑的。虽然脸和手都是生物识别的范畴,但是差别还是非常大的。

  在iPhone X上,苹果一定对Touch和“碍眼”的刘海进行过权衡,但是一向体验第一的苹果还是舍弃了一定的美观度而上马了3D结构光,一如当年被人疯狂吐槽的背部天线。

  但是回头想一下,苹果在这个“刘海”中塞入了红外镜头、泛光感应元件、距离感应器、环境光传感器、扬声器、麦克风、700万像素前置摄像头和点阵投影器足足八个传感器,便会不由得产生敬佩。在手机这样寸土寸金的电子产品内部,真是一丝空间都没有浪费。

  3D结构光解锁的原理在于由红外镜头、泛光感应元件等构成的原深感摄像头系统,通过30000多个肉眼看不可见的光点投射在用户脸部,绘制出独一无二的“面谱”,红外镜头则读取点阵图案并捕捉其红外图像,然后将数据发送至A11仿生芯片中的安全隔离区,确认是都和已知的“面谱”匹配。而泛光感应元件则可借助不可见的红外光线,帮助在黑暗中也能识别用户的脸。

  与国产手机的人脸识别不同,3D结构光是三维的,所以安全性大大提升。当然,3D结构光如果只用于解锁那就太浪费了,将来身份认证、支付、AR等等场景都将运用到此,此外,目前iPhone X上的Animoji和人像光效同样是基于此实现的。

  所以,3D结构光看起来一切似乎都如此美好,而目前或许唯一令人诟病的就是要实现这些功能而不得不忍受正面宽大的“刘海”,当然,随着技术的进步,传感器元器件体积会逐渐缩小,刘海面积也会相应减小,但是随着vivo NEX和OPPO Find X的发布,屏占比超高且没有刘海的屏幕带为消费者带来全新的视觉体验,因此消费者的要求也越来越高:不仅要面积小,最好直接取消。

  当然,笔者相信将来搭载3D结构光的手机是有可能没有刘海的,因为现在都已经做出来屏下指纹了,其他传感器应该也是可以的,但是不是现在。

  TOF 3D感应技术

  前面说到了去年上海MWC上,vivo展出了屏下指纹,时隔一年,vivo再次在上海MWC上秀出黑科技:TOF 3D感应技术。同样是解锁,但是TOF 3D感应技术这次真的不一样。

3D TOF成像原理

  TOF为Time of Flight(飞行时间)的简称,从名字就可以看出,它于光在空中飞行时间有关,其本意是通过目标连续发送光脉冲,然后用传感器接收从物体返回的光,通过探测光脉冲的飞行(往返)时间来得到目标物距离。与3D结构光、双目立体成像是目前行业内所采用的三种3D机器视觉方案。

  因此,vivo的TOF 3D感应技术就是通过发射近红外光,传感器计算红外光与目标触达返回时间差,从而实现立体视觉。

  与3D结构光相同的是,TOF 3D感应技术同样是三维的,能够获取精细的深度信息,所以安全性方面更加有保障。但是,相较架构光,TOF 3D有效深度信息点高达300000万,是3D结构光的10倍。

  而且,相较3D结构光宽大的刘海,TOF 3D感应技术整体模组更小,所以其刘海面积也会相应更小。

另外,TOF 3D感应技术相较3D结构光识别距离更远,vivo称可以扩展至3米,大大拓展了使用场景,如3D试衣、3D拍照、MR体感游戏等远距离应用场景得以实现。

  此外,更加重要的是,TOF 3D更具量产性。iPhone X是顶着有史以来售价最高的iPhone的名号发售的,这一点自然是受到无数消费者的吐槽,而iPhone X售价高的一部分原因就是因为3D结构光量产难度大,而TOF 3D就不存在这个问题,其量产难度相对要小很多,因此搭载TOF 3D的手机售价也会更加亲民,从而可以使更多消费者享受到这一技术。

  最后,TOF 3D还有一个优势,其对于基线的要求基本为零,所以在机身ID设计上更加灵活,为未来手机形态提供了更多可能。

  应用场景同样是限制一项技术发展的很重要因素,在这方面,vivo目前为我们展示了其3D建模,将来人脸识别、3D拍照、AR等都将会应用到这项技术。此外,在购物方面,3D试衣将会允许用户即使足不出户也可以线上试衣,轻松选出适合自己身材尺码的衣服、还有体感游戏等等。

而且,值得一提的是,vivo还与微信深度合作,3D TOF超感应技术还将支持微信人脸支付,届时vivo也将成为售价支持微信人脸支付的手机厂商。

  而且,一个更加令人振奋的消息时,vivo称,搭载该项技术的手机今年下半年便可以实现量产上市,因此今年消费者就可以享受到这项技术。根据vivo此前屏幕指纹的经验,今年搭载TOF 3D的vivo手机体验上应该不会差,所以还是非常令人期待。

3D TOF超感应技术示意图

  TOF 3D讲了这么多,好像似乎还有一个非常重要的点没有说,前面提到了TOF 3D相较3D结构光模组更小、对于基线的要求也更小。虽然如此,依然需要正面留有一定的区域才装载。可能有人会有疑惑,vivo已经有了NEX了,正面无刘海,屏占比达91.24%,不冲突吗?

  当然不冲突。虽然vivo NEX没有刘海,但是只搭载屏幕指纹所以上面提到的一系列功能均无法实现。而且,相较屏幕指纹,刷“脸”的TOF 3D显然更具未来性,应用场景更加广阔,vivo提前布局自然在情理之中。而且,未来并不排除vivo能够将TOF 3D做到屏幕下,或者集成到升降式摄像头中。

  所以,一切都在路上,一切都充满想象,在尘埃落地之前,一切都有可能。

  科技,改变生活。这句话,正在我们身边上演。

来源: 手机之家

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