iPhone为什么不推出屏下指纹？

Posted 2022-04-16 CodeAllen2022

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我是很习惯iPhone的使用体验，之前很热衷于升级手机系统，但是iPhone最近几个版本升级无一例外都会引入不少问题，比如发热，耗电快之类，导致我在去年入手新的iPhone后就没太敢升级。

然后今天发现新的15.4.1版本升级了戴口罩解锁却让我心动了。更新后也确实体验不错，但是其实我也一直在想个问题。

iPhone为什么不推出屏下指纹？

当年去掉touch ID是为了提高屏占比，相较于iPhone8之前的机型，屏占比确实大大提升了，我手里的iPhone12体型比iPhone8plus小很多，但是显示屏幕却大很多，而当时屏下指纹还不成熟，引入面部识别情有可原。

而且刚尝试face ID确实感觉也很不错，然后谁能想到就碰到了新冠疫情，这口罩一戴就是三年。出门基本都是靠输入密码解锁的，face ID基本成了摆设。

最近因为身体原因经常去医院，每次去医院需要显示健康码，习惯拽下口罩解锁还被护士说，每每这时候我就在想还是之前的touch ID舒服，touch ID也是之前iPhone最显著的特征，无奈在iPhoneX之后就被“齐刘海”面部识别代替了，但是参考安卓众厂商虽然也上了面部识别，不过也都积极在推动屏下指纹的发展，再结合屏幕特效可以说是目前安卓机的重要特点。

对于这个问题，我认为第一个pass的是技术原因，一个是iPhone本就有touch ID的研发团队和技术积累，做屏下指纹如果愿意那就是水到渠成。但是看报道，iPhone把这个团队已经转为研发face ID了，这是笃定不想做touch ID了？

调研了下原因应该是安全性

这个安全性要从两方面触发，一个是face ID比之屏下指纹

目前实现屏下指纹解锁的方案有两种，一种是光电感应方案，另一种是超声波感应方案。

光电感应方案是目前最主流的指纹解锁方式。优点是识别速度快，湿手也可解锁。缺点是屏幕下的CMOS无法记录立体信息，易被欺骗，导致整体安全性不足。超声波感应方案主要被三星旗舰机型所采用，优点是更加安全，但缺点也很明显，解锁速度慢、湿手无法识别。

两种屏下指纹解锁方案目前都有较大的缺点，但真正不被苹果采纳的原因是缺少活体信息检测，安全性远低于Face ID。

说的比较官方，但是实际确实也存在这些问题，我决定这些问题并不是不可以解决，期待安卓厂的基础更新。

然后就是iPhone独家的face ID技术，其安全性远高于其他产商，这应该也是iPhone敢只留face ID的原因

传统人脸识别技术大致分为两种，一种是RGB人脸识别，依靠手机前置摄像头获取人脸图像，并通过与处理器中存放的人脸信息进行比对来解锁手机，优势是成本低，劣势是容易被照片、视频、面具所欺骗，并且夜间环境几乎失效。目前许多前置单摄安卓手机都采用了这种识别技术。

另一种是红外人脸识别技术，原理上和RGB识别技术没有太大区别，只不过是增加了独立红外相机和红外补光元件。靠红外镜头捕捉人脸反射的红外光生成图像，再与存于安全区域的面部信息进行匹配。

在安全性上，红外人脸识别技术相比RGB识别技术要更好一些，因为真实的人脸和纸片、屏幕、面具等对红外光的反射特性差别较大，因此成像也有很大区别。另外，红外光和可见光不同，即使在暗光场景下，红外人脸识别也能正常运作。由于940nm波段的红外光并不可见，无需打开闪光灯也能在夜间人脸解锁。

但尽管如此，红外人脸识别依然处于2D人脸识别范畴，无需人脸3D信息即可解锁手机，因此也有几率被视频、照片“欺骗”。

相比RGB识别和红外识别，苹果的Face ID则要复杂许多，需要用到的元器件有ToF距离感应器、红外镜头、泛光照明元件和点阵投影器，这些元器件共同运作收集用户人脸3D信息，其采集的信息量要远大于另外两种识别技术。

首先，ToF距离传感器用于判断用户人脸与iPhone的距离，只有当ToF检测到人脸处于最适合进行识别的距离内，Face ID系统才会开始运作，避免频繁开启导致手机续航下降。

其次，红外镜头收集人脸2D信息，点阵投影器收集人脸3D信息，泛光照明元件帮助红外镜头和点阵投影器能够收集到更精准的人脸图像信息。

这样一套复杂的人脸识别系统相比红外、RGB人脸识别技术都要更进一步，2D信息、3D信息交替匹配，大大提升了安全性。根据官网宣传所示，Face ID的误识率仅为百万分之一。

为了实现精准的识别率，Face ID的软件、硬件构成都十分复杂，成本花费极大，因此很少有手机厂商跟进。

也就是依赖face ID的强大与安全性，iPhone才会迟迟不上屏下指纹，只依赖Face ID

但是根据上边的两点结合，iPhone既然想不断突破屏占比限制，还想只使用face ID，那解决方案，很可能是：屏下face ID。

当然了之前都猜测iPhone13会带屏下face ID，实际并没有。

但是这个还是可以期待的，苹果在今年年初申请了一项新的专利，可将FaceID使用的传感器组件放入屏下。不仅如此，根据专利描述，还可以将指纹识别装置内置的光电传感器阵列也隐藏在屏幕下，让iPhone同时支持屏下指纹识别和屏下3D人脸识别两种解锁方式。