全面屏手機時(shí)代，指紋識别要(yào / yāo)何去何從？

去年 11 月，小米在(zài)發布第一(yī / yì ／yí)代 MIX 手機的(de)時(shí)候，提出(chū)了(le／liǎo)「正面全是(shì)屏幕」的(de)「全面屏」概念，用來(lái)描述手機正面超高的(de)屏占比。之(zhī)後，全面屏這(zhè)個(gè)名詞逐漸被手機行業的(de)從業人(rén)員和(hé / huò)普通消費者所接受，廣泛地(dì / de)用來(lái)描述那些采用較長比例的(de)屏幕面闆（通常在(zài) 18：9 左右）同時(shí)屏占比較高的(de)手機。

到(dào)了(le／liǎo)今年下半年，随着三星 Galaxy Note8、小米 MIX 2、iPhone X、vivo X20 等産品的(de)推出(chū)，全面屏已經俨然成爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)手機行業裏最熱門的(de)詞彙。

不(bù)過全面屏在(zài)爲(wéi / wèi)用戶帶來(lái)更加優秀的(de)視覺體驗的(de)同時(shí)，也(yě)帶來(lái)了(le／liǎo)一(yī / yì ／yí)個(gè)問題：手機無法采用前置指紋。

全面屏和(hé / huò)指紋識别的(de)矛盾

2013 年 9 月，蘋果在(zài) iPhone 5s 上(shàng)首次搭載了(le／liǎo)前置按壓式的(de)指紋識别方案。之(zhī)後的(de)幾年裏，位于(yú)屏幕面闆下方的(de)前置指紋識别逐漸成爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)智能手機的(de)「标配」，目前除了(le／liǎo)少數産品在(zài)使用後置指紋以(yǐ)及一(yī / yì ／yí)直采用側面指紋的(de)索尼，目前絕大(dà)多數智能手機采用的(de)都是(shì)前置指紋識别方案。

不(bù)過到(dào)了(le／liǎo)全面屏手機時(shí)代，爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)在(zài)尺寸基本保持不(bù)變的(de)情況下「塞」進去更大(dà)更長的(de)屏幕，手機廠商需要(yào / yāo)通過大(dà)幅度縮減手機上(shàng)下邊框的(de)方式來(lái)提高屏占比，這(zhè)就(jiù)導緻手機的(de)「下巴」部分沒有足夠的(de)空間來(lái)增加前置指紋模塊。

夏普 AQUOS S2

當然，非要(yào / yāo)全面屏上(shàng)強行加前置指紋也(yě)不(bù)是(shì)不(bù)可以(yǐ)，但做出(chū)來(lái)基本就(jiù)是(shì)夏普 S2 這(zhè)個(gè)樣子(zǐ)，正面指紋是(shì)有了(le／liǎo)，但「下巴」也(yě)長了(le／liǎo)，降低了(le／liǎo)屏占比，讓手機的(de)前面闆看上(shàng)去不(bù)那麽「全面」。除了(le／liǎo)夏普 S2 這(zhè)一(yī / yì ／yí)款産品，目前還沒有那家廠商選擇在(zài)全面屏手機上(shàng)「硬上(shàng)」前置指紋。

索尼 Xperia XZ Premium

至于(yú)不(bù)少手機愛好者念念不(bù)忘的(de)側面指紋，由于(yú)體積和(hé / huò)厚度的(de)限制，也(yě)基本上(shàng)和(hé / huò)全面屏手機無緣。根據我們得到(dào)的(de)消息，目前唯一(yī / yì ／yí)在(zài)使用側面指紋的(de)索尼，在(zài)明年的(de)全面屏手機上(shàng)也(yě)極有可能放棄側面指紋方案。

折騰了(le／liǎo)一(yī / yì ／yí)圈，在(zài)現有的(de)技術下，想要(yào / yāo)在(zài)全面屏手機搭載指紋識别，就(jiù)隻剩下後置指紋這(zhè)一(yī / yì ／yí)條路可以(yǐ)走了(le／liǎo)，而(ér)後置指紋也(yě)不(bù)出(chū)意外地(dì / de)成爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)目前絕大(dà)多數全面屏手機的(de)選擇，雖然很多用戶并不(bù)喜歡後置指紋。

其實，原本将指紋識别模塊置于(yú)屏幕下方的(de)屏下指紋本應該是(shì)全面屏時(shí)代最完美、最無縫的(de)指紋識别方案。

不(bù)過遺憾的(de)是(shì)，無論是(shì)彙頂科技、Synaptics、蘋果（來(lái)自 2012 年收購的(de) AuthenTic）爲(wéi / wèi)代表的(de)光學指紋方案（原理類似于(yú)我們生活中常見的(de)考勤機、門禁），還是(shì)高通主導的(de)超聲波屏下指紋方案，在(zài)現階段都停留在(zài)「PPT」或者原型機的(de) demo 階段，沒有任何一(yī / yì ／yí)家的(de)方案可以(yǐ)量産。此外，随着蘋果在(zài) iPhone X 上(shàng)放棄了(le／liǎo)的(de)光學指紋，屏下指紋的(de)前景變得更加撲朔迷離。

未來(lái)的(de)全面屏手機隻能采用後置指紋嗎？

技術的(de)演進是(shì)無止盡，全面屏關掉了(le／liǎo)正面指紋這(zhè)扇門，但打開了(le／liǎo)另外一(yī / yì ／yí)個(gè)窗戶——人(rén)臉識别。

人(rén)臉識别在(zài)手機上(shàng)并不(bù)是(shì)什麽新鮮事物。早在(zài) 2011 年發布的(de) Android 4.0 中，Google 就(jiù)在(zài) Android 系統中集成了(le／liǎo)原生的(de)人(rén)臉識别解鎖功能，并在(zài)随後的(de) Android 5.0 中對這(zhè)個(gè)功能進行了(le／liǎo)大(dà)量的(de)優化。不(bù)過無論是(shì)解鎖的(de)速度、成功率還是(shì)安全性，Android 原生的(de)人(rén)臉識别解鎖都不(bù)太靠譜，基本上(shàng)是(shì)一(yī / yì ／yí)個(gè)「逗你玩」的(de)小功能。

在(zài)全面屏手機上(shàng)，第一(yī / yì ／yí)個(gè)在(zài)人(rén)臉識别上(shàng)做嘗試的(de)是(shì)三星。

在(zài)今年三月發布的(de) Galaxy S8/S8+，三星提供了(le／liǎo)多達三種生物解鎖方式：後置指紋、前置虹膜以(yǐ)及人(rén)臉識别。

雖然同樣基于(yú)前置攝像頭，但相比起以(yǐ)往不(bù)少手機「實驗性」的(de)人(rén)臉識别功能，三星 Galaxy S8/S8+ 人(rén)臉識别在(zài)速度上(shàng)有了(le／liǎo)明顯的(de)提高，很多時(shí)候可以(yǐ)直接「秒解」。

不(bù)過 Galaxy S8/S8+ 的(de)人(rén)臉識别體驗依然不(bù)夠完善，主要(yào / yāo)問題是(shì)對識别時(shí)的(de)角度和(hé / huò)光線的(de)要(yào / yāo)求較高，如果識别時(shí)的(de)角度和(hé / huò)錄入時(shí)不(bù)一(yī / yì ／yí)緻，或者光線反差較大(dà)，就(jiù)會有不(bù)小的(de)概率無法解鎖。在(zài)安全性上(shàng)，Galaxy S8/S8+ 也(yě)還有不(bù)小的(de)提升空間。雖然不(bù)至于(yú)随便用一(yī / yì ／yí)張自拍照就(jiù)能騙過手機，但用戶通過使用照片甚至是(shì)另一(yī / yì ／yí)部手機屏幕上(shàng)的(de)自拍，在(zài)不(bù)少時(shí)候依然可以(yǐ)騙過手機，成功解鎖手機。

但和(hé / huò)很多新功能一(yī / yì ／yí)樣，技術的(de)進步可以(yǐ)迅速地(dì / de)彌補體驗上(shàng)的(de)缺陷，手機人(rén)臉識别也(yě)是(shì)如此，這(zhè)裏我們有必要(yào / yāo)提到(dào)一(yī / yì ／yí)部非全面屏手機——小米 Note 3。

和(hé / huò)前置指紋同樣快的(de)人(rén)臉識别

小米 Note 3 是(shì)小米在(zài) 9 月 11 日的(de)發布會上(shàng)和(hé / huò) MIX 2 同時(shí)發布的(de)新品，它并沒有采用 MIX 2 那樣的(de)全面屏設計，而(ér)是(shì)采用了(le／liǎo)常規的(de)前置指紋識别，不(bù)過除此之(zhī)外，小米 Note 3 還提供了(le／liǎo)人(rén)臉識别功能。

有意思的(de)是(shì)，小米 Note 3 上(shàng)這(zhè)個(gè)看上(shàng)去似乎沒那麽起眼的(de)「附加」功能，卻把人(rén)臉識别的(de)體驗帶到(dào)了(le／liǎo)另外一(yī / yì ／yí)個(gè)層次。

相比三星在(zài) S8/S8+ 采用的(de)人(rén)臉識别功能，小米 Note 3 有幾個(gè)明顯的(de)改進。

第一(yī / yì ／yí)是(shì)對距離和(hé / huò)角度的(de)要(yào / yāo)求更低。使用小米 Note 3 的(de)人(rén)臉識别時(shí)，基本隻要(yào / yāo)人(rén)臉在(zài)前置攝像頭的(de)拍攝範圍内，同時(shí)外界的(de)光線沒有很差，小米 Note 3 基本都可以(yǐ)做到(dào)「秒解」，這(zhè)意味着用戶在(zài)使用時(shí)基本不(bù)用考慮姿勢的(de)問題，明顯提高了(le／liǎo)人(rén)臉解鎖的(de)成功率。

第二是(shì)暗光下的(de)優化。在(zài)外界光線較差的(de)情況下，小米 Note 3 可以(yǐ)通過屏幕的(de)光線對人(rén)臉進行補光，完成人(rén)臉的(de)識别，當然，這(zhè)時(shí)候識别的(de)成功率和(hé / huò)速度會有明顯的(de)下滑。

第三是(shì)更安全。雖然依然是(shì)基于(yú) 2D 的(de)圖像數據，但小米 Note 3 通過算法上(shàng)的(de)調整可以(yǐ)對解鎖對象進行判斷，比如說(shuō)在(zài)錄入人(rén)臉數據時(shí)，使用手機屏幕上(shàng)的(de)自拍以(yǐ)及普通的(de)照片是(shì)無法進行錄入的(de)，解鎖時(shí)自然也(yě)無法用自拍照或照片來(lái)破解，此外，小米 Note 3 還可以(yǐ)識别眼睛的(de)狀态，隻有睜開眼的(de)時(shí)候才可以(yǐ)解鎖，在(zài)閉眼時(shí)是(shì)無法解鎖。

這(zhè)些改進疊加在(zài)一(yī / yì ／yí)起，讓小米 Note 3 人(rén)臉識别的(de)可用性有了(le／liǎo)明顯的(de)提升。對于(yú)那些安全性上(shàng)沒有特别高要(yào / yāo)求的(de)用戶，無論是(shì)識别速度還是(shì)識别的(de)成功率，小米 Note 3 上(shàng)人(rén)臉識别解鎖手機的(de)體驗在(zài)大(dà)部分場景下已經可以(yǐ)媲美傳統的(de)前置指紋解鎖。套用現在(zài)挺流行的(de)數字命名法，三星 Galaxy S8/S8+ 是(shì)「人(rén)臉識别 1.0」，小米 Note 3 可以(yǐ)說(shuō)是(shì)做到(dào)了(le／liǎo)「人(rén)臉識别 2.0」。

更加值得一(yī / yì ／yí)提的(de)是(shì)，而(ér)是(shì)和(hé / huò)三星 S8/S8+ 的(de)人(rén)臉識别一(yī / yì ／yí)樣，小米 Note 3 的(de)「人(rén)臉識别 2.0」也(yě)不(bù)需要(yào / yāo)任何額外的(de)硬件，而(ér)是(shì)完全依靠傳統的(de)前置攝像頭進行人(rén)臉數據的(de)采集和(hé / huò)識别。之(zhī)所以(yǐ)會在(zài)體驗上(shàng)有如此大(dà)的(de)差别，靠的(de)是(shì)算法上(shàng)的(de)改良，小米 Note 3 的(de)人(rén)臉識别采用的(de)是(shì)國(guó)内曠視科技旗下的(de) Face++ 視覺服務平台提供的(de)方案，其背後是(shì)基于(yú)深度學習的(de)計算機視覺領域的(de)發展（又是(shì)一(yī / yì ／yí)個(gè)被人(rén)工智能所影響和(hé / huò)改變的(de)領域）。

對手機廠商來(lái)說(shuō)，這(zhè)意味着在(zài)可以(yǐ)在(zài)不(bù)增加硬件研發和(hé / huò)制造成本的(de)前提下，爲(wéi / wèi)手機增加一(yī / yì ／yí)個(gè)非常實用（尤其是(shì)對沒有前置指紋的(de)全面屏手機來(lái)說(shuō)）的(de)功能。根據我們的(de)了(le／liǎo)解，除了(le／liǎo)小米 Note 3，未來(lái)一(yī / yì ／yí)段時(shí)間裏，會有多款手機采用基于(yú)國(guó)内 AI 公司的(de)人(rén)臉識别方案，其中包括了(le／liǎo)剛剛發布的(de)全面屏手機 vivo X20，它的(de)技術同樣來(lái)自 Face++。而(ér)對用戶來(lái)說(shuō)，優秀的(de)人(rén)臉識别功能意味着在(zài)使用全面屏手機，可以(yǐ)不(bù)需要(yào / yāo)習慣後置指紋。

不(bù)過另一(yī / yì ／yí)方面，由于(yú)這(zhè)種基于(yú)前置攝像頭采集的(de)人(rén)臉識别在(zài)安全性上(shàng)相比傳統指紋還有所差距，爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)實現對安全級别要(yào / yāo)求更高的(de)支付驗證，後置指紋依然會繼續存在(zài)于(yú)全面屏手機上(shàng)，和(hé / huò)前置人(rén)臉識别共同成爲(wéi / wèi)未來(lái)一(yī / yì ／yí)段時(shí)間 Android 全面屏手機的(de)「标配」。

3D 人(rén)臉識别：取代指紋識别的(de)終極形态

算法上(shàng)的(de)進步讓基于(yú)前置攝像頭的(de)人(rén)臉識别體驗獲得了(le／liǎo)絕大(dà)的(de)改進，讓人(rén)臉識别具備了(le／liǎo)在(zài)部分場景下取代指紋識别的(de)能力，不(bù)過人(rén)臉識别想要(yào / yāo)更進一(yī / yì ／yí)步，去完全取代指紋識别的(de)話，還需要(yào / yāo)彌補兩個(gè)方面的(de)缺陷：第一(yī / yì ／yí)是(shì)暗光以(yǐ)及黑暗環境下的(de)解鎖，第二是(shì)提高安全系數，做到(dào)指紋級别的(de)安全。

做到(dào)第一(yī / yì ／yí)點并不(bù)困難，加一(yī / yì ／yí)個(gè)紅外攝像頭就(jiù)行了(le／liǎo)，至于(yú)第二點，蘋果在(zài) iPhone X 上(shàng)已經拿出(chū)了(le／liǎo)解決方案——Face ID。

相比上(shàng)面提到(dào)的(de)基于(yú)前置攝像頭 2D 平面數據的(de)人(rén)臉識别，Face ID 最大(dà)的(de)區别是(shì)多了(le／liǎo)增加了(le／liǎo)深度數據。iPhone X 額頭上(shàng)的(de)「齊劉海」部分包含了(le／liǎo)蘋果自己研發的(de)原深感攝像頭模組，可以(yǐ)通過類似 Kinect 的(de)散斑結構光方案，獲取深度數據，從而(ér)構建出(chū)人(rén)臉的(de) 3D 模型，配合對應的(de)算法，可以(yǐ)從根本上(shàng)杜絕了(le／liǎo)使用 2D 的(de)圖像或視頻進行解鎖的(de)可能性，大(dà)大(dà)提高了(le／liǎo)安全性（蘋果的(de)表示誤識别率隻有百萬分之(zhī)一(yī / yì ／yí)）。

由于(yú) iPhone X 還需要(yào / yāo)一(yī / yì ／yí)個(gè)多月才會上(shàng)市，我們現在(zài)還無法獲知 Face ID 的(de)實際體驗究竟如何。不(bù)過考慮到(dào)蘋果以(yǐ)往在(zài)新技術上(shàng)穩妥的(de)策略（不(bù)真正做好基本不(bù)會拿出(chū)來(lái)用），Face ID 的(de)解鎖體驗應該至少不(bù)會比 Touch ID 有明顯的(de)落差。至于(yú)安全性，考慮到(dào)蘋果已經允許 Face ID 用于(yú) Apple Pay 支付，足以(yǐ)證明它的(de)安全性不(bù)是(shì)問題，畢竟在(zài)支付安全這(zhè)方面，沒有哪家廠商敢「玩火」。

Animoji

此外，有了(le／liǎo)人(rén)臉的(de) 3D 數據，iPhone X 還可以(yǐ)實現一(yī / yì ／yí)些實用的(de)功能，比如自拍時(shí)的(de)背景虛化、更高級别的(de)人(rén)像美顔以(yǐ)及 Animoji 這(zhè)樣的(de)實時(shí)的(de)臉部行爲(wéi / wèi)捕捉，這(zhè)也(yě)是(shì) 3D 人(rén)臉識别相較于(yú)隻能做對錯識别的(de)傳統指紋識别的(de)一(yī / yì ／yí)個(gè)優勢。

由于(yú) Face ID 這(zhè)種 3D 人(rén)臉解鎖的(de)硬件方案較爲(wéi / wèi)複雜且成本高，算法也(yě)不(bù)容易做，安卓陣營短期内很難跟進。根據我們的(de)了(le／liǎo)解，安卓陣營最快也(yě)需要(yào / yāo)等到(dào)明年下半年才可能有旗艦機采用類似 Face ID 的(de) 3D 人(rén)臉識别技術，在(zài)中低端手機中普及需要(yào / yāo)更久。

不(bù)過真到(dào)了(le／liǎo) 3D 人(rén)臉識别技術開始在(zài) Android 手機中普及的(de)時(shí)候，可能也(yě)就(jiù)意味着傳統指紋識别在(zài)智能手機中會走向「末路」，畢竟當人(rén)臉識别可以(yǐ)做到(dào)和(hé / huò)指紋一(yī / yì ／yí)樣方便、一(yī / yì ／yí)樣安全（甚至更安全）并且還能提供其他(tā)附加功能的(de)時(shí)候，我們爲(wéi / wèi)什麽還需要(yào / yāo)指紋識别？

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