此前关于苹果8将采用屏下指纹识别技术的消息此起彼伏，在众人都期待万分的时候，苹果突然甩出一记重磅炸弹，直接宣传取消指纹识别。这让一直以来以苹果为风向标的安卓机集团懵圈儿了，更让不久前还宣称成功研发出屏下指纹识别的vivo站上荣耀之巅。毕竟苹果做不到的事情，vivo做到了。
那么，苹果为什么最终还是放弃屏下指纹识别？屏下指纹究竟是有多难？Vivo又是如何做到的？
苹果都无力的光学式指纹有多难？
目前而言，屏下指纹把指纹模组置于显示屏下方，考虑到目前电容式指纹识别芯片300μm左右的穿透能力，而通常400——500μm、弧面玻璃更厚的700多μm的厚度电容式远达不到要求，因此，光学式和超声波式才成为最佳的解决方案。
此前传言称苹果就是在研发光学式屏下指纹识别，但根据消息看来，苹果仍未解决屏下指纹的相关问题。分析师郭明池认为原因是屏下指纹识别方案有穿透性相关技术难题，如OLED虽比LCD薄，但面板模组太多层数不利于穿透，因此穿透性能力不如预期。
因OLED无需背光面板即可发光，更为纤薄，有利于将手机做得更薄，并且OLED即使没有背光面板也不会出现漏光问题；另外OLED在屏幕素质上要更好，在色域、对比度、功耗上都要好于LCD屏幕。除此之外，OLED还能实现弯曲设计。更为重要的是，指纹识别能与OLED屏幕共享排线，使之达到较为完美的契合度。种种优势决定了在全面屏风潮下，iPhone 8要想实现屏下指纹，一个不可或缺的要素便是OLED屏幕。
因OLED屏幕自发光的特性，其RGB像素点之间留有一定间隔，通过一些工艺使光线透过像素点之间的间隔缝隙（光学指纹识别就是依靠光线反射），光学指纹芯片接收到这些光线后，再运行相关算法去识别指纹，实现Under-Display方式的指纹识别。同理，AMOLED的RGB像素点之间也有机会放下光学指纹传感器，实现In-Display指纹识别。
但是，无论Under-Display还是In-Display方式，光学指纹识别都会存在分辨率与指纹识别平衡的问题，即屏幕分辨率越高，留给光学指纹的缝隙就越小，光学指纹也就越难实现，这也是此前为什么传闻iPhone 8屏幕下方区域不可显示只可触摸的原因。而且，屏下指纹技术还会导致屏幕亮度不平衡的问题，扫描指纹的区域明显比其余部分更亮。
此外，光学指纹解锁技术的使用需要合理布局，统筹全面屏玻璃的设计、摄像头小型化、听筒的小型化、新型指纹芯片的设计等各个方面，需要一定的时间才能完成和完善。
重重技术难题让苹果暂时无法攻克，而作为十周年的产品，苹果也不会在无奈之下将指纹识别后置，所以取消指纹识别功能似乎成了唯一的选择。
作为技术与品质向导的苹果都放弃屏内指纹识别了，vivo却在不久前上海举办的MWC2017上发布了屏下指纹识别技术，但却不是光学式的，而是基于超声波技术的屏下指纹。
Vivo的超声波屏下指纹能顺利量产吗？
据笔者了解，此次vivo发布的屏下指纹识别技术是基于高通的超声波解决方案，将传感器放置在OLED屏下方，利用超声波穿透材料的能力，从而实现指纹的扫描、录入和匹配。此前小米5s就是采用的是高通上一代的超声波方案，因信号穿透需要，小米5s指纹识别上方的玻璃盖板也进行了减薄处理。如果将超声波指纹识别传感器放在显示屏下方，就需要穿透显示屏、触摸屏以及盖板玻璃的厚度。
在上海MWC2017上，高通展示的是最新的2.1版本的屏幕下的超声波指纹识别方案，其新的超声波指纹识别技术已经可以穿透1.2mm的OLED屏，或者0.8mm的玻璃。
另外，其信号也可以穿透0.65mm的金属后盖，这也意味着高通的新一代超声波指纹识别可以放到金属后盖的里面，而后盖不需要开孔（可能需要减薄），就可以实现指纹识别。
但此屏下指纹识别仍存在相关技术挑战，如需提高扫描能力、屏幕解锁速度和反应速度等问题。分析师郭明錤更是直言，屏下指纹技术的大规模生产也存在不确定性，高通将面临的一个问题是，并非所有安卓智能机都有OLED屏幕和比较薄（能适配屏下指纹）的玻璃表层。
而且，相对于利用屏幕自身光源的光学屏下指纹识别来说，屏下超声波指纹识别则是主动式感应，其本身的功耗就比较高，在持续的工作状态下，功耗将会更高。另外，超声波要实现屏下指纹识别，需贴到OLED屏下，易损坏OLED屏，良率很难控制。
此前三星高管曾声称vivo发布的超声波屏下指纹技术，良率低，量产难，依他的说法来看，除技术原因外，vivo量产难的另一因素在于资源掌控的被动性。
如vivo屏下指纹识别技术主导方是高通，整个产业化推进的节奏由高通掌控，vivo只不过是其合作伙伴之一。OLED屏幕资源的主导方则是三星，众所周知，OLED屏幕95%的产能都由三星掌控，在优先保证苹果和自己手机的供应后，剩余量已然不足，vivo今年能拿到的产量不是十分可观。
在此情况下，vivo量产“屏下指纹识别”手机的可能性已经是微乎其微。
因此，整体而言，光学式屏下指纹识别相对与超声波屏下指纹识别来说，更易实现。目前苹果虽暂时没攻克光学式屏下指纹识别，但其研发也不会停止，而且还可能加入更多新的生物识别技术，如3D刷脸解锁及支付。
3D人脸识别是怎么实现的？
不久前，在手机报举办的《风口浪尖的3D成像将引爆智能交互革命》的论坛上，有嘉宾就认为，未来3D摄像头将会成为趋势，并且还会实现人脸识别等应用，取代指纹识别。短短数月，苹果3D刷脸解锁支付技术就已来临。
据消息称，OLED 版的iphone配备3D sensing，可支持脸部识别与改善自拍品质，因无指纹识别，可能仅能依靠脸部识别做安全相关应用，故对3D sensing品质标准要求很高，这也提升了相关硬体生产与软体设计的困难度。
基于目前智能手机上3D摄像头的席卷潮流，也为人脸识别技术提供了机遇。据笔者了解，目前已有厂商推出了3D人脸识别技术。有业内人士透露，“随着生物识别技术进步，3D人脸识别方案的推出，可以取代指纹识别功能。”
据悉，3D人脸识别是在摄像机采集含有人脸的2D图像时，辅以结构光方案和双摄算法，即可实现识别功能。其3D人脸识别的优势在于，摄像头上下左右偏移15度，图像画质还可以保持高分辨率，完全可替代指纹识别。
另外，3D人脸对传感器的速度和精度要求很高，能否应用在新设备上还不确定。有业内人士表示，目前3D人脸识别技术已经相当成熟。苹果如若确定采用3D人脸识别技术，将会极大地推动该产业的爆发。
总而言之，目前屏下指纹识别无论是光学式还是超声波式在今年都难说量产及商用，有很大可能在今年下半年发布的全面屏机型上，国产厂商还是后置指纹居多。而就苹果而言，严苛的完美主义要求下，不会采用后置指纹，而3D刷脸解锁及支付，仍需等待9月份的发布才会最终尘埃落定，但可以预见，一旦苹果确定采用3D刷脸解锁功能，将为其带来很大的竞争力。
至于苹果取消指纹识别，以国产厂商日渐提升的影响力来说，指纹识别仍会一段时间内存在，并将随着明年屏下指纹的商用而逐渐收缩。
张燕芬
2017-07-07 14:26
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