全面屏手機時代，指紋識別要何去何從？去年11月，小米在發(fā)布第一代MIX手機的時候，提出了「正面全是屏幕」的「全面屏」概念，用來描述手機正面超高的屏占比。之后，全面屏這個名詞逐漸被手機行業(yè)的從業(yè)人員和普通消費者所接受，廣泛地用來描述那些采用較長比例的屏幕面板（通常在18：9左右）同時屏占比較高的手機。

到了今年下半年，隨著三星GalaxyNote8、小米MIX2、iPhoneX、vivoX20等產(chǎn)品的推出，全面屏已經(jīng)儼然成為了手機行業(yè)里最熱門的詞匯。

不過全面屏在為用戶帶來更加優(yōu)秀的視覺體驗的同時，也帶來了一個問題：手機無法采用前置指紋。

全面屏和指紋識別的矛盾

2013年9月，蘋果在iPhone5s上首次搭載了前置按壓式的指紋識別方案。之后的幾年里，位于屏幕面板下方的前置指紋識別逐漸成為了智能手機的「標(biāo)配」，目前除了少數(shù)產(chǎn)品在使用后置指紋以及一直采用側(cè)面指紋的索尼，目前絕大多數(shù)智能手機采用的都是前置指紋識別方案。

不過到了全面屏手機時代，為了在尺寸基本保持不變的情況下「塞」進(jìn)去更大更長的屏幕，手機廠商需要通過大幅度縮減手機上下邊框的方式來提高屏占比，這就導(dǎo)致手機的「下巴」部分沒有足夠的空間來增加前置指紋模塊。

當(dāng)然，非要全面屏上強行加前置指紋也不是不可以，但做出來基本就是夏普S2這個樣子，正面指紋是有了，但「下巴」也長了，降低了屏占比，讓手機的前面板看上去不那么「全面」。除了夏普S2這一款產(chǎn)品，目前還沒有那家廠商選擇在全面屏手機上「硬上」前置指紋。

至于不少手機愛好者念念不忘的側(cè)面指紋，由于體積和厚度的限制，也基本上和全面屏手機無緣。根據(jù)我們得到的消息，目前唯一在使用側(cè)面指紋的索尼，在明年的全面屏手機上也極有可能放棄側(cè)面指紋方案。

折騰了一圈，在現(xiàn)有的技術(shù)下，想要在全面屏手機搭載指紋識別，就只剩下后置指紋這一條路可以走了，而后置指紋也不出意外地成為了目前絕大多數(shù)全面屏手機的選擇，雖然很多用戶并不喜歡后置指紋。

其實，原本將指紋識別模塊置于屏幕下方的屏下指紋本應(yīng)該是全面屏?xí)r代最完美、最無縫的指紋識別方案。

不過遺憾的是，無論是匯頂科技、Synaptics、蘋果（來自2012年收購的AuthenTic）為代表的光學(xué)指紋方案（原理類似于我們生活中常見的考勤機、門禁），還是高通主導(dǎo)的超聲波屏下指紋方案，在現(xiàn)階段都停留在「PPT」或者原型機的demo階段，沒有任何一家的方案可以量產(chǎn)。此外，隨著蘋果在iPhoneX上放棄了的光學(xué)指紋，屏下指紋的前景變得更加撲朔迷離。

未來的全面屏手機只能采用后置指紋嗎？

技術(shù)的演進(jìn)是無止盡，全面屏關(guān)掉了正面指紋這扇門，但打開了另外一個窗戶——人臉識別。

人臉識別在手機上并不是什么新鮮事物。早在2011年發(fā)布的Android4.0中，Google就在Android系統(tǒng)中集成了原生的人臉識別解鎖功能，并在隨后的Android5.0中對這個功能進(jìn)行了大量的優(yōu)化。不過無論是解鎖的速度、成功率還是安全性，Android原生的人臉識別解鎖都不太靠譜，基本上是一個「逗你玩」的小功能。

在全面屏手機上，第一個在人臉識別上做嘗試的是三星。

在今年三月發(fā)布的GalaxyS8/S8+，三星提供了多達(dá)三種生物解鎖方式：后置指紋、前置虹膜以及人臉識別。

雖然同樣基于前置攝像頭，但相比起以往不少手機「實驗性」的人臉識別功能，三星GalaxyS8/S8+人臉識別在速度上有了明顯的提高，很多時候可以直接「秒解」。

不過GalaxyS8/S8+的人臉識別體驗依然不夠完善，主要問題是對識別時的角度和光線的要求較高，如果識別時的角度和錄入時不一致，或者光線反差較大，就會有不小的概率無法解鎖。在安全性上，GalaxyS8/S8+也還有不小的提升空間。雖然不至于隨便用一張自拍照就能騙過手機，但用戶通過使用照片甚至是另一部手機屏幕上的自拍，在不少時候依然可以騙過手機，成功解鎖手機。

但和很多新功能一樣，技術(shù)的進(jìn)步可以迅速地彌補體驗上的缺陷，手機人臉識別也是如此，這里我們有必要提到一部非全面屏手機——小米Note3。

和前置指紋同樣快的人臉識別

小米Note3是小米在9月11日的發(fā)布會上和MIX2同時發(fā)布的新品，它并沒有采用MIX2那樣的全面屏設(shè)計，而是采用了常規(guī)的前置指紋識別，不過除此之外，小米Note3還提供了人臉識別功能。

有意思的是，小米Note3上這個看上去似乎沒那么起眼的「附加」功能，卻把人臉識別的體驗帶到了另外一個層次。

相比三星在S8/S8+采用的人臉識別功能，小米Note3有幾個明顯的改進(jìn)。

第一是對距離和角度的要求更低。使用小米Note3的人臉識別時，基本只要人臉在前置攝像頭的拍攝范圍內(nèi)，同時外界的光線沒有很差，小米Note3基本都可以做到「秒解」，這意味著用戶在使用時基本不用考慮姿勢的問題，明顯提高了人臉解鎖的成功率。

第二是暗光下的優(yōu)化。在外界光線較差的情況下，小米Note3可以通過屏幕的光線對人臉進(jìn)行補光，完成人臉的識別，當(dāng)然，這時候識別的成功率和速度會有明顯的下滑。

第三是更安全。雖然依然是基于2D的圖像數(shù)據(jù)，但小米Note3通過算法上的調(diào)整可以對解鎖對象進(jìn)行判斷，比如說在錄入人臉數(shù)據(jù)時，使用手機屏幕上的自拍以及普通的照片是無法進(jìn)行錄入的，解鎖時自然也無法用自拍照或照片來破解，此外，小米Note3還可以識別眼睛的狀態(tài)，只有睜開眼的時候才可以解鎖，在閉眼時是無法解鎖。

這些改進(jìn)疊加在一起，讓小米Note3人臉識別的可用性有了明顯的提升。對于那些安全性上沒有特別高要求的用戶，無論是識別速度還是識別的成功率，小米Note3上人臉識別解鎖手機的體驗在大部分場景下已經(jīng)可以媲美傳統(tǒng)的前置指紋解鎖。套用現(xiàn)在挺流行的數(shù)字命名法，三星GalaxyS8/S8+是「人臉識別1.0」，小米Note3可以說是做到了「人臉識別2.0」。

更加值得一提的是，而是和三星S8/S8+的人臉識別一樣，小米Note3的「人臉識別2.0」也不需要任何額外的硬件，而是完全依靠傳統(tǒng)的前置攝像頭進(jìn)行人臉數(shù)據(jù)的采集和識別。之所以會在體驗上有如此大的差別，靠的是算法上的改良，小米Note3的人臉識別采用的是國內(nèi)曠視科技旗下的Face++視覺服務(wù)平臺提供的方案，其背后是基于深度學(xué)習(xí)的計算機視覺領(lǐng)域的發(fā)展（又是一個被人工智能所影響和改變的領(lǐng)域）。

對手機廠商來說，這意味著在可以在不增加硬件研發(fā)和制造成本的前提下，為手機增加一個非常實用（尤其是對沒有前置指紋的全面屏手機來說）的功能。根據(jù)我們的了解，除了小米Note3，未來一段時間里，會有多款手機采用基于國內(nèi)AI公司的人臉識別方案，其中包括了剛剛發(fā)布的全面屏手機vivoX20，它的技術(shù)同樣來自Face++。而對用戶來說，優(yōu)秀的人臉識別功能意味著在使用全面屏手機，可以不需要習(xí)慣后置指紋。

不過另一方面，由于這種基于前置攝像頭采集的人臉識別在安全性上相比傳統(tǒng)指紋還有所差距，為了實現(xiàn)對安全級別要求更高的支付驗證，后置指紋依然會繼續(xù)存在于全面屏手機上，和前置人臉識別共同成為未來一段時間Android全面屏手機的「標(biāo)配」。

3D人臉識別：取代指紋識別的終極形態(tài)

算法上的進(jìn)步讓基于前置攝像頭的人臉識別體驗獲得了絕大的改進(jìn)，讓人臉識別具備了在部分場景下取代指紋識別的能力，不過人臉識別想要更進(jìn)一步，去完全取代指紋識別的話，還需要彌補兩個方面的缺陷：第一是暗光以及黑暗環(huán)境下的解鎖，第二是提高安全系數(shù)，做到指紋級別的安全。

做到第一點并不困難，加一個紅外攝像頭就行了，至于第二點，蘋果在iPhoneX上已經(jīng)拿出了解決方案——FaceID。

相比上面提到的基于前置攝像頭2D平面數(shù)據(jù)的人臉識別，F(xiàn)aceID最大的區(qū)別是多了增加了深度數(shù)據(jù)。iPhoneX額頭上的「齊劉海」部分包含了蘋果自己研發(fā)的原深感攝像頭模組，可以通過類似Kinect的散斑結(jié)構(gòu)光方案，獲取深度數(shù)據(jù)，從而構(gòu)建出人臉的3D模型，配合對應(yīng)的算法，可以從根本上杜絕了使用2D的圖像或視頻進(jìn)行解鎖的可能性，大大提高了安全性（蘋果的表示誤識別率只有百萬分之一）。

由于iPhoneX還需要一個多月才會上市，我們現(xiàn)在還無法獲知FaceID的實際體驗究竟如何。不過考慮到蘋果以往在新技術(shù)上穩(wěn)妥的策略（不真正做好基本不會拿出來用），F(xiàn)aceID的解鎖體驗應(yīng)該至少不會比TouchID有明顯的落差。至于安全性，考慮到蘋果已經(jīng)允許FaceID用于ApplePay支付，足以證明它的安全性不是問題，畢竟在支付安全這方面，沒有哪家廠商敢「玩火」。

此外，有了人臉的3D數(shù)據(jù)，iPhoneX還可以實現(xiàn)一些實用的功能，比如自拍時的背景虛化、更高級別的人像美顏以及Animoji這樣的實時的臉部行為捕捉，這也是3D人臉識別相較于只能做對錯識別的傳統(tǒng)指紋識別的一個優(yōu)勢。

由于FaceID這種3D人臉解鎖的硬件方案較為復(fù)雜且成本高，算法也不容易做，安卓陣營短期內(nèi)很難跟進(jìn)。根據(jù)我們的了解，安卓陣營最快也需要等到明年下半年才可能有旗艦機采用類似FaceID的3D人臉識別技術(shù)，在中低端手機中普及需要更久。不過真到了3D人臉識別技術(shù)開始在Android手機中普及的時候，可能也就意味著傳統(tǒng)指紋識別在智能手機中會走向「末路」，畢竟當(dāng)人臉識別可以做到和指紋一樣方便、一樣安全（甚至更安全）并且還能提供其他附加功能的時候，我們?yōu)槭裁催€需要指紋識別？