人臉識別對比指紋解鎖，Face ID真的勝過指紋解鎖？

從數字密碼到手勢圖案，從指紋識別到面部識別，當智能手機成為人們生活一部分的時候，智能手機內部存儲的隱私信息也越來越多，作為智能手機廠商，用戶的隱私信息安全就成為亟待解決的一件事情。數字密碼和手勢圖案雖然也能夠保護用戶的隱私安全，但在用戶體驗方面卻並沒有優勢，指紋識別和面部識別的出現讓「一步解鎖」成為現實，但圍繞這兩項解鎖方案的深層技術卻一直受到爭論，這種爭論的焦點不僅局限於安全性方面，同時還有真實的用戶體驗。

指紋識別

指紋識別目前主要有三種方案：電容指紋識別、光學指紋識別以及超聲波指紋識別，三種方案基本也能夠代表指紋識別發展的三個不同階段，早期的智能手機解鎖方案以電容指紋識別為主流，直到現在依然是非常成熟的識別方案，但屏下指紋識別的興起讓電容式指紋識別在智能手機的應用受到一些衝擊，但這並不意味著電容式指紋識別會被市場淘汰。

電容式指紋識別

在智能手機的指紋解鎖方式上，我們已經非常熟悉的正面面板指紋解鎖、背部指紋識別以及側面指紋識別都是採用電容式指紋識別，這種指紋識別方案通過識別區域面板下方的感測器與手指皮下電解液形成電場，指紋的凹凸紋理是電容式指紋識別方案的主要判斷依據。目前電容式指紋識別的技術已經非常成熟，但這種成熟度主要體現在商用量產能力和解鎖速度方面，在當下逐漸成為主流的屏幕指紋解鎖方案中，低穿透性的劣勢讓電容式指紋解鎖始終無法得到更大的突破，因此智能手機進入全面屏時代之後，光學指紋識別方案成為電容式指紋識別的主要競爭對手之一。

光學指紋識別

與電容式指紋識別方案不同，光學指紋識別的實現原理主要藉助光線，因此在應用的場景環境方面要比電容式指紋識別的限制更多一些，但隨著光學指紋識別技術的不斷發展和進步，日常生活中的主要場景基本都能應用光學指紋識別方案，光學指紋識別的識別區域面板一般有透明鏡片構成，其內部有三稜鏡作為光線折射，將手指凹凸不平的紋理指紋反射到CMOS，通過分析比對和初始指紋庫中紋理的灰度變化進行指紋識別。

光學指紋識別目前已經成為屏下指紋識別的主要方案之一，不過這項方案雖然也基本成熟，但未來仍有很大的提升空間，雖然屏幕指紋解鎖的速度也已經非常快，但相較於傳統的電容式指紋識別仍有差距，同時電容式指紋識別也一直都在繼續發展，並且有研發機構將電容式指紋識別與LCD面板結合正在打造電容式的屏幕指紋識別解鎖方案，不過光學指紋識別在屏下的方案中自然是比電容式屏下指紋方案更成熟，接下來要做的是繼續提升解鎖速度，這樣才能力爭不會在短時間內被替代。

超聲波指紋識別

有望替代光學屏幕指紋識別方案的技術是來自高通的3D超聲波指紋識別，這項方案是高通在2015年公布的一項技術，在智能手機行業最早搭載這項技術的機型是小米5S，此後vivo也曾展示過這項技術的商用產品，2019年初發布的三星Galaxy S10系列屏幕指紋解鎖同樣也是高通的3D超聲波指紋識別方案，這是3D超聲波指紋識別方案首次被應用到智能手機的屏下識別方案中。

超聲波指紋識別的原理與前面兩種不盡相同，用於識別指紋的介質是特定頻率的超聲波，由於超聲波可以在多種材質進行傳播，因此這項技術在玻璃面板、金屬面板以及塑料面板下均能應用，而且超聲波指紋識別通過超聲波獲得手指指紋紋理凹凸位置的聲波回應來構建3D指紋模型，所以即便手指表面有汗水、泥土等污漬也同樣不會影響識別。

人臉識別

雖然人臉識別並不是新鮮的技術，但應用在智能手機的先河還是要從2017年的iPhone X說起。當時iPhone X的外觀採用了有爭議的劉海屏，隨後包括華為、小米科技等國內廠商開始跟風推出劉海全面屏，但這種全面屏方案卻受到很多網友的吐槽。

3D結構光人臉識別

如今回顧iPhone X的額頭設計，這種劉海全面屏方案可能是為了實現Face ID的一種妥協方案，因為想要實現3D結構的Face ID解鎖，額頭必須嵌入紅外鏡頭、泛光感應元件、距離感測器、環境光感測器、前置鏡頭以及點陣投影器等元器件，同時還有智能手機必備的麥克風和揚聲器，但國內廠商中除了首發Android版3D結構光的小米8透明探索版，其他劉海屏機型更像是為了劉海屏而使用的劉海屏設計。

Face ID對面部的識別是通過三萬個矩陣識別點，根據投射到面部不同區域的距離而自建3D人臉模型，更精準地與初始錄入數據進行比對，從而實現人臉識別解鎖，此外包括機遇AR的Animoji動態表情也是通過這項功能實現的，不過很快Face ID便遭遇到更強勁的對手。

3D ToF面部識別

研發這項技術的廠商不是別人，而是國產手機品牌——vivo，在vivo展出的3D ToF面部識別樣機上面，頂部內置紅外攝像頭、ToF激光發射器、光線感應器以及距離感應器，其原理與Face ID大同小異，不過投射的矩陣識別點是Face ID的10倍，30萬的投射點自然帶來比Face ID更加精準的面部信息採集，從而構建更加精準的3D人臉模型。

相較於Face ID的升級之處不僅在於識別點位的增加，而且在識別距離上也延長至10米範圍，因此3D ToF面部識別的應用也就不再局限於近距離的人臉識別解鎖，遠距離的3D拍照、3D體感遊戲以及3D試衣等功能也同樣可以實現。

對比總結

不論是基於3D結構光的人臉識別，還是利用超聲波的3D超聲波指紋識別，對於技術精準度的要求都是非常高的，因為精準度的高低關乎著一項生物識別的安全性，當人體的某一特徵作為密碼被使用的時候，對於安全性的信賴只能是寄托在方案的提供商，這一點是我們普通消費者無法操控的。

不過在實際體驗方面，主要的選擇還是在於普通消費者，所有的人臉識別在體驗方面基本都一致，就是當我們拿起手機，前置鏡頭以及相關感測器對著面部的時候能夠自動識別，其解鎖速度也是在用戶可以接受的範圍內。但指紋識別既然能夠被廣泛應用，自然有它獨特的優勢，當我們從桌面拿起手機、當我們從口袋掏出手機……在很多場景下，我們可能還沒有將手機拿到眼前，通過指紋識別已經完成了解鎖，當然這種差距雖然看似不大，但各項同類技術在未來的競爭中，勝者的優勢往往在於微小的細節。

如今2019年的新款iPhone還沒有太多官方消息，但有傳聞稱新款iPhone將會推出中國特供版，其主要變化就在於放棄Face ID，在識別方案上採用屏幕指紋解鎖的技術，而且隨著高通與蘋果的和解，這項指紋解鎖方案有可能是高通的3D超聲波解鎖，對比人臉識別和指紋識別之後，你還會認為放棄Face ID的iPhone有遺憾嗎？

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