iPhone为什么不使用？智能手机屏幕下指纹识别技术科普

2018年智能手机最大的创新，当属屏下指纹技术，传统的指纹识别模块需要单独开辟一块区域安放，智能手机的正面区域太宝贵，背面又不方便，因此屏下指纹识别技术得到了手机业界的支持，于是各大供应商与手机企业通力合作，屏下指纹识别技术从研发成功到正式商用仅用了短短一两年，这便是商业与科技发展相辅相成的一个经典案例，通过商业竞争，提高了手机用户的体验，科技也得以进步。

首先先聊一聊指纹识别的原理，人的指纹是由凸出的嵴（ji）和凹陷峪（yu）的组成，因为指纹的凹陷所以我们能看到一圈圈的纹路，进而判断出一个人的指纹特征，原则上所有指纹识别技术都是通过对指纹纹路的识别进行判断。

目前的屏幕下指纹识别的实现主要有三种技术，分别是高通的超声波指纹识别，新思主导的光电反射指纹识别和汇顶的光感指纹识别。

高通的屏幕下超声波指纹识别，首发于2017年6月28日的世界移动大会上，由vivo与高通合作研发，通过超声波的反射情况判断出指纹的嵴 峪结构，进而验证指纹归属。其优点是支持湿手解锁，以及同时支持玻璃，金属材质。

荣耀10，小米5S，乐视乐Max2采用的即是该技术。在ZUK Z2 上，通过Home键的屏幕设备也实现了手势探测，心跳血流探测功能，可谓功能强大。但该技术的使用体验相对成熟的电容指纹识别较差，因此采用机型较少，目前也未得到商用。

百科 Lenovo 联想 ZUK Z2 Pro 智能手机联想ZUK Z2 Pro搭载高通骁龙820处理器，与其它搭载该处理器机型不同的是，这款手机引入了SPU（Sensor Processing Unit）理念，并基于CPU+GPU+SPU三体处理器架构深度开发，号称是全球首款100%激发骁龙820平台潜能的手机。具体说来，Z2 Pro内置了十个传感器，这些传感器经过SPU（Hexagon 680）协调运转，实现低功耗状态下全时人体和环境感知技术和智能通讯技术的融合。它采用真3D玻璃机身，与2.5D玻璃最大的区别在于整个玻璃表面都是均匀的弧度，还采用航空铝加固整体式中框，RollCage结构减震设计，可以提升抗压能力，保护手机安全。屏幕方面，它的三星最新一代5.2英寸1080P全高清Super AMOLED显示屏幕，拥有100000：1动态对比度，支持178°广角显示，屏幕黑边仅有0.05mm，黑边+白边总边框厚度为1.41mm。拍照功能上，其拥有最新一代1300万像素2M8传感器，1.34μm大像素颗粒，以及1/2.6英寸大尺寸CMOS感光元件；采用F1.8大光圈、大像素和双重防抖，支持PDAF+CAF双模式对焦，支持4K视频拍摄，可实现960fps超高速拍摄。其它一些特色功能上，Z2 Pro具有508 DPI低功耗电容式3D指纹传感器，支持湿手指纹解锁；还打通了Android与iOS两大生态系统，用户可以通过ZUI系统登录iCloud账号，实现与iPhone的资料同步；通讯制式上为7模23频设计，支持最新VoLTE 4G语音通话技术，内置数据漫游功能。 值447 点评4 原创3 好价40去购买查看详情

百科HUAWEI 华为 荣耀10 智能手机荣耀10正面采用异形全面屏与超声波隐藏式前置指纹的设计，背部双摄横置，整机采用双玻璃与金属中框的设计，背部玻璃加上表面的极光镀膜工艺，每部手机都会呈现不同的色泽。正面屏幕采用5.84英寸“小萌脸”屏幕，分辨率为2280x1080。同时，作为主打年轻化的产品，荣耀10也在配色上下了些许笔墨，带来了渐变极光配色，提供“幻影紫”、“幻影蓝”、海鸥灰和幻夜黑。荣耀10搭载华为旗舰级SoC，标配海思麒麟970八核处理器，拥有10nm制程工艺、GPU为Mail-G72MP12，内置人工智能专用处理单元NPU，也让荣耀10开启了“荣耀手机AI 2.0时代”。荣耀10提供6GB+64GB，6GB+128GB两种内存组合；标配3400mAh容量电池，并支持5V 4.5A超级快充，依旧配备AK4376A HiFi芯片，并支持全功能NFC，支持多地公交卡。摄像头方面，荣耀10前置搭载2400万像素摄像，支持AI美颜。主摄像头搭载1600万像素+2400万像素双摄组合，双f/1.8光圈、支持AI，支持人像模式，并支持5种3D人像光效。主摄像头支持AI自动场景识别，针对不同场景提供不同的优化。 值23 点评2 原创0 好价45去购买查看详情

第二种则是新思主导的屏幕下光电反射指纹识别技术，首发于2018年1月CES展会。过去传统的指纹识别考勤机，即是使用了这种技术。

其原理为，通过在通过侧方的光源照亮手指，由于手指的峪和嵴深度不同，因此通过对不同反射光进行手指指纹的绘制。当前该技术由于阳光下的成功率不高已被弃用，新思也宣布已退出屏幕指纹识别芯片的研发。

采用新思电反射指纹识别技术的产品主要有vivo X20 PD,vivo X21 PD,魅族16th/16th plus，魅族16X等。

百科MEIZU 魅族 16X 智能手机魅族 16X 采用跟魅族 16th 一样的三星定制 AMOLED 屏幕，6.1 英寸 2160x1080，屏占比 90.62%，提供了 100Hz 的屏幕采样频率使全面屏手势操作更加流畅。此外魅族 16X 还标配了这个价位不常见的屏下指纹，识别速度 0.25s，支持微信/支付宝移动支付。机身材质上，魅族 16X 采用反潮流的金属一体化机身，提供砚墨黑、晨曦金、以及用金属做出陶瓷质感的汝窑白三种配色。魅族 16X 采用高通“准旗舰”骁龙 710 移动平台，全系标配 6GB LPDDR4X；游戏帧率相比华为 Mate 10 更加稳定，吃鸡等 10 款主流游戏的测试都达到了 98% 以上的帧率半分比（平均帧率/最高帧率）。电池容量 3100mAh，可以支持连续玩王者荣耀 5.8 小时，连续玩刺激战场 5.5 小时，连续观看电视剧 14 小时。拍照部分魅族 16X 采用跟 16th 相同的“前置最小”前置 2000 万像素摄像头，支持虹软第五代 AI 美颜算法及前置虚化；主摄部分搭载越级的 1200+2000 万像素 IMX380+IMX350 双摄系统，同时还支持四轴光学防抖，搭载全自动 HDR 功能，支持 AI 场景识别。 值1 点评1 原创0 好价0去购买查看详情

百科vivo X21 智能手机 屏幕指纹版vivo在3月19日发布旗下最新旗舰vivo X21系列手机，具备常规的后置指纹识别版本与屏幕下指纹识别版本。在外观上，采用了3D玻璃设计，摄像头、听筒和传感器等放置在“刘海”中，搭载了6.28英寸super amoled异形全面屏，采用了19：9的设计。屏占比达到了90.30%。屏幕下指纹识别版有冰钻蓝、宝石红两款配色。配置方面，搭载高通660处理器改版——高通骁龙660AIE，新增了AI人工智能处理单元。标配6G运存+128G内存，3200毫安电池，18W快充，前后1200万像素全像素双核对焦，支持P3色域拍照和AI美颜。搭载Jovi AI智慧引擎，可以智能适配AI应用场景。 值7 点评3 原创0 好价7去购买查看详情

百科MEIZU 魅族 16th 智能手机外观方面，魅族16th系列采用等边对称全面屏设计，其中魅族16th屏幕为6.0英寸三星Super AMOLED，在顶部分布红外接收孔、光感孔、红外发射孔、环绕全景声、呼吸灯、前置摄像头，除了合二为一的扬声器/听筒，正面仅有摄像头一个开孔。整机机身厚度仅7.3毫米，重量仅有152克。而魅族16th系列也标配光学屏下指纹，识别正确率高达99.12％，最快仅0.25秒即可解锁。不止如此，还可使用前置人脸识别解锁。配置方面，魅族16th系列搭载骁龙845移动平台，全系列6GB RAM起步，最高配备8GB LPDDR4X，存储最高配备256GB UFS 2.1。连接方面支持蓝牙5.0、高通aptX、索尼LDAC CD级无线音质，并有立体声双扬声器，保留3.5mm耳机孔。电池容量3010mAh，并支持快充，30分钟可充入67％。操作系统上，魅族16th系列搭载基于Android 8.0开发的Flyme 7，应用预加载启动速度提升34%，Super Swipe滑动流畅度提升67％，支持火力全开游戏模式，并应用了专业游戏手机才有的液冷铜管散热系统，系统崩溃率低至0.05％。交互上，魅族16th系列带来了全新的Super mBack 2.0，完整支持全面屏全局手势，号称屏幕采样率逼近iPhone X，还有第二代触感引擎mEngine 2.0，支持100多种触觉反馈场景。 拍照方面，魅族16th系列采用了全球最小的前置2000W像素摄像头，与虹软合作的第五代AI美颜，支持单摄虚化、自动HDR，AI场景识别。主相机搭载与魅族15一样的索尼IMX380 1200万像素主摄(广角/F1.8/1.55微米)、索尼IMX350 200万像素副摄(长焦/F2.6)的组合，骁龙845的全新ISP Spectra 280、AI智能算法，同时支持四轴光学防抖和全自动HDR。 值24 点评3 原创0 好价4去购买查看详情

第三种方法则是汇顶的光感指纹识别。这种方式的原理极其简单粗暴，就是一个字，照。

屏幕内直接内置相机，在照亮手机指纹后，直接拍摄指纹进行验证。OPPOR17下图对其指纹识别的宣传也可以看出其实现方式。其优点是体积小，超低功耗，更好的环境光（太阳光等）抗干扰性能，极端环境（温度、湿度等）下更出色的稳定性。近期发布的多数手机，例如vivo X23，oppo R17，华为Mate RS 等手机均采用汇顶的光感指纹识别方案。

百科vivo NEX 智能手机外观方面，vivo NEX采用双面玻璃+金属中框的机身结构，背部为纳米激光雕刻工艺，正面仅有一块6.59英寸的OLED显示屏（19.3:9比例），直接达到了91.24%屏占比。其摄像头、听筒和各类感应器件藏在机身内，从技术上消除了“刘海”的存在。vivo NEX标志性的升降式前置摄像头，可通过App控制升降启动，不用时则复位，其精密步进电机可保持50000次升降。机身左侧设置了一枚Jovi语音助手专用键，右侧为音量键，SIM卡托设置在机身底部。整机没有扬声器开孔，采用了屏幕发声技术。拍摄方面，采用索尼IMX363传感器的后置双摄，蓝宝石镜面覆盖不刮花，双核1200W像素+500W像素搭配，1.4μm像素，1.8光圈，支持4轴OIS光学防抖、P3色域拍照、P3色域屏幕显示、AI场景识别，前置摄像头为800W像素，光圈2.0，支持美颜和AI自拍。配置方面，vivo NEX拥有四种选择：其中搭载骁龙845的移动平台，拥有8+128GB和8+256GB两种存储方案，采用屏幕指纹3.0方案，解锁速度比前代快了10%；骁龙710移动平台分为6+128GB、8+128GB两种存储组合，采用背部指纹方案。内置vivo游戏引擎，针对市面上热门手游进行性能专属优化，保持低功耗的同时能够带来更稳定的帧率。vivo NEX搭载基于安卓8.1定制的Funtouch OS 4.0系统，集成Jovi智能语音助手，可一键识图、识人、识物等。电池容量4000mAh，Type-C接口充电，带有3.5mm耳机接口。 值78 点评0 原创0 好价19去购买查看详情

百科OPPO R17 智能手机OPPO R17 正面采用 6.4 英寸“水滴屏”设计，顶部曲线取自水滴即将落下的一瞬，屏占比达到 91.5%，并覆盖首发的第六代康宁大猩猩玻璃作为保护。背部采用渐变色设计，拥有流光蓝、霓光紫两种配色。R17 搭载光感屏幕指纹，采用屏下镜头方案，内置超感光元件使指纹图像更清晰。光感屏幕指纹还支持微信支付和支付宝支付。R17 前置采用 2500 万 Al 智慧美颜，支持自定义美颜功能，提供瘦脸、补妆等 8 种模式实时调节。更有 Al 智能学习你的美颜习惯。后置采用 Al 智能双摄，可识别并优化 21 个独立场景、800 种场景组合。从此拍人、拍景更美，更清晰。配置上 OPPO R17 采用骁龙 670 移动平台，目前公布的版本搭配 8GB RAM+128GB ROM，电池容量 3500 mAh，支持 VOOC 闪充。 值1 点评0 原创0 好价2去购买查看详情

百科HUAWEI 华为 Mate RS 保时捷设计 智能手机华为Mate RS 保时捷设计版由华为、保时捷设计、徕卡联合设计，一体式极简风格，曲面3D玻璃机身，提供瑞红与玄黑两种配色。正面搭载6.0英寸2K分辨率屏幕，值得注意的是，Mate RS并未使用刘海屏，而是额头和下巴极窄的传统全面屏。华为Mate RS 保时捷设计拥有与P20 Pro相同的徕卡三镜头（4000万彩色主摄+2000万黑白副摄+800万彩色长焦）。其他方面，华为Mate RS搭载麒麟970处理器、4000mAh大电池，支持华为SuperCharge高速快充以及峰值功率为10W的无线充电；存储方面，玄黑色提供6GB+256GB/6GB+512GB两个版本，瑞红色仅提供6GB+512GB版本。除了人脸识别及背面指纹识别外，华为Mate RS保时捷设计还集成了背面指纹识别以及屏下指纹识别双识别方案。 值26 点评0 原创0 好价11去购买查看详情

汇顶作为中国厂商在2014年为魅族MX4 Pro提供了世界第一款前置指纹识别模块，如今也通过自己的光感指纹技术成功让新思等具有几十年历史的老牌厂商自叹由于技术上的巨大鸿沟而主动放弃竞争。中国在高新产业领域的高端技术上竞争力还很薄弱，但汇顶这样的厂商能在数年内实现弯道超车，迅速成为世界知名企业，并保持技术研发，继续领跑业界，这样的企业确实值得我们尊敬。

2018年上半年vivo的 Apex概念手机震惊了世界，其中升降式摄像头和超高屏占比等已在NEX中采用。但其半屏指纹识别技术目前还没有量产，据猜测，其指纹识别技术为全新的薄膜光学指纹传感器技术，其原理为指纹信息经由盖板玻璃反射后被像素的sensor层获取，光子转换为电信号后进行数据分析，再由图像处理技术处理后输出清晰完整的指纹图像。由于其创新地在玻璃盖板与屏幕显示层中间加入了sensor层，所以可以进行大面积地指纹识别。而这家技术的供应商为上海箩箕（ji），我们也期待着vivo能早日将这种技术商用，能让消费者用上半屏甚至全屏指纹识别的手机。

锤子科技CEO罗永浩曾在发布会讲，除了华为，其他国产手机只是供应商方案的整合商。小小值在这里对这句话表示质疑意见，至少在屏幕指纹识别领域，vivo接触了近乎所有指纹识别技术供应商，并且帮助其进行研发，以此实现了苹果没有尝试的屏幕指纹识别技术。至少在屏幕指纹这件事上，vivo足够令我们尊敬。

最后的最后，这几种指纹识别方式无论哪种照过去的电容式指纹识别都有着巨大的差距，解锁时间长让人难以忍受，解锁成功率绝对不如iPhone 5s，这个世界上第一款电容式指纹识别手机。苹果手机作为世界最受人瞩目的消费品，从iPhone6挤牙膏到iPhone8，这么不成熟的技术苹果怎么会敢用？第一个吃螃蟹的人可能会被蟹心蟹胃毒倒，但当前的大闸蟹是最珍贵的食材之一。敢于创新，不甘于平凡，这就是一代极客的精神。苹果，商人矣。