vivo 發(fā)布市面第一款量產(chǎn)的屏下指紋識(shí)別手機(jī)，X20 Plus（屏幕指紋版）后的三年時(shí)間里，「屏下指紋」已成為了各大廠商旗艦，甚至是中端、入門 OLED 機(jī)型的標(biāo)配。

  iPhone 5s 帶起手機(jī)的指紋識(shí)別技術(shù)發(fā)展至今，已誕生了三種不同的主流解決方案，一是電容、二是光學(xué)，三是超聲波，這些都要用到深聯(lián)電路的指紋識(shí)別軟板。

電容式指紋識(shí)別技術(shù)

  跟 iPhone 5s 一同誕生的 TouchID，用的是「電容式指紋識(shí)別」技術(shù)，內(nèi)部含有電容器、壓力感應(yīng)和熱感應(yīng)等傳感器。 

  指紋識(shí)別軟板廠告訴你，這簡(jiǎn)單來說，壓力感應(yīng)傳感器在感知到壓力時(shí)，會(huì)調(diào)動(dòng)電容器用來對(duì)指紋進(jìn)行掃描，利用指腹紋理的細(xì)微凹凸落差產(chǎn)生的電勢(shì)差識(shí)別指紋，進(jìn)而形成指紋灰度影像，再跟事前錄好的指紋庫(kù)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)匹配，就能完成識(shí)別，其中的熱感應(yīng)傳感器主要是用來判定活體特征。

  不過在 OLED 全面屏?xí)r代，「電容式指紋識(shí)別」技術(shù)的組件難以跟 OLED 面板融合，于是「光學(xué)式指紋識(shí)別」技術(shù)正式登上手機(jī)指紋識(shí)別的歷史舞臺(tái)，不，應(yīng)該算是「重返舞臺(tái)」。

光學(xué)式指紋識(shí)別技術(shù)

  說是「重返舞臺(tái)」，是因?yàn)椤腹鈱W(xué)式指紋識(shí)別」并不算是什么新鮮的技術(shù)了，它其實(shí)早于電容式，光學(xué)式指紋識(shí)別早早地存在于各大公司的指紋考勤機(jī)、門禁機(jī)上。

  基本原理很簡(jiǎn)單，就是直接給手指指腹打上一束（可見）光，照亮指紋并由下方的圖像傳感器（如 CMOS、CCD）接收，直接記錄下指紋的灰度影像來直接進(jìn)行數(shù)據(jù)比對(duì)。

▲ 使用光學(xué)式指紋識(shí)別的 vivo X60 Pro+ 與 OPPO Find X2 Pro 

  相比起電容式，光學(xué)式指紋識(shí)別的結(jié)構(gòu)其實(shí)更簡(jiǎn)單，識(shí)別模塊能很自然地隱藏在 OLED 面板之下，在 OLED 像素之間捕獲到指紋信息，另外，自發(fā)光的 OLED 面板天然地就是個(gè)指紋識(shí)別的光源，指紋識(shí)別時(shí) OLED 特定區(qū)域亮起就能直接給識(shí)別模塊提供光源，開始識(shí)別。 

  這種實(shí)現(xiàn)屏下指紋識(shí)別的方法成本相對(duì)簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，是當(dāng)今最主流、且較為成熟的一種屏下指紋識(shí)別方式。 

  此外，還有另一種更先進(jìn)的屏下指紋識(shí)別技術(shù) —— 超聲波式指紋識(shí)別。

超聲波式指紋識(shí)別技術(shù)

  超聲波式指紋識(shí)別技術(shù)，顧名思義就是利用超聲波作為采集媒介的指紋識(shí)別技術(shù)啦。

▲ 使用超聲波式指紋識(shí)別的魅族 18 Pro

  利用超聲波來掃描捕捉指腹紋理，再進(jìn)行建模、比對(duì)和分析，實(shí)現(xiàn)指紋識(shí)別。超聲波具有一定的穿透性，能穿透 OLED 面板和屏幕外玻璃，因此不僅適合于普通實(shí)體的指紋識(shí)別模塊上，也適合作為屏下指紋識(shí)別。

  高通就很熱衷于超聲波式指紋識(shí)別，魅族 18 和魅族 18 Pro 是最新一款采用超聲波屏下指紋識(shí)別技術(shù)的機(jī)型，它的識(shí)別準(zhǔn)確率之高、識(shí)別速度之快，直接擊破了我對(duì)「屏下指紋 = 慢」的刻板印象，蜻蜓點(diǎn)水般觸摸一下指紋區(qū)域就能迅速完成識(shí)別并解鎖（當(dāng)然前提要保證接觸面積），完全可以跟市面上最快的獨(dú)立式指紋識(shí)別模塊媲美。

▲ 魅族 18 Pro（超聲波）

▲ 三星 Galaxy S21（超聲波）

▲ OPPO Find X2 Pro（光學(xué)）

  除了魅族，三星也是超聲波式指紋識(shí)別的擁躉，最新的 Galaxy S21 指紋解鎖準(zhǔn)確率也挺高，速度也挺快，但還是要比魅族 18 慢那么一丟丟。

▲ 使用超聲波式指紋識(shí)別的三星 Galaxy S21

前面提到超聲波具有一定的穿透性，而超聲波指紋識(shí)別率基本不受水影響，即使是濕手，也能輕易解鎖。

其實(shí)近年來，不少采用光學(xué)式指紋識(shí)別也對(duì)濕水指紋識(shí)別進(jìn)行了優(yōu)化，濕手識(shí)別率是上去了，但速度會(huì)比干指紋要慢些。

快，真的等于好用嗎？指紋識(shí)別軟板廠來告訴你！

光學(xué)和超聲波，這兩種指紋識(shí)別技術(shù)如果類比臉部識(shí)別技術(shù)，光學(xué)式好比普通的單攝像頭臉部識(shí)別，超聲波識(shí)別好比 3D 結(jié)構(gòu)光識(shí)別的 FaceID，它們的優(yōu)缺點(diǎn)也比較相似，光學(xué)識(shí)別需要外部光源，OLED 屏幕會(huì)在手指放下的一刻會(huì)亮起強(qiáng)光，這在昏暗的夜間體驗(yàn)可不算太友好；而超聲波識(shí)別的精度相對(duì)較高，更安全，速度也更快些。

▲ 三星 Galaxy S21 / 魅族 18 Pro / OPPO Find X2 Pro / vivo X60 Pro+

但快歸快，體驗(yàn)上的好壞除了技術(shù)上的先天優(yōu)勢(shì)，還得看各家廠商的調(diào)教和設(shè)計(jì)，以及方案供應(yīng)商的技術(shù)成熟度，例如，即使硬件做得再好，識(shí)別率再高，落實(shí)到具體機(jī)型，如果識(shí)別區(qū)域太過靠底，單手操作體驗(yàn)也不太友好。

超聲波指紋識(shí)別有個(gè)最大的天敵，那就是「保護(hù)膜」，特別是較厚實(shí)的鋼化膜。超聲波雖然有穿透性，但遇到較厚、密度較大的物體時(shí)會(huì)很難穿過。

這里我們來做了個(gè)試驗(yàn)，選來了一張實(shí)測(cè)厚度為 0.439mm 的鋼化膜，分別貼在三星 Galaxy S21、魅族 18 Pro，以及 OPPO Find X2 Pro 和 vivo X60 Pro+ 的屏幕指紋識(shí)別區(qū)域。

▲ 貼鋼化膜后的三星 Galaxy S21 和魅族 18 Pro 無法正常錄入指紋

▲ 貼鋼化膜后的 OPPO Find X2 Pro 和 vivo X60 Pro+ 正常錄入指紋

無論手指再怎么用力貼近屏幕，采用超聲波式的魅族 18 Pro 和三星 Galaxy S21 都是完全無法正常采集到指紋信息的；而同樣的膜貼在光學(xué)式指紋識(shí)別的 vivo X60 Pro+ 和 OPPO Find X2 Pro 的屏幕上，識(shí)別速度雖有打折，但至少是可以準(zhǔn)確識(shí)別。

三星在初次使用這項(xiàng)技術(shù)的 Galaxy S10 身上，也因此開始在出廠標(biāo)配了一張厚度適合的軟質(zhì)膜。而魅族 18 Pro 的超聲波指紋識(shí)別精度、速度，以及位置的設(shè)計(jì)都讓我非常滿意，但想吐槽的是出廠配備的軟膜質(zhì)感真的有些廉價(jià)。

所以說采用超聲波屏下指紋識(shí)別的機(jī)型想要用上指紋識(shí)別，就基本是告別鋼化膜，甚至是較厚的軟膜了。

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