iPhone 13 的「刘海」变小了,也变强了

百家 作者:爱范儿 2021-10-02 21:20:10 阅读:163
关于新 iPhone,每年都有各式各样的传闻。「刘海」的尺寸一直是传闻的重点关注对象,就在 iPhone 13 系列发布会的第二天,网上就冒出了 iPhone 14 会采用「打孔屏」的消息。
「打孔屏」的 iPhone 14 渲染图。图片来自:JonProsser
处于真全面屏时代黎明前的黑暗,打孔屏、水滴屏、刘海屏花样繁多,而我们都希望处于行业顶端的苹果给出一套美观、安全、实用兼顾的方案。
只是实际之中,从 iPhone X 就引入 3D 结构光的 FaceID,原地踏步了四年,体积、易用性、安全性均有些停滞。
后续利用 Apple Watch 解锁 iPhone,并非是 FaceID 的提升,而更像是利用了生态优势。
左:iPhone 13 Pro Max,右:iPhone 12 Pro Max.
四年过去,到了 iPhone 13 这代,「刘海」终于小了,不过功能上并未改变。此前传闻的「精度提升 2 倍」、「可以口罩解锁」等特性都未出现。
因此除了「美观」外,并未有实质性的提升,对戴口罩解锁仍然不友好,怎么看 iPhone 13 系列上的 FaceID 都像是挤了一管牙膏,增加了一个卖点而已。
iPhone 13 把 FaceID 内元件排列组合了一下
在 iPhone 13 系列发售之后,著名拆机网站 iFixit 就上传了详尽的拆机报告。总结起来就是,集成度更高,省下来的空间都给了电池和摄像头模组。
iPhone 13 Pro Max 的 FaceID 模组。图片来自:iFixit
而在正面顶部的「刘海」变化十分明显,体积缩小的同时,元器件的排列也改变了位置,听筒上移,不再集成在屏幕上,理论上更换屏幕也更为容易。
反过来,听筒的更换变得会复杂,固定螺丝被主板压着,因此必须移走主板才能完整取出听筒。
上:iPhone 12 Pro Max 的 FaceID 模组,下:iPhone 13 Pro Max 的 FaceID 模组。图片来自:iFixit
另外,屏幕盖板上还少了 FaceID 中的「泛光照明器」,它与点阵投影集成在一起,也就说 iPhone 13 系列上的刘海精简了一个开孔。
这也是刘海变小的一个直接原因。
在 iPhone X 上,FaceID 从左到右的元器件排列为红外摄像头、泛光照明器(与环境光传感器)、700 万像素前置摄像头与点阵投影仪。
到了缩小 20% 体积后的 FaceID,从左到右精简为泛光照明器、点阵投影仪与 1200 万像素前置摄像头。
FaceID 内组件排列更为紧密。图片来自:微机分
从硬件角度来看,iPhone 13 刘海体积的缩小,与元器件的集成度、排列优化不无关联。
安全性没有提升,其实是最大的进步
在「加州来电」活动中,对于更小体积的 FaceID 模块,苹果并未过多着墨,仅用了 20 几秒说明「体积变小」,「有了更多的显示面积」。
缩减后的 FaceID 模块依旧停留在百万分之一的安全率,但仍没能阻止它是「目前智能手机中最为安全的生物识别」。
FaceID,或者说 3D 结构光认证的原理并不难理解。大概分为三步,第一步辨别,第二步构建 3D 模型,第三步转换为数据进行比对。
其中比较重要的是 3D 脸部模型的精准度。为了获取足够的脸部特征,点阵投影仪会发射出三万个定位点,再通过红外摄像机捕捉反射回来的定位点信息。
不同的定位点,经过反射回来的不同时间,来刻画精确的脸部轮廓。最终再汇成一串数字与 iPhone 里的原始数据进行比对。
而在初代 FaceID(iPhone X 到 iPhone 12)中,为了获取更为准确的深度信息,点阵投影仪与红外摄像机它们之间的距离维持在了 27mm,因此内部的部件位置没有变化,也造就了 iPhone 上「宽宽」的刘海。
到了 iPhone 13 上,刘海缩小,元件移位,也改变了决定精度的「27mm」,它们的距离变得更小了。
但缩小后的 FaceID 识别精度却维持不变,从技术角度来看,算是一个不小的升级。达成这个小目标一是产业链技术的升级,另一个就是 A15 Bionic 芯片的神经引擎算法。
在今年 2 月,iPhone 的 FaceID 供应商 II-VI(高意集团)推出「用于下一代 3D 传感器的高功率和高效率双结 VCSEL 阵列」。
让 FaceID 的点阵投影仪发射功率更高、准确度也有提升。另外,经过几年大量的人脸数据训练和学习,让苹果积累了很多人脸数据,进而优化了 FaceID 人脸算法模型。
再结合 II-VI 的技术升级,最终让小刘海形式的 FaceID 出现在了 iPhone 13 系列上。
苹果是 3D 结构光的最后和唯一的玩家
FaceID(3D 结构光)是苹果押宝的下一代生物识别技术,相对于 TouchID,安全性更高,使用体验也更好一些。
从 iPhone 到 iPad,再到未来的 Mac,苹果也在一步步推广至所有的产品线之中,算是苹果所推行时代的潮流。
早先 Android 阵营也有相关的结构光产品问世,但随着规避专利,对更大屏幕面积的追求,以及差异化竞争,让 Android 们纷纷转向了屏下指纹。
苹果让 FaceID 步入市场之前,就先后收购了 PrimeSense、PolarRose 等一系列人脸识别技术相关的公司。同时,苹果的先进制造基金先后两次向 II-VI(高意集团)共投资了 8 亿美元,为其扩大规模与创造就业机会。
而与 II-VI 合作也不再仅限于 FaceID 模块,也开始合作开发 LiDAR 模块,从而提前布局 AR 眼镜等设备。
在苹果先进制造基金投资下,II-VI 在德州建立的工厂。图片来自:Apple
苹果先进制造基金曾经也向康宁公司提供过资金扶持,现在康宁已经成长为智能手机产业不可或缺的一家企业。假若 AR 会是下一个风口,那 II-VI 很有可能会是 AR 产业链中的「康宁」。
通过不断的收购人脸识别技术公司,苹果获得了大量的相关专利,加上对产业链的控制,围墙越来越高,便成了围城,让 iPhone 成为现在仅剩的 3D 结构光智能手机,也让苹果成为消费级产品的唯一玩家。
小了 20%?但我想让它消失!
站在苹果宇宙里,这 20% 的体积缩小,可能是凝结了苹果多年的努力。
小米 MIX4.
而置身之外,Android 阵营有了超声波指纹解锁这种兼顾安全、效率的生物识别,也有了推向大众的屏下摄像头技术,百花齐放,让人们感受到了科技在进步。
倘若你不把 iPhone 13 与 iPhone 12 摆在一起,很难直观的感受到 20% 的缩小。据 9to5Mac 网站的读者调查,很多人认为「刘海」已经成为 iPhone 的一个标志,甚至表示苹果在刻意保留这则特性,以凸显独特。
但 iPhone 13 系列的刘海仅降低了 20% 的面积,也从侧面暗示了苹果保留刘海的无奈之举。
其实,同样在今年 2 月份的 WWDC 中,光鉴科技携手中兴推出屏下 3D 结构光技术,并由中兴展示样机。只是何时落地到产品层面,以及何时量产上市,还有不小的问题解决。
中兴展示屏下 3D 结构光方案,宣称已达到安全支付级别,但并未透露量产计划.
按照苹果的技术储备,内部也会有很多 FaceID 的替代方案,甚至可能已经有相应的屏下 3D 结构光方案,只是它们并不成熟,加上现在 iPhone 在高端产品上一骑绝尘,会以稳妥的战略来升级与更新。
iPhone 13 刘海面积缩小的背后,实则有着很多的努力与技术升级。但站在当下打孔屏大行其道,以及屏下摄像头开始普及的大环境之下,苹果这 FaceID 2.0 的技术升级,虽然是 3D 结构光技术的一则里程碑,但也是一个「微不足道」的进步。
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