iPhone 13 的「劉海」變小了,也變強了

愛範兒 於 08/10/2021 發表 收藏文章
關於新 iPhone,每年都有各式各樣的傳聞。「劉海」的尺寸一直是傳聞的重點關注對象,就在 iPhone 13 系列發佈會的第二天,網上就冒出了 iPhone 14 會採用「打孔屏」的消息。

▲「打孔屏」的 iPhone 14 渲染圖. 圖片來自:JonProsser

處於真全面屏時代黎明前的黑暗,打孔屏、水滴屏、劉海屏花樣繁多,而我們都希望處於行業頂端的蘋果給出一套美觀、安全、實用兼顧的方案。


只是實際之中,從 iPhone X 就引入 3D 結構光的 FaceID,原地踏步了四年,體積、易用性、安全性均有些停滯。

後續利用 Apple Watch 解鎖 iPhone,並非是 FaceID 的提升,而更像是利用了生態優勢。

▲ 左:iPhone 13 Pro Max,右:iPhone 12 Pro Max.

四年過去,到了 iPhone 13 這代,「劉海」終於小了,不過功能上並未改變。此前傳聞的「精度提升 2 倍」、「可以口罩解鎖」等特性都未出現。

因此除了「美觀」外,並未有實質性的提升,對戴口罩解鎖仍然不友好,怎麼看 iPhone 13 系列上的 FaceID 都像是擠了一管牙膏,增加了一個賣點而已。

iPhone 13 把 FaceID 內元件排列組合了一下
在 iPhone 13 系列發售之後,著名拆機網站 iFixit 就上傳了詳盡的拆機報告。總結起來就是,集成度更高,省下來的空間都給了電池和攝像頭模組。

▲ iPhone 13 Pro Max 的 FaceID 模組. 圖片來自:iFixit

而在正面頂部的「劉海」變化十分明顯,體積縮小的同時,元器件的排列也改變了位置,聽筒上移,不再集成在屏幕上,理論上更換屏幕也更為容易。

反過來,聽筒的更換變得會複雜,固定螺絲被主板壓着,因此必須移走主板才能完整取出聽筒。

▲ 上:iPhone 12 Pro Max 的 FaceID 模組,下:iPhone 13 Pro Max 的 FaceID 模組. 圖片來自:iFixit

另外,屏幕蓋板上還少了 FaceID 中的「泛光照明器」,它與點陣投影集成在一起,也就説 iPhone 13 系列上的劉海精簡了一個開孔。

這也是劉海變小的一個直接原因。


在 iPhone X 上,FaceID 從左到右的元器件排列為紅外攝像頭、泛光照明器(與環境光傳感器)、700 萬像素前置攝像頭與點陣投影儀。

到了縮小 20% 體積後的 FaceID,從左到右精簡為泛光照明器、點陣投影儀與 1200 萬像素前置攝像頭。

▲ FaceID 內組件排列更為緊密  . 圖片來自:微機分

從硬件角度來看,iPhone 13 劉海體積的縮小,與元器件的集成度、排列優化不無關聯。

安全性沒有提升,其實是最大的進步

在「加州來電」活動中,對於更小體積的 FaceID 模塊,蘋果並未過多着墨,僅用了 20 幾秒道明「體積變小」,「有了更多的顯示面積」。


縮減後的 FaceID 模塊依舊停留在百萬分之一的安全率,但仍沒能阻止它是「目前智能手機中最為安全的生物識別」。

FaceID,或者説 3D 結構光認證的原理並不難理解。大概分為三步,第一步辨別,第二步構建 3D 模型,第三部轉換為數據進行比對。


其中比較重要的是 3D 臉部模型的精準度。為了獲取足夠的臉部特徵,點陣投影儀會發射出三萬個定位點,再通過紅外攝像機捕捉反射回來的定位點信息。

不同的定位點,經過反射回來的不同時間,來刻畫精確的臉部輪廓。最終再匯成一串數字與 iPhone 裏的原始數據進行比對。


而在初代 FaceID(iPhone X 到 iPhone 12)中,為了獲取更為準確的深度信息,點陣投影儀與紅外攝像機它們之間的距離維持在了 27mm,因此內部的部件位置沒有變化,也造就了 iPhone 上「寬寬」的劉海。


到了 iPhone 13 上,劉海縮小,元件移位,也改變了決定精度的「27mm」,它們的距離變得更小了。

但縮小後的 FaceID 識別精度卻維持不變,從技術角度來看,算是一個不小的升級。達成這個小目標一是產業鏈技術的升級,另一個就是 A15 Bionic 芯片的神經引擎算法。

在今年 2 月,iPhone 的 FaceID 供應商 II-VI(高意集團)推出「用於下一代 3D 傳感器的高功率和高效率雙結 VCSEL 陣列」。


讓 FaceID 的點陣投影儀發射功率更高、準確度也有提升。另外,經過幾年大量的人臉數據訓練和學習,讓蘋果積累了很多人臉數據,進而優化了 FaceID 人臉算法模型。

再結合 II-VI 的技術升級,最終讓小劉海形式的 FaceID 出現在了 iPhone 13 系列上。

蘋果是 3D 結構光的最後和唯一的玩家

FaceID(3D 結構光)是蘋果押寶的下一代生物識別技術,相對於 TouchID,安全性更高,使用體驗也更好一些。


從 iPhone 到 iPad,再到未來的 Mac,蘋果也在一步步推廣至所有的產品線之中,算是蘋果所推行時代的潮流。

早先 Android 陣營也有相關的結構光產品問世,但隨着規避專利,對更大屏幕面積的追求,以及差異化競爭,讓 Android 們紛紛轉向了屏下指紋。


蘋果讓 FaceID 步入市場之前,就先後收購了 PrimeSense、PolarRose 等一系列人臉識別技術相關的公司。同時,蘋果的先進製造基金先後兩次向 II-VI(高意集團)共投資了 8 億美元,為其擴大規模與創造就業機會。

而與 II-VI 合作也不再僅限於 FaceID 模塊,也開始合作開發 LiDAR 模塊,從而提前佈局 AR 眼鏡等設備。

▲ 在蘋果先進製造基金投資下,II-VI 在德州建立的工廠 . 圖片來自:Apple

蘋果先進製造基金曾經也向康寧公司提供過資金扶持,現在康寧已經成長為智能手機產業不可或缺的一家企業。假若 AR 會是下一個風口,那 II-VI 很有可能會是 AR 產業鏈中的「康寧」。


通過不斷的收購人臉識別技術公司,蘋果獲得了大量的相關專利,加上對產業鏈的控制,圍牆越來越高,便成了圍城,讓 iPhone 成為現在僅剩的 3D 結構光智能手機,也讓蘋果成為消費級產品的唯一玩家。

小了 20%?但我想讓它消失!

站在蘋果宇宙裏,這 20% 的體積縮小,可能是凝結了蘋果多年的努力。

▲ 小米 MIX4.

而置身之外,Android 陣營有了超聲波指紋解鎖這種兼顧安全、效率的生物識別,也有了推向大眾的屏下攝像頭技術,百花齊放,讓人們感受到了科技在進步。

倘若你不把 iPhone 13 與 iPhone 12 擺在一起,很難直觀的感受到 20% 的縮小。據 9to5Mac 網站的讀者調查,很多人認為「劉海」已經成為 iPhone 的一個標誌,甚至表示蘋果在刻意保留這則特性,以凸顯獨特。


但 iPhone 13 系列的劉海僅降低了 20% 的面積,也從側面暗示了蘋果保留劉海的無奈之舉。

其實,同樣在今年 2 月份的 MWC 中,光鑑科技攜手中興推出屏下 3D 結構光技術,並由中興展示樣機。只是何時落地到產品層面,以及何時量產上市,還有不小的問題解決。

▲ 中興展示屏下 3D 結構光方案,宣稱已達到安全支付級別,但並未透露量產計劃.

按照蘋果的技術儲備,內部也會有很多 FaceID 的替代方案,甚至可能已經有相應的屏下 3D 結構光方案,只是它們並不成熟,加上現在 iPhone 在高端產品上一騎絕塵,會以穩妥的戰略來升級與更新。

iPhone 13 劉海面積縮小的背後,實則有着很多的努力與技術升級。但站在當下打孔屏大行其道,以及屏下攝像頭開始普及的大環境之下,蘋果這 FaceID 2.0 的技術升級,雖然是 3D 結構光技術的一則里程碑,但也是一個「微不足道」的進步。



資料來源:愛範兒(ifanr)

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標籤: iPhone 13  

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