方查理
2018-08-09 15:36
部分拿屏幕指纹手机的用户可能会注意到，在强光下，貌似能隐约看到指纹识别区域有个规则的图案？
这一切的背后， 是人性的扭曲还是道德的沦丧？ 是写轮眼发作？还是瞳力溢出？ 欢迎收看爱搞机这一期的小科普。
这次科普主要是为了回答3个问题：是不是能看到？为什么能看到？以及简单的屏幕指纹科普。
虽然中途出现了3D结构光人脸识别、ToF结构光等非接触的生物识别方案，但在很多机友心目中，屏幕指纹才是属于下一个时代的解锁方案。甚至还有人认为，苹果转投3D结构光的原因只是屏幕指纹方案赶不及发布新机的节点而已。
在iPhone X发布之前，苹果和三星才是首发屏幕指纹的大热。三星那边，从上一年就开始传闻前旗舰Galaxy Note8会配备屏幕指纹，结果Note 9都已经实锤没有屏幕指纹了。
反倒是国内厂商这边的进度飞快：
vivo在上一年就展示过超声波屏幕指纹的样机，随后选定了光学屏幕指纹方案，现在已经有X20 Plus UD、X21 UD、NEX旗舰版3台使用光学屏幕指纹的手机，都也已经跑过了3代光学屏幕指纹方案。
而刚刚开卖的小米8透明探索版，以及8月8日发布的魅族16系列（第二代屏幕指纹）等新机，也同样搭载了光学屏幕指纹。当中，前者还是现在唯一的压感屏幕指纹机型。
小米8透明探索版，息屏时的指纹指示区域
强光下，小米8透明探索版的屏幕指纹模块
强光下，X21 UD屏幕指纹区域
NEX屏幕指纹区域，强光下，中间非常小那个圆点
可以看到，vivo X21 UD的第二代屏下指纹传感器，其强光下的可见度要比小米8透明探索版的要低，隐藏得更好。而隐藏得最好，面积最小的，是vivo NEX旗舰版的第三代屏幕指纹，后者只有一个很小的圆圈，肉眼都很难发现。
跟着，我们点亮屏幕看看：
小米8透明探索版的屏幕指纹模块，强光下，亮屏状态
X21 UD屏幕指纹，强光下，亮屏状态
左X21 UD，右小米8透明探索版，强光下纯色画面
左X21 UD，右小米8透明探索版，强光下设置界面
NEX旗舰版强光下亮屏，几乎看不到指纹区域
强光下，亮屏状态会更加容易看到屏幕下的屏幕指纹模块：
小米和vivo X21 UD的屏幕指纹识别区大小接近，但小米的传感器是斜放的（为了提高右手解锁时有效面积？）；
小米的压感屏幕指纹，在传感器旁边还有很大一块区域，而且整体轮廓也要更加清晰一些。
然后，我们再对比一下几台手机的屏幕指纹模块拆解：
新浪拆解的小米8透明探索版，中间部分就是屏幕指纹模块
中关村拆解的vivo X21 UD
NEX旗舰版上的屏幕指纹模块体积明显小了很多，而且采用的是类摄像头的设计
单独拆解屏幕之后，能看到NEX旗舰版屏幕上的透光孔
为什么能看到呢？屏幕指纹原理小科普
屏幕指纹说到底其实就是把指纹识别模块放到屏幕下面的技术。现在屏幕指纹最成熟的两个方向，分别是高通的超声波方案，以及已经大规模量产的汇顶/新思的光学方案：
高通的超声波方案，可以追溯到以前乐视手机和小米5s上的超声波指纹。其就是小米5s的玻璃不开孔也能做指纹识别的“黑科技”之一。在vivo上一年的测试机中，终于把超声波模块放在了屏幕下面。当时展示的超声波方案，高通PPT宣称穿透力可以做得比光学方案更好，可以用在更厚的LCD屏幕模组下面，而且不怕水。很多人都以为它才会是主流，但最后却因为识别速度、体积、成本等原因，已经被光学屏幕指纹方案大幅抛离。
而量产机中，现在只能看到光学屏幕指纹的方案。光学方案的原理有点像传统的指纹打卡机，首先通过OLED屏幕本身的光线来照亮指纹，由屏幕下面的CMOS/CCD传感器，甚至是类鱼眼摄像头（NEX旗舰版）来完成光学指纹成像。
全球首发的屏幕指纹传感器，是由新思Synaptics在2017年12月发布的Clear ID FS9500，随后国内的汇顶科技也跟进了性能接近的产品。坊间传说提到汇顶版的识别率会稍微弱一些，但因为大部分机型都是汇顶和新思混用，我们暂时也没能拿到不同传感器的同一机型，无法验证，仅供参考。
说到这里，就基本可以回答最开始的问题了。光学屏幕指纹需要屏幕下的传感器接收穿透屏幕的光线，那不可避免地就需要提高屏幕的透光性。反过来，在强光下能看到屏幕下面的传感器就是非常自然的事情了。
为了提高屏幕指纹的识别率，降低光线穿透玻璃盖板时发生的折射、散射等光学干扰，玻璃盖板需要做的非常薄，透光性非常好。汇顶的屏幕指纹更是加入了“准直孔（Collimator Hole）”以让光线更好地汇聚到屏幕下的传感器上。
答案是几乎不会。原因有二：
其一，上面图片的强光环境是在大太阳下面，正常人不太可能会在这么亮的环境长时间使用手机。日常亮度下是很难，或者根本看不到屏幕内部的。
其二，毕竟屏幕本身就是发光体，只有环境光线比屏幕亮度高太多，那些穿透屏幕照射到屏幕指纹传感器，然后再反射出来的光线才能被我们察觉到。如果喜欢探究的话，建议用强光手电来照，会更容易看到屏幕下的开孔。
反倒对于X21 UD、小米8透明探索版，以及刚刚发布的魅族16系列，这些使用第二代或接近原理的光学指纹方案的产品。如果强光下的模块看不清楚，说明模块搜集指纹信息的难度要相对更高，反而会影响识别率和识别速度。真是情义两难全啊，这可能就是为什么NEX旗舰版上的第三代屏幕指纹要大改方案的原因吧。
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