一文看懂螢幕指紋發展史，iPhone：我還沒上車呢
[PConline 雜談]2019年剛來到三月，手機圈就打的不可開交，以MWC2019開場，手機廠商就開啟了一場腥風血雨的技術比拼，摺疊屏，5G技術，成為了消費者們著重關注的物件之一。
而國內的手機市場同樣風雲莫測，索尼IMX586，20W無線快充，第五代螢幕指紋技術等2019年旗艦技術紛紛亮相，可以說，2019年的手機市場進入了白熱化的市場份額競爭。其中最引人注目的便是螢幕指紋技術，畢竟在全面屏時代，螢幕指紋作為最好的解決方案，螢幕指紋相較於3D結構光無疑是更具可能性的存在。螢幕指紋已經實現了將感測器“隱藏”這一條件，但3D結構光卻對此無能為力。以當下的技術水平來說，短時間內，3D結構光帶來的“劉海”與百分百屏佔比之間的矛盾斷然是無法解決的。
而vivo作為螢幕指紋的發揚光大者，在探索螢幕指紋方面，有著功不可沒的作用。今天，我就帶大家來盤點一下螢幕指紋的前世今生。
第一代：首款螢幕指紋版工程機亮相MWC2017
螢幕指紋識別在問世之初並非一帆風順。由於螢幕上沒有實體按鍵，在使用指紋識別解鎖時，手指必須精準地按在拇指大的識別區域上。2017年的MWC上，vivo就帶來了與高通合作的 “超聲波屏下指紋識別” 和 “背部無孔指紋識別” 兩套隱形指紋識別方案，而用於演示的原型機則是經過特殊改裝的 vivo Xplay6。
而所謂的超聲波指紋識別就是“通過感測器的識別模組發射超聲波，將超聲波穿過螢幕到達手指上。超聲波接觸面板後，會根據指紋的形狀形成反射。當識別模組接收到這些反射訊號後，會根據訊號繪出對應的指紋影象用於驗證。最後它會將影象轉化成電訊號，進行解鎖。”
但是，超聲波式屏下指紋識別同樣有諸多急需解決的難題。比如成像質量低、技術不夠成熟、產量較低等。目前，超聲波式屏下指紋識別沒能得到大範圍推廣商用，便是由於上述原因。所幸的是經過兩年的發展，今年新發布的三星S10系列總算用上了超聲波屏下指紋。
真正意義上的第一款螢幕指紋手機出現在2018年的CES展會上，當年的CES，vivo就釋出了第一款螢幕指紋版手機vivo X20Plus螢幕指紋版，而此次的螢幕指紋的解決方案卻十分讓我們意外，並不是之前的高通，而是採用了Synaptics全球首款屏下指紋感測器Clear ID FS9500。
vivo X20Plus 螢幕指紋版是首款使用的第一代螢幕指紋識別首次採用了“鏡頭式”的識別方式。它的原理是在螢幕面板下方設定了一枚CMOS影象感測器，再通過OLED螢幕畫素點之間的縫隙，拍攝按在螢幕上的指紋照片。和最早的超聲波指紋識別相比，鏡頭式指紋識別的識別率精確度更高，體驗也達到了消費級別。但是即使是困難重重，vivo X20Plus螢幕指紋版的推出，還是引起了一陣轟動，甚至出現了一機難求的現象。
第二代：真螢幕指紋識別概念機來襲
vivo X20Plus螢幕指紋版爆火的同時，在WC2018充滿著出現了一臺黑科技的手機，APEX概念機首次亮相，螢幕接近100%屏佔比！半屏螢幕指紋區間、可升降前置攝像頭、螢幕發聲技術等超新技術進入了我們消費者的視野。其中的“半屏指紋解鎖”技術，大大提高了螢幕指紋識別的易用性。此次亮相的螢幕指紋技術，相對於vivo X20Plus的螢幕指紋，適用範圍更加廣闊，工藝難度再一次升級。
APEX的出現，可以說，是vivo技術的集大成者，即使是放在2019年，初代APEX出現的創新技術，仍是眾多手機廠商探索的目標之一。此時的螢幕指紋，已經基本解決了識別範圍，並且相對於前代而言，精度提升50%，解鎖速度提升了10%。
2018年3月，搭載第二代螢幕指紋識別技術的vivo X21大規模出貨，並且迅速在使用者群體中建立起了良好口碑。
X21螢幕指紋版專門適配OLED螢幕的RGB Pixel發出光線，技術原理是光線穿透玻璃蓋板到達手指，因手指的不同紋路導致反射光線不同，這些反射光線再穿透螢幕，到達指紋Sensor，從而實現指紋識別。
毫無疑問，X21螢幕指紋版一經上市就被搶售一空，讓一些其它國產品牌看到了螢幕指紋識別的廣闊前景，紛紛選擇跟進。
第三代：真螢幕指紋識別來襲
此時作為量產第三代螢幕指紋手機—vivo NEX，其搭配的第三代螢幕指紋技術在安全性方面達到了支付級別，支援微信以及支付寶的螢幕指紋支付。再一次證明螢幕指紋識別是全面屏手機的“最佳搭檔”。
第三代螢幕指紋解鎖技術指紋影象精度提升50%，獲得影象範圍更廣，解鎖速度大大提升。與此同時，進行了新版Funtouch OS更新後，NEX的屏下指紋解鎖技術會更加出色。
第四代、第五代：更快、更準！
2018年的手機市場，可以說是螢幕指紋技術高度發展的一年。眾多廠商為了追求全面屏和後背的美觀度，紛紛投入了螢幕指紋的探索中，但是，當友商還在使用第一代和第二代螢幕指紋技術的時候，vivo推出了第四代光電螢幕指紋技術，原理是利用 OLED 螢幕的畫素自發光作為指紋的光源，OLED 發出的光經過螢幕上方的手指反射，穿過螢幕、 Lens 等光學層返回到指紋感測器，指紋感測器通過感應指紋脊、谷反射光源能量的差異，形成不同灰度的影象，再經過一系列影象處理和比對完成識別。同時高效能處理器和AI技術帶來的先進演算法，也讓vivo X23的識別速度提升至0.35s。在這方面更加穩定，不僅識別率上提高了40%，同時在解鎖方面更加的迅速，僅需0.36秒。
而第四代螢幕指紋的代表則是我們十分熟悉的vivo x23，這款爆款旗艦，藉助於SoC平臺的深度優化，vivo利用更大的光圈和大尺寸的感測器，極大的提升了指紋影象的質量和識別率。新一代的螢幕指紋在低溫幹手指和強光直射等“刁鑽場景”下的解鎖速度實現了30%的顯著提升，這項技術命名為“螢幕指紋DSP加速技術”。並且，vivo更是宣稱，第四代光學螢幕指紋技術相比上一代，直接提升了40%。
但是，再到後續推出的vivo NEX雙屏版中，螢幕指紋技術升級到了第五代，搭載於vivo NEX雙屏版的第五代光電螢幕指紋技術採用了更先進的硬體配置、軟體優化以及突破性的DSP加速技術，再次提升螢幕指紋識別的識別速度與識別率，讓螢幕指紋解鎖上更加的迅速。搭載第五代的螢幕指紋識別技術的vivo NEX雙屏版，能夠實現0.29秒的解鎖速度，在實際的體驗當中，螢幕表面有汙漬，或者手指潮溼的情況下，依舊能夠實現較高的識別度。在結合創新的雙屏顯示技術，很多地結合了以往全面屏，前置攝像頭，屏下指紋等帶來的諸多問題，強大的技術加持，也讓vivo NEX雙屏版走向了一個新的高度。
第六代：生而強悍
2019年3月剛過，vivo又給我們手機市場一個新的重磅炸彈，一個新的品牌誕生：iQOO。iQOO手機的強勢來襲，不僅擁有強大的效能配置，比小米9還便宜一塊錢的價格，還擁有最新的螢幕指紋技術——第六代螢幕指紋技術。
除此之外，vivo還向媒體再次展示了新一代的APEX，APEX2019的到來，除了全身一體化，沒有任何開孔，摸起來就像鵝卵石。並且，在這部手機上，螢幕指紋再一次突破我們的想象，vivo為這部概念機配備了全螢幕指紋識別，徹底打破螢幕解鎖區域的限定，實現在螢幕任何位置按下手指均可解鎖的自由解鎖方式。螢幕錄入也不需要專門的區域，全面屏錄入，同時還支援雙指錄入，安全性大大增強。
APEX2019的到來，再一次將螢幕指紋技術升級到了全新的層面上，螢幕指紋技術加入了“指尖點亮”的機制，當手指靠近距離螢幕1.5cm~2cm的位置時，觸點附近的螢幕畫素會自動點亮，作為光源獲得清晰的指紋影象，由此解決了熄屏下螢幕指紋無法工作的問題。相信在2019下半年將見到其量產機型。
總結
不可否認，這兩年的時間裡，vivo確實在螢幕指紋上下足了功夫，從探索到如今的量產以及改善，我們都不得不驚歎vivo強大的研發能力。而未來螢幕指紋會發展到什麼程度，我們也能從APEX2019上看出些許影子。事實上，螢幕指紋技術誕生之初並不被外界所看好。相較於使用體驗上的不足，也許人們更擔心的，應當是蘋果沒有采用類似的技術。隨著未來“半屏指紋識別”甚至“全屏指紋識別”技術的成熟，螢幕指紋也將達到一個全新的高度。
以APEX 2019為代表的國產旗艦，正用自己的實際表現向世界宣佈，創新，中國人也是可以做到的！一個由中國廠商主導的智慧機時代，即將到來。