通过屏幕识别技术,vivo 开启了技术创新的大门

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2018-09-26 17:00

「三大件」的传说曾广泛流传在长辈们的饭后话题里,每个时代都会有三件能代表当下最流行的产物。

在 80 年代,冰箱、彩电、洗衣机是当时三口之家的「三大件」;90 年代的空调、电脑、录像机是当时小康家庭的标配;跨入 21 世纪,房子、车子、存款成了现代年轻人所追求的新三大件。

其实在我看来,「三大件」的说法也同样适用于近五年的国产手机圈。对比以往选购手机的三大配置——性能、相机、屏幕,如今智能手机也已完全进入 2.0 时代。这三大配置也随着技术深造而得以升级——生物识别、人工智能、全面屏成为如今各家争艳的三大目标。

9 月 6 日,在继长城和乌镇后,vivo 依旧选择在国内著名景区(北京雁栖湖)发布 X 系列的新品 vivo X23。

从去年登场的 Xplay 6 改造样机,到今年初面世的 X20 Plus 屏幕指纹版;从 3 月亮相的 X21,再到 6 月惊艳登场的 NEX、9 月发布的 X23。显然,从密集的更新规律看,在过去一年里,vivo 从未停止对屏幕指纹技术的研究和应用。如今 vivo 的屏幕指纹技术已发展到第四代,相比初期版本,解锁反应和准确度都得到了翻倍提升。

对技术的追求,从未停歇

实际上,从三年前的 vivo X6 开始,vivo 就已经开始在「解锁」这一功能上进行研究。

电容指纹识别在 2015 年还是个新事物,许多手机厂商都纷纷在自家新机上加入这个新功能。在当时,vivo 已经通过 X6 的 360° 指纹识别传感器和 Funtouch OS 的软件优化,实现出 0.4 秒的解锁速度,将 vivo X6 的「极速」卖点发挥尽致。

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▲ vivo X6 手机

而在之后的 vivo X20 Plus 屏幕指纹版里,vivo 正式开启屏幕指纹识别的大门,进入指纹解锁的 2.0 时代。

vivo X20 Plus 屏幕指纹版所采用的是光学指纹识别方案,结合 OLED 屏幕自发光和可透光的特性,即便是在熄屏状态下,也能通过 OLED 屏幕的 RGB Pixel 提供光源,让用于指纹验证的光线信息穿过屏幕,然后再反射到传感器进行比对验证。

▲ 由  Synaptics 供应的屏幕指纹元件组

vivo 这套方案从 X20 Plus 屏幕指纹版便开始应用,经过对市场的验证,vivo 便开始在 X21 里将屏幕指纹大量普及。

与此同时,vivo 也将屏幕指纹的识别速度和准确度更进一步地优化,结合支付宝、微信支付这些高频应用的软件支持,屏幕指纹的前景变得越渐明朗。

如果说 X20 Plus 是屏幕指纹的试水,X21 是将这项技术发扬光大,那么 vivo NEX 就是将这项技术提升到更上一层的高度。

尽管从表面看,NEX 和前辈都一样采用了屏幕指纹识别,但实际上,vivo 在这款里程碑手机里用上了第三代指纹识别方案。

与前两代方案不同的是,第三代方案所采用的是超短焦摄像头来取代前代的验证传感器。其原理同样是通过 OLED 屏的自发光和透光特性,在屏幕下方通过摄像头对指纹进行拍摄。随后,芯片会对指纹图片进行分析识别,从而在提升解锁速度和识别率。

此外,元件组在手机内部的所占面积也比先前方案要更小,这也使得手机能容纳更大的电池、更多的零件或更多的未知可能。

根据 vivo 介绍,相比与第二代识别系统,新方案的指纹图像精度提升了 50%,解锁速度提升 10%。而这些提升,都是 vivo 自家的优化成果。

vivo X23 是继 NEX 之后的首款机型,在第三代屏幕识别方案得到市场的广泛认可后,vivo 乘胜追击,在新机上推出更高效的第四代光学屏幕指纹解锁方案。

本次 X23 所采用的是汇顶科技提供的屏幕指纹方案,和第三代技术一样,新技术依然采用超短焦摄像头来对用户指纹进行验证识别。

▲ vivo X23 屏幕指纹部件. 图片来自:中关村在线

有手机自然有不同的使用环境,有不同的使用环境,自然也会对识别用的摄像头带来不同的影响,一旦因为环境问题而造成指纹识别的效率减半,那就很尴尬了。

所以,vivo 也想到了这一点,因此他们在短焦摄像头这一环节上,为 X23 装备了一枚 F/1.5 的超大光圈摄像头。

更大的光圈意味着更大的进光量,更大的进光量就能为验证元件带来更明亮、清晰的图像,在 F/1.5 光圈的加持下,即便是在夜间环境下使用,X23 那枚「藏」在 OLED 屏幕下方的摄像头也能正常摄取指纹信息,带来比前代带来更高的夜间识别效率。

前面和大家提到过 OLED 屏幕有着像素自发光的特性,这也是实现整个屏幕识别功能的重要环节之一。实际上,这一次 vivo 也对 X23 的屏幕部分进行升级,通过采用 E2 材料的 OLED 超感光屏,使屏幕厚度缩减 0.1mm,以带来更好的透光性能。

除了削减屏幕厚度,指纹识别区的像素密集度也达到了 720 dpi。通过更密集的像素点,进而让指纹识别区拥有更密集的识别像素。别看这些都只是变化不大的升级,在这两项优化下,第四代屏幕指纹识别反应比前代提升了 40% 之多,几乎能做到传统电容方案「按压即识别」的效果了。

▲ vivo X23 解锁实测

当年 vivo 在 X6 上除了通过 360° 电容指纹识别模块来提升识别率和解锁速度以外,还在 Funtouch OS 上进行了软件优化处理,让解锁过程在触碰瞬间就能完成。今年推出的第四代屏幕识别方案亦是如此,不过硬件只是解决了有和无、优和劣的问题,好用与否归根还是需要结合软件去配合硬件去优化。

结合 vivo 研发的软件算法,X23 能通过软件算法对识别过程中的指纹图像进行增强优化。正如我们拍图、修图一样,系统在指纹识别过程中会通过算法清除图像中的干扰滤波,在毫秒间提取出指纹的特征点进行识别,从而针对性地提升用户在极端环境(光线直射、暗光环境、异物隔绝等)、使用条件(干手指)下的识别效率。

值得一提的是,在 9 月 26 日举行的 vivo 屏幕指纹技术沟通会上,vivo 宣布将于 10 月通过软件更新的方式为 vivo X23 推送「屏幕指纹 DSP 加速技术」。据悉,该功能能为屏幕指纹识别提升 30% 的解锁速度,即便是在低温干手指、强光直射的环境下,用户都能使用屏幕识别功能解锁手机。

可以说,这为即将到来的秋天、冬天,以及寒冷地区用户带来了贴心体验升级了。

在硬件和软件的配合下,vivo 的第四代光学指纹识别已经成为一套颇为成熟的屏幕解锁方案。根据 vivo 此前给出的数据介绍,X23 在亮屏状态下仅需 0.35 秒即可完成解锁,已经能到接近眨眼即解锁的速度了。

在新技术的背后,还需要供应链的支持

作为屏幕指纹识别的鼻祖,其实我们除了能看到 vivo 在短短一年时间内不断对屏幕识别技术进行开拓和升级以外,还能看到他们在供应链方面的影响力和执行力。

虽然在大众心目中光学指纹识别是一个新事物,而且目前仅有 vivo 一家在用,其产能和使用体验难免也会让人担忧。

但其实不然,从 vivo 和第一代方案的供应商 Synaptics 合作开始,vivo 就已经开始通过 X20 Plus 屏幕指纹版对技术进行试验和计划普及。

而在第一代的技术基础下,vivo 开始在 X21 这款手机里采用深圳汇顶提供的光学屏幕指纹识别方案,使得这一新技术在市场上得以迅速普及化。得益于 X20 Plus、X21 在市场上受到的广泛认可,光学指纹方案的供应量持续上升,成本也得以下降。

因此,尽管新方案会令单机的制造成本带来一定程度的上涨,但由于涨幅不大,新机的售价也没有出现明显涨幅。甚至在对供应链把控成熟后,新机售价还出现了意想不到的下降。这一点从 vivo X20 Plus 屏幕指纹版、X21(均 3598 元)和 X23(3498 元)三款手机的开售价就可以看得出来。

目前我们可见的是,在更讲究机身设计和全面屏的条件驱动下,屏幕指纹识别、3D 结构光、虹膜识别将成为旗舰手机的主流配置。而 vivo 目前已经掌握相对成熟的屏幕指纹识别技术,以及研发、供货渠道,形成一道深宽的产品「护城河」。

而随着全面屏和屏幕指纹识别技术在未来得到长足发展,相信未来除了 vivo,更多的手机厂家也将会参与其中。

市场的支持,才是创新的动力

自去年开始,vivo 就已经开始积极紧跟市场潮流,推出诸如 vivo X20、X21、NEX 这些拥有高屏占比、高性能、高档配置的各款机型。而从各家机构公布的数据看,这些机型都得到了市场的认可。

知名调研机构 IDC 在上个月公布了 2018 年 Q2 季度中国前五大智能手机出货量排名。从公布的数据看,vivo 在 Q2 季度共出货 1900 万台,以 19% 的季市场份额站稳前三,同比去年增幅达到了榜单最高的 24.3%。

放大到了具体机型的销量看,从国内调研机构极光大数据的公布的「2018Q2 国内销量 Top 10 手机机型」榜单看,vivo X21 以 2.9% 的市场销售占比位居全国第二,仅次于同期发布的 OPPO R15。

与此同时,从极光公布的另一份「手机品牌用户忠诚度」统计看,Q2 季度有 25.9% 的 vivo 用户仍然选择升级手机而并不更换品牌。这些用户大部分是旧款 vivo 手机的使用者,他们在 Q2 季度里更新了 X21、NEX 这些新机型。

此番 vivo 推出的 X23 是 NEX 这一明星机型后的首款 X 系列新品,这款手机集合了当下最新的水滴屏设计,带来高达 91.2% 的屏占比。同时,通过第四代屏幕指纹识别和面部识别功能,对传统电容指纹解锁和前代技术进行了取代和升级。

当然,作为 vivo 发布会上的最大亮点之一,Jovi 也都开始进入 IoT 家庭物联网。用户只需通过一台 vivo 手机,就能通过语音控制全屋的家电设备。

通过 vivo 在近一年的发展,我们可以预见的是,随着时间的推移,vivo 在接下来的布局将会以创新为主。在多年沉淀的技术基础下,朝向多个方面发展。

从技术的使用者渐渐转型为开发者;从跟着供应链大流走的角色演变成带动供应链潮流的角色。正如 vivo 公司 COO 胡柏山今年 6 月接受专访时所介绍:

vivo 不想再坐等产业链创新的出现,也不能再等到苹果靠新技术应用占领山头几个月后再去发力。在现有的市场格局下,这样的代价已经不可承受。vivo 也要去尝试主动引领市场的技术发展,就像苹果之前做的那样。

这么看来,vivo 已经开始在「创新大道」上奔驰了。

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