iPhone 13 的「刘海」变小了，也变强了
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。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。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。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。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。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。是对我们最大的激励![]()
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