手機指紋識別的昨天、今天和明天

這兩天在體驗vivo X21屏下指紋版，於是整理了一篇文章關於手機指紋識別的文章。

近幾年來，指紋識別技術日趨成熟，應用逐步變廣，現在幾乎已經成為智慧型手機的標配功能。

最近屏下指紋更是獲得了無數關注，儼然要成為指紋識別功能的下一個發展趨勢。

那麼未來的指紋識別又將是怎樣的體驗呢？

一.追溯指紋識別歷史

2000年法國品牌SAGEM推出了業界首款量產的指紋識別手機（下圖），但遺憾的是那時的指紋不是用來給手機加密，而是用於識別PIN碼，成本高昂且體驗一般，所以後來在功能機時代很少有品牌將此技術應用到手機上。

不過日本品牌富士通不走尋常路，曾推出過多款帶指紋識別功能的非智能機。

時間推移到智慧型手機時代，摩托羅拉發布了首款集成指紋識別模塊的智慧型手機Atrix 4G（國內的型號是MB860），它使用了刮擦式指紋識別技術（AuthenTec公司研發），但是這種技術的識別率很低、體驗差，加之安卓系統未對指紋識別功能進行特別適配和優化，所以它搭載的指紋識別功能並沒有像預期中大放光芒。

又過了兩年——2013年iPhone 5s上市，它第一次引入正面按壓式指紋識別技術，並憑藉自己強大的軟體能力做到了指紋識別功能的軟硬體完美結合，既能用於手機解鎖，又能取代支付密碼。

iPhone 5s上的指紋識別實用性和易用性大大增強，基本奠定了智慧型手機領域在此功能體驗上的發展方向。

而國內第一款正面按壓式指紋手機是魅族MX4 Pro，它採用了國產品牌匯頂科技提供的指紋識別方案。

從綜合體驗以及最終市場銷量來看這款手機很難算得上一款成功的產品，但在指紋識別的歷史上卻足以稱得上是濃墨重彩的一筆。

二.指紋識別廠商及代表機型

三.指紋識別方案

1.電容式指紋方案

它的原理是利用矽晶元與導電的皮下電解液形成電場，通過指紋的山谷和山脊之間的凹凸來形成指紋圖像。

這個方案成本低、適用性強，運用比較廣泛，但對髒手和濕手指的識別效果一般。

2.光學指紋方案

它的原理是將手指放在光學鏡片上，手指在內臵光源照射下，用稜鏡將其投射在電荷耦合器件上，進而形成脊線呈黑色、谷呈白色的數字化的、可被指紋設備算法處理的多灰度指紋圖像。

不過光學指紋識別只能掃描到死性皮膚層，不能深入真皮層所以容易受指紋的潔凈程度影響。

目前光學指紋已經在智慧型手機上得到應用，比如最近上市的vivo X21屏下指紋版。

3.超聲波指紋方案

超聲波Sense ID指紋識別是由高通主導的技術。

它利用超聲波的穿透性，且隨著材料的不同產生大小不同的回波，以及皮膚與空氣對聲波阻抗的差異來區分指紋嵴與峪所在的位置，實現指紋的採集和識別工作，並提高濕手下的識別成功率。

相比電容式方案，它甚至不需要電容傳感器或者按鈕，可直接隱藏在多種材質表面之下，如玻璃、塑料甚至金屬。

也就是說，無需在手機螢幕玻璃或機身上開孔。

如小米5S、樂視MAX2等機型便是採用此方案，不過體驗一般，而高通最新一代的超聲波指紋方案尚未看到應用。

四.總結

目前，像vivo、華為已經推出了屏下隱藏式指紋解鎖功能，將指紋識別模塊集成在玻璃下方。

一方面能有效提高手機屏占比，帶來更好的使用體驗，符合未來全面屏手機的發展方向，另一方面，還能讓機身獲得更好的防水效果（因為無需單獨開孔）。

目前屏下指紋技術量產少、成本高，所以僅出現在手機廠商的旗艦機型上，如華為全新的Mate RS、VIVO X21螢幕指紋版等（傳聞小即將上市的小米7也將採用類似方案），想完全普及且下放到千元機的話，估計還得要一個漫長的過渡期。

另外筆者最近正在體驗vivo X21屏下指紋版，光學指紋和成熟的電容式指紋相比在體驗上差距明顯，雖然識別率做得不錯但是識別速度還比較慢。

在未來幾年內屏下光學指紋或超聲波指紋將成為發展趨勢，指紋識別體驗追上電容式指紋不成問題。

隨著指紋技術的不斷革新，相信在不久的將來，整塊螢幕都能用於指紋識別也不是不可能的。