追溯历史，我们可以发现“手机”这个概念在上世纪四十年代就产生了，设计之初是为了军用，作为电话的补充。但是随着两极格局的瓦解，时代主题朝着邓爷爷预见的“和平与发展”方向发展，加上第三次科技革命的催化，很多军方专用的科技、科技产品也走入了寻常百姓家，就比如前文所说的手机，它已成为人们日常生活必备工具，且不单是一款通讯工具，而是集通讯、出行、支付、娱乐于一身的私人秘书。人们对于它的追求，也不光局限于性能、功能，还包括外观。就目前来说，全面屏是主趋势，因为这种方案可以带来更大的视觉冲击。但现在的问题来了，既然要“全面”，正面如何降槽?降槽后原有功能怎么办?比如指纹识别何去何从?目前为止，有四种方案。
一、平衡法。
手机设计团队将正面设计更为紧凑，保证又是全面屏又能前置指纹识别，比如华为Mate 10、荣耀V10、华为nava 2s。虽然尽了最大程度去平衡，但屏占比还是要打折扣。不过实体Home键保留还是有个好处，给了人们一个适应过程。另一方面，这只是一个短暂的过度，终将被其他方案所替代。
二、转移法。
既然正面已经容不下实体指纹识别模块，很多手机设计团队都将其转移到其它地方，像一加、OPPO等厂商都将其转移到背面，当然也有一直就坚持背面的厂商，如华为的某些机型。这样做，既保证正面的全面性，又不会阉割功能。但它也产生新的弊端，首先背面的一体性被破坏，其次某些场合不适用，比如手机放在车载托架上导航，息屏后再次亮屏会很麻烦。
除了转移至正面，还有侧面的，在全面屏产品中，目前为止只有一款魅蓝S6是采用的这样一个方案。但魅蓝的设计显然是只考虑到了惯用右手的用户，左手用户解锁还是需要绕一圈。另外，即使是绕一圈，左右用户操作也很别扭，因为食指和大拇指几乎在同一水平线，各位朋友可以拿一个屏幕为5.7英寸左右的手机试试，看这样握持方不方便。
三、代替法。
指纹识别既然怎么放都尴尬，那就索性放弃，用一个全新的方案代替，比如iPhone X就用Face ID取代Touch ID，国产方面也有不少厂商跟进，加入了原理类似的面部识别，但通常只是指纹解锁的补充。就目前为止，iPhone X的面部识别技术最为安全，敢用于支付，但依然各种被破。
另外，苹果方面在保证安全的前提下，已经做了力所能及的减法，但依然有一个辣眼睛的“刘海”，也因为“刘海”的存在，iPhone X的UI与很多APP不搭，有些APP的所谓协调方案无非就是“刘海”下方画一条直线，直线上方所有画面变黑，类似于ID黑边，早知如此，又何必做成全面屏?
对于面部识别，引用2007年NBA总决赛后邓肯对詹姆斯的一句话，“未来是你的”。
四、移宫换羽。
宫和羽是古代的两种曲调名，移宫换羽泛指内容变更，但其实它们的形式依旧没有变。上面三种方案，目前来说，都有明显的弊端，或视觉low，或实用性差。于是人们开始思考能不能把指纹识别区域留在正面，换一个识别媒介，比如屏幕，这就是全面屏时代指纹解锁的“移宫换羽”，这种方案可以做到更加极致的“全面”，可以符合操作习惯，可以保证背面的完整性，几乎是当下最佳的解锁demo。
前不久，第一款利用屏幕作为指纹识别媒介的非概念机vivo X20Plus屏幕指纹版面世，人们手指在屏幕上一按，就可以快速解锁。那么，vivo的屏幕指纹解锁是如何实现的呢?
想出方向容易，实际完成有技术难度
首先，我们看一下vivo X20Plus屏幕指纹版的封装结构，从外至内分别是0.68mm玻璃盖板、屏幕指纹传感器、OLED面板、指纹识别模组的印刷电路板(即通常所说的PCB板)。
玻璃盖板不用多说，保护内屏的屏障;OLED面板即内屏，由玻璃层和发光单元构成，是OLED屏能够显示的主要原因;X20Plus屏幕指纹版的OLED面板上面的屏幕指纹传感器和下面的
PCB板是普通OLED显示屏所没有的，屏幕指纹传感器是搜集指纹，PCB板是电子元器件的支撑体，内含指纹识别传感器，对OLED面板上方指纹传感器搜集的指纹进行识别。
vivo所采用屏幕指纹，是光学指纹，这和早期的打卡器很类似，用户在录入原始指纹信息后，玻璃下方发出的激光扫描你手指摁在玻璃上压出来的指纹，扫描出的图像以黑白的图像与数据库进行对比。具体到这款手机，OLED屏幕发出光线，用户手指压在玻璃盖板上面，指纹传感器搜集压下来的图像，并利用OLED面板像素间的空隙将信息传达至OLED面板下方的PCB板中的识别传感器识别。与打卡机相比，多了两个难点：
一、指纹信息必须要穿过OLED面板;
二、打卡机的激光扫描发光体不需要显示图像，但手机的激光扫描发光体是OLED面板中的发光单元，OLED面板最主要的功能是显示，现在相当于是在OLED面板原有显示功能的基础上加了一个发射激光的功能，手机需要做到二者兼顾，判断用户什么时候需要发射激光，什么时候不需要。
因此，vivo所采用Synaptics公司的光电反射方案可以说是一项黑科技，手机在解锁后，OLED面板不会发出激光，这就意味着图形UI会隐藏，因此用户在使用其他操作时完全不会碍眼，兼具功能与美观。
说了这么多，vivo X20Plus屏幕指纹版究竟上手还不好用，我们一起来看看。
打开设置，选择“指纹、面部与密码”这一栏，选择“指纹”，会进入到上图最右的界面(有些朋友第一次开机录入了相关数据，中间会多一个“输入密码”的界面，在正确输入密码后，也会进入最右界面)，可以看出vivo对这项技术还是很有自信的，不但可以用于常规的解锁、隐私与应用加密，还支持支付。
至于录入过程，和其他手机没什么两样，按照系统提示，移开手指、放置手指……调整握持姿势，继续重复移开手指、放置手指的流程，大约一分钟，就录制成功。把相关选项打开，我们就可以将指纹用于相关功能。接下来，我们就实际体验一番。
在息屏状态下，用户移动手机，内部系统就会感应到使用者有解锁需求，OLED屏幕随即会发出蓝色的激光，将指纹图形UI点亮。通过图标，用户可以快速找到解锁的具体区域，将手指覆盖在上面后。手机在感受到手指的力度后，出现一个如芯片通电的动画，极具科技感。与此同时，你的指纹信息也由屏幕指纹传感器传送至PCB板，交由识别传感器识别，和录入信息匹配后，屏幕快速解锁。整个过程不拖泥带水，非常的迅速。
前文已经提到了隐私与应用加密，通俗来说就是应用加锁，因为日常生活中我们有些软件不便给他人看。具体设置是打开“指纹、面部与密码”一栏，点击最下方的“隐私与应用加密”，选择需要上锁的APP，即可完成设置。
在上面的操作中，我们把QQ上锁了。每次开机打开QQ，会进入一个“‘QQ’已加密”的页面，页面下方指纹识别图案是点亮的，将手指用力按上去，应用就会打开，解锁过程和上一环节并无两样，相对比较迅速。
目前为止，指纹支持的支付应用有微信和QQ，在电子钱包时代，这两个应用是我们支付的主力军。
以微信为例，点开“指纹”页面中“支付”选项，选中“微信”，画面会跳转至已登录微信的“支付管理”界面，将“指纹支付”项打开，会接连进行支付密码验证和原有指纹验证，验证成功之后，微信即可通过指纹支付。支付宝的设置与之类似。
下面，我们就用微信给好友发红包，试试指纹支付到底灵不灵。
在把钱塞进红包之后，会弹入一个支付界面，UI下方的指纹识别图案随机点亮，手指放在上面微带力一摁，即可完成整个支付过程。总体来说，支付系统对指纹的识别还是比较敏感的，和其他方式的指纹识别并无二样。
以上操作，正面没有贴膜，因此官方所说最快只需0.6秒真的不算离谱。但在实际生活中，相当一部人没有裸机使用的习惯，会戴套，会贴膜，那么贴膜会影响指纹识别的灵敏度吗?相关研究人士称“贴膜需要经过拉伸，拉伸过程中会产生条纹、气泡，这些条纹、气泡会使光线发生变化，严重影响光学指纹识别”，事实真如他们所说的“不堪一击”?
钢化膜测试
钢化膜是我们日常生活中最常见的膜之一，这种膜硬度大，耐磨耐刮，可以有效保护表层玻璃，很受人们喜欢。但钢化膜通常又较厚，很多人担心会影响指纹识别的灵敏度。为此，我们在某宝上买了一张如上图所示的钢化膜，贴在手机实际测试。
实测中，我们发现手机大部分时间识别速度还是挺快的，但是还是有少数几次解锁失败的，应该是没有掌握好力度。既然OLED面板上方的屏幕指纹传感器可以收集隔着0.68mm玻璃玻璃盖板的膜，加一层比之还要薄的膜影响不大。
水凝膜测试
有人也许回说，钢化膜硬度高，因此在贴膜过程中，不易产生条纹、气泡，他们也不喜欢钢化膜，倾向于更为轻巧柔软的水凝膜，那么手机的屏幕指纹能经受得住水凝膜的考验吗?为此，我们也贴上图示的水凝膜，并按照说明书要求，耐心等待24小时之后才使用手机。
实测结果和相关人士所说一样，指纹识别模组确实受到了影响，成功与失败混杂。
通过上文所述，我们可以得出以下结论;
一、vivo所采用的屏幕指纹解锁，是目前为止全面屏最佳解锁方案;
二、要实现vivo X20Plus屏幕指纹版所采用的光学指纹解锁技术，虽然有一定的难度，但是难点已经被攻克并成功实现了商业化生产，具有非常强的实用性和普适性;
三、贴膜对于手机指纹识别有一定干扰，毕竟我们在实际测试中还是有少数时候失败了，有可能是磨合，也有可能是真的因为膜的原因造成了光的折射发生了变化。因此，如果有朋友想入手此机，建议不要私自贴膜，等待vivo的专用膜。
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一直以来三星都是正面指纹识别的忠实用户，在指纹识别这个东西刚刚出现的时候，原本是有很多类型的，比如触摸式、按压式、滑动解锁式等等，从视觉效果上也分为两种，一种是以HTC产品代表的背面，另外一种是以苹果、三星为代表的正面两种的（当然，索尼的侧面指纹比较另类，非常少见所以就不说了），但最近两年，你会发现正面指纹基本上已经一统天下了，背面指纹手机越来越少，包括HTC等品牌已经逐渐改变了产品设计。
在这个大前提环境下，三星竟然反其道而行之，而且这个指纹识别似乎没有什么特殊的功能，所以被人质疑是一种开倒车的表现。但仔细想想也可以理解，毕竟现在全面屏还是一个新鲜事物，配套的技术支持不到位，指纹识别就是明显的例子，所以三星迫不得已放回了后面。实际上不光指纹识别支持不到位，前置摄像头、扬声器、传感器等等一系列的功能模块都跟不上，所以真正100%全面屏手机是短时间之内无法见到的。
不过全面屏幕设计的出现却意外的引发了行业内对于指纹识别问题的关注，一方面是大家或许难以接受这种&倒退&式的设计样式，另一方面是由于苹果全面屏幕手机iPhone 8的传闻让大家亢奋。不管指纹识别如何，全面屏幕手机似乎是今年最热门的流行趋势，因此谁能先把指纹识别放在屏幕里面就一定能成为焦点。
指纹识别真的那么有必要么？
不过大家在关注指纹识别技术的时候似乎忘记了最主要的一点，就是指纹识别本身的应用和实用性。似乎包括苹果在内，大多数指纹识别手机和功能都只是个摆设而已，除了让解锁更快之外没有什么实际性的作用。
指纹识别是一种生物识别安全技术的衍生物，目的并不是识别人体的指纹，而是通过指纹对照来认证主人信息，从而解锁信息和密码。因为每个人都有自己独立的特点，比如指纹、耳纹等等，独立性很高，所以通过这些内容识别身份按理说是非常方便的，其实这个技术并不是现代人发明的，在中国有记录的指纹画押方式可以追溯到唐朝。
现代手机上应用指纹技术还没几年，苹果是从iPhone 5s时代开始使用的，而在此之前已经有一些Android开始使用了。之所以安全是因为指纹识别模块相对独立于手机运行，你输入的指纹存储在这个模块当中，是经过加密的单向通道，因此不存在破解指纹本身库本身的可能性。但这并不意味着你的手机不会被破解，因为指纹并不是唯一解开你手机的方式，通常还会要求输入4或6位数字密码或者图形密码，这都是辅助解锁的方式，以免指纹识别出现问题的时候应急使用。所以指纹识别所谓的安全性并不是那么有价值，因为完全可以绕靠指纹解锁你的手机，比如前阵子美国沸沸扬扬的枪击杀人案犯人的手机iPhone 5c，因为苹果不帮助FBI解锁而导致了社会争论。最终以FBI寻找一家以色列的安全公司帮助解锁手机而告终，所以手机还是有方法被破解的，只是跳开了指纹识别这个步骤而已。
目前指纹识别功能已经经过了数年发展，但应用环境和场景并不多，最主要的地方就是用来解锁手机初道密码或者文件加密，一些支付比如支付宝、支付、苹果Apple Pay等等支持指纹免密支付功能。
除此之外似乎没有太多其他作用，不过也正是因为少量的几个功能，让指纹识别成为手机必备的模块之一。快速解锁本身就很有吸引力，现在只需要按一下就可以点亮并解锁手机屏幕，相比原来节约了时间和步骤，而且相比虹膜识别、人脸识别等等方式，不受光线和环境影响。
因此短时间之内，似乎还没有能替代指纹识别的技术出现，相信很长一段时间指纹识别依然会是主流。
三种主流指纹技术 哪一个更适合屏幕下？
看上去都是指纹识别，但技术和原理并不相同。目前市场上的主流指纹识别解决方案有三种，分别是电容指纹、光学指纹和超声波指纹识别三种。我们现在使用最多的就是电容指纹识别。与我们电容屏幕工作原理差不多，利用分辨率感知指纹的纹理来进行存储和识别。
不过刚才我们也说了，今天的主题是屏幕下方指纹识别，那么就意味着我们现在常用的电容指纹识别方式不可行。因为这种方式大多数都需要开孔，由于穿透力和工艺良率原因全面屏幕很难使用。
目前适合于全面屏屏内指纹识别的只有光学指纹和超声波指纹两种。
光学指纹识别常见于打卡机设备
光学指纹识别：首先说说光学指纹识别，因为这个技术应用的最早，现在依然有很多门禁、打卡机等等在使用这种技术。技术原理是利用光的折射和反射，将瘦猴子放在光学镜片上面，手指在光学镜片上，手指在内置光（可见或者不可见光）照射下从底部摄像三棱镜，射出的光线根据手机指纹纹理表现的光暗表现不同，通过投射到的耦合器件，一般是CMOS上面，来识别指纹所有独特的特征。其实这种技术很早以前就有了，不过由于光学本身的特点，所以集成到小模块当中，应用到手机上是个难点。另外光学指纹识别之前有一个麻烦的地方，就是如果手上有油污或者汗水，识别效果就会大幅度降低。
超声波指纹识别：这算得上是比较先进的技术了，之前小米5S手机上曾经使用过高通公司第一代超声波指纹识别，需要特别提示的是，虽然芯片是来自高通公司的，但整体解决方案是欧菲指纹模组公司打造的，使用高通的芯片加上其他电路和材料，打造成适合在手机上可量产的模组。不过第一代欧菲实际表现并不好，消息称当时因为指纹Sensor耐高温不强，温度较高就不灵敏了，超过80度就很难识别，虽然一般来说手机不会到这么高的温度，但整体使用体验不算太好，尤其是乐Max2手机更是表现不佳。不同的是小米手机的销量非常高，往往用户会在各种地区和环境下使用，一旦有反馈体验不尽如人意之后，他们会在之后的产品上做出反映，因此小米之后的机型就不再继续使用了。不过据说第二代已经解决了这个问题，就是vivo在MWC2017上海展会上展示的那种。
超声波指纹识别相比前面两种，算是比较新鲜的技术，手机领域当中2015年才由高通公司商用并且展示出来。其实相比另外两种，还是有很多优势的。第一穿透能力很强，比如手机常用的后壳铝合金、有机玻璃、人工蓝宝石、塑料等等。甚至可以穿透1.2mm以上的OLED屏幕。第二对于手指检测很直接，无论你的手是干还是湿，是否有油污，都有极高的识别率。第三安全性比较高，可以通过阻抗、皮下血液流动甚至是心率相结合，活体或者立体指纹识别，虚假指纹很难通过检测（现在还没有商用，不过虚假指纹问题已经非常严重了，活体指纹识别和更安全的生物验证势在必行，为未来提供了更多可能性）。
当然了，超声波也有很多问题，比如解锁反映速度比电容指纹识别速度慢、功耗比电容指纹识别高等等，另外目前来看，只有三星、LG等公司的柔性AMOLED屏幕比较适合，其他硬质屏幕则不合适，而现在市场上只有三星能够大规模供货，因此产能会很受限制。另外，使用之后就不能贴膜了，贴膜有可能会影响指纹识别的精准度，现在流行的钢化玻璃膜则基本上都废了。这些小问题还需要解决，不过总体上看超声波技术还是最被寄予厚望的。
当然，也有传闻说苹果要使用光学指纹识别技术，但现在还没有进一步证据，恐怕产品发布之前是不会有太多透露的。
vivo在MWC上海展出的到底是什么？
首先实现屏幕下指纹识别的厂商究竟是苹果还是三星？出乎所有人意料的是，在今年上海站MWC2017上vivo竟然展出了首款屏幕下方指纹识别。在现场我也曾经近距离体验过搭载了屏幕下指纹识别的手机。vivo在现场明确写到了是和高通公司联合开发的，实际上就是我们前面提到的第二代欧菲超声波指纹模块。
现场vivo使用的样机实际上是在vivo Xplay6黑色版本改来的，所以大家不用纠结为什么屏幕下方指纹识别还会留着实体Home按键，因为原本就是Xplay6手机，没有单独做一台全新工程样机而已。现场体验原本的Home按键和指纹识别都屏蔽了，没有实际作用。在开展第一天，我抢在大批观众入场之前录入自己的指纹体验了一下。屏幕下方指纹识别是有作用的，可以识别我的指纹，换一个手指无效，按压在区域外的位置是无效的，屏幕上图像的指示所以不容易按错。不过只是一个展示的Demo，所以没法体验更多的指纹场景，仅仅展示了识别和解锁的过程。
相信关注过这个新技术发布的人应该都看到过有不少人认为速度比较慢，的确，解锁的速度相比现在常见的指纹识别慢一些，但比输入密码或者图案解锁还是快不少的。我认为之所以速度慢是两方面原因造成的，一方面是现在技术还不太成熟，毕竟你要区分手指在屏幕上究竟是进行正常的滑动操作还是要识别指纹，另一方面可能与大家不适应新的方式有关。
曾经有人质疑，vivo这不就是将现成的欧菲和高通的第二代解决方案揉进屏幕里面你么，好意思说这是他们自己的新技术发布？的确，vivo使用的是这个解决方案，但现在手机行业早已经是个供应链分工明确的时代了，一家手机厂商如果能够达到vivo这样的地位，必然有自己的研发团队和一定的开发能力。而且看似只是将一个现成的模块装进去，但要知道软硬件适配、空间的规划利用等等方面下功夫。
之前我们提到了超声波屏幕下指纹识别有几个前提条件，因为穿透屏幕的厚度最高可以到1.2mm，所以首先是要使用AMOLED柔性屏幕，因为厚度和本身柔性的原因，vivo旗下的X系列和Xplay系列都三星AMOLED屏幕的使用者，除了三星自己的产品之外，苹果今年也大量采购了三星的OLED屏幕，据说数值高达7000万片，本来就捉襟见肘的OLED屏幕供应会更加短缺，这就意味着更多的厂商拿不到三星屏幕，而国内手机厂商当中vivo绝对是实力可以排名前五甚至更高的，加上一直以来良好的合作关系（国内首款双曲面手机也是vivo的Xplay5s）不用担心拿不到屏幕的情况。
当然如果急于用在手机上，并不是明智的选择，所以vivo开了一场关于新技术的发布会。现阶段还不知道直接应用到手机上能否有良好的体验，至少年底之前我们是见不到搭载该技术的手机，现在还有很多细节不够成熟，能否大规模量产也是个问题。无论如何vivo已经抢先给出了一个屏幕下方指纹识别的解决方式，并且也有能力在未来一年内的某一款产品上使用这项技术，相当于对外宣布了未来可能的产品特性规划，对于vivo来说这就足够了，已经提升了在公众眼中的整体品牌形象。
大家为什么都在关注苹果？
在很多新技术领域，苹果都不是缔造者，也往往不是首发，但毫无疑问在很多情况下他们都是最佳体验的创造者，成功将一项&新技术&变为&受欢迎的新技术&。
这也就是为什么苹果经常给人一众能够带动潮流却&不勇于&尝鲜的形象，按理说苹果内部应该是进行过大量尝试的，只不过很多没能展示到公众面前而已。这一点很多大公司都是一样的，比如微软和谷歌。
而且可以确定除了三星之外，苹果也会加入全年屏幕的行列当中，全面屏幕意味着只有两个大方向上的选择，第一是继续使用指纹识别，第二是完全舍弃指纹识别。而使用指纹当中还有两个不同的选择，要么开发出屏幕下方指纹识别，要么像三星那样使用后置指纹识别。现在外界传闻很多，不过主流的观点和供应链条消息已经基本忽略了背部指纹识别的模式，究竟能否实现屏幕下指纹？还是干脆的舍弃？相信苹果也很难做出抉择，毕竟Apple Pay等功能还需要指纹验证，直接放弃相当于自断一臂，甚至有可能影响支付领域的布局。毫无疑问，在这个取舍问题上，远比放弃3.5mm耳机接口要艰难的多。
还有什么能代替指纹？
有人曾经问了我一个问题，就是全局指纹识别能不能实现？也即是说手指在屏幕的任何一个地方都可以实现解锁，而不需要集中在某一个小区域内。答案是肯定的，未来不仅仅这种技术可以实现，甚至还有可能实现全机身指纹识别。当然这也能仅仅是能够实现，并不见得一定要实现，原因很简单，第一，这种体验真的好么？第二，那个时代还有指纹识别的必要性么？
现在生物识别之所以被重视是因为安全，但前面我们也提到过了，生物识别现在还不能作为唯一的识别密钥，因此手机并不是绝对铁板一块的安全，有很多方法可以跳过，消费者更喜欢的是快速解锁手机和支付的所谓&免密&模式。那么可以代替的种类就非常多了，现在有人脸识别、虹膜识别、语音声纹识别等等。从产品上看三星虹膜识别、Windows Hello识别等等，都有同样安全的特点和高效性。
但这些类型都有致命的短板，你不能在开会的时候或者非常安静的环境下说话来解锁手机，也没法在昏暗无灯光的环境下进行面部或者指纹识别。这些都让这些技术短时间内代替指纹验证的方式。
不过未来一定会有更好的方式，虽然现在看指纹并不是绝对必须的，但却也无可替代。
下半年暂露头角 明年迎来热潮
根据现有的资料和消息，下半年的三星Note 8恐怕还是没法实现屏幕下方指纹，依然遵循S8手机的后置方式。不过苹果还是最大的看点之一，加上vivo已经展示了一个成功的样本，年底推出一款产品似乎不是什么难事。因此，我们有理由相信，今年下半年至少可以有一两个勇于吃螃蟹的产品和厂商，至少供应链条已经跃跃欲试了。而沉淀一年之后，明年将迎来全面屏幕手机的大爆发，屏幕下指纹手机也会随之大范围普及。
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