曾经热火朝天一度成为全民话题的智能手机市场,如今却陷入史无前例的窘境。据中国信通院等多家权威机构调研结果,国内市场规模在2022年遭遇幅度超三成以上的下滑,不仅出货量难以与往年看齐,更有多方信源称,上游供应链已收到来自终端厂商的大量砍单请求。
智能手机销售陷入疲软,一大原因是今天的产品难以刺激消费热情,能看到年复一年的创新,但也只是在现有框架下改良提升,不是真正的突破。通过用户调研和互联网讨论可以发现,一些人认为现有产品仍满足使用不必换机,另一些人期待着形态进化促进购买需求。
关于形态进化,行业将希望寄托于折叠屏和真全面屏:前者已有各大品牌推出相应产品,但耐用性和整体成本仍未达到平衡点;后者自iPhone X真正掀起全面屏浪潮起就有呼声,可如何不明显影响体验地将摄像头、3D人脸识别等部件设置到屏下区域,暂处探索和技术积累阶段。
在中国手机厂商和屏幕厂商一同带来显示效果等可被接受的屏下摄像头终端产品后,屏下3D人脸识别同样有了新成果——可以应用于硬性或柔性OLED屏,具有较好的识别性能,并且还无苹果相关专利隐忧,没有遗憾的可以3D结构光人脸识别的真全面屏手机,已经不远。
大众期待的真全面屏手机怎么还不来
自各大互联网应用服务取代基础通信能力成为手机核心功能那一刻开始,手机屏幕显示面积不断变大的演进就再也停不下来了。更大的屏幕意味着能够同时承载更高信息量,也就能让用户可以更沉浸地使用互联网服务,然而刘海和挖孔成了手机正面变成一整块屏最后的障碍物。
显示效果固然重要,但从行业尝试来看,前置拍摄和高效率生物识别手段,是用户不可能妥协的两大需求点,因此要寻求平衡。苹果不惜塞入硕大刘海,也要在iPhone X和后续机型带来效率和体验皆优的3D人脸识别,安卓厂商则用指纹识别和显示损耗较小的前摄打孔代替。
厂商们并非不想取消刘海或打孔,过去几年间出现的升降全面屏、屏下摄像头手机便是尝试的结果。升降设计对显示和拍摄效果皆无影响,却会占用较多内部空间,与整机体积控制背道而驰。屏下摄像头不占用过多空间,但至今依然存在自拍效果、屏下区域寿命等改进空间。
另一个课题是,要把与日常使用关联巨大的生物识别带到真全面屏时代:无论是3D人脸还是指纹识别,一看或者一按就解锁手机,相较输密码更快也更安全。在涉及到隐私文件访问、在线购物支付、银行账号管理的多个场景,生物识别都为优化用户体验起到了重要作用。
指纹识别在初见成效的屏下摄像头技术路线上可无缝延续,但要想用上整体体验更加无感流畅的3D人脸识别,还缺乏真正可用的产品为屏下“贴上最后一块拼图”。一是有苹果专利在,若基于VCSEL技术研发必将绕不开,二是隔着屏幕工作,人脸识别效率将受明显影响。
在屏下也能稳定运作的3D人脸识别,会是基于屏下技术的真全面屏手机,实现形态进化的充分前置条件。用上更好的屏下3D技术,手机厂商就有望推出打动更多消费者的手机。
光鉴科技屏下3D新方案,创新在何处?
前文提到的屏下3D人脸识别新成果,其实是3D视觉技术创企光鉴科技与屏幕厂商维信诺,在前不久的美国显示周及SID年会上共同发布的柔性OLED屏下3D方案。这里有两个细节需要注意,该方案在硬性/柔性OLED上皆有不错表现,其技术路线和专利布局均不依赖苹果路线。
早在一年以前,光鉴科技便联合手机厂商中兴公开了首款基于硬性OLED的屏下3D,今年更是在主流高端手机都采用的柔性OLED上实现屏下3D。从硬性到柔性屏幕,屏下3D的实现绝非简单移植,两种屏幕有着不同的材料特性,为此光鉴科技和屏幕厂商一起展开深入研发。
柔性OLED受材料特性影响,存在透光率更低、光线衍射造成的3D结构光信噪比问题,应用屏下3D的总体难度大约是硬性OLED的三到四倍左右。双方联合研发结果令人欣喜,光鉴科技柔性OLED屏下3D方案表现同样优秀,有望在屏幕像素密度400DPI产品中迅速应用。
前不久发布的中兴Axon 40 Ultra,正是一款400DPI的屏下摄像头手机,有了较之前产品明显提升的屏下区域显示效果。如果获得屏下3D加成,类似的安卓手机将在相近整机体积下,获得不影响正常显示的真全面屏体验,以及媲美Face ID iPhone的人脸识别——涉及安全的操作“刷脸”就行。
除了让屏下摄像头手机拥有能“刷脸”使用机会,这套方案还具有增强手机前摄拍照效果功能。屏下拍摄必然会受屏幕发光的衍射影响,而屏下3D的主动红外光源能为前摄的图像信息做补充,在愈发强大的手机影像处理性能支持下,可融合出一张高质量的前摄照片。由于是主动投射,不受外界光线影响,所以屏下3D还会给夜景自拍带来相当大的提升潜力。
苹果采用VCSEL激光发射技术路线,通过衍射将数万个红外光斑打在人脸上,进而完成高效且安全的识别。安卓阵营曾选择效仿,但在专利合规性和扩大规模上难以绕开苹果相关专利。光鉴科技则是以边缘发射激光器(EEL)为光源,基于纳米光子芯片投射上万束光斑来识别,发射端成本相对更低,而且是目前唯一不依赖苹果专利有自主知识产权的3D结构光方案。
据光鉴科技创始人兼CEO朱力博士解析,纳米光学路线源自几位创始人博士期间研究方向,不仅是理论基础有突破,实际上更是在用更先进的方式解决已有的问题。因此在面对苹果技术路线时,光鉴科技的屏下3D能具备工作效率和整体功耗更优秀、工作温度更宽容、能基于国产芯片产业链大规模量产等特性,低成本且无惧专利风险。
屏下3D驱动的真全面屏时代将至
透过光鉴科技屏下3D方案,我们似乎正看到一个全新的真全面屏手机时代将到来。
首先是生物识别之争的新变数。
目前安卓手机大都采用指纹识别方案,高端机上是各种类型的屏下指纹,中低端手机则以放置于机身侧边或背部的电容指纹为主。两种指纹识别各有美观度和识别速度的优势,却更像是厂商们的无奈之举,即使做3D人脸识别也难和苹果抗衡,于是牺牲便利性提升屏幕显示面积。
从iPhone X面世的那天起,苹果就为3D人脸识别做了完整的体验设计:只需要看着手机,就能完成解锁、支付、隐私等操作,而不是像指纹识别那样得在验证时把手指特地放到对应位置。天生就不打扰用户体验的人脸识别,在未来的安卓手机上能以屏下3D形式实现。
其次是安卓手机厂商将得到更多发力点。
关于消费者们心心念念了许久的真全面屏,手机厂商不可能没有做任何尝试,但必须得有足够优秀的体验才能实现“双向奔赴”,屏下3D正好会是绝佳契机。一个与屏下摄像头高度兼容,可大规模量产并且没有潜在专利风险的3D识别技术,自然能为安卓手机带去更多可能。
想想看,在屏下3D就此成真之后,安卓手机正面将真真正正地变成“只有一块屏”。用户可以充分地获取信息、社交聊天、影音游戏,再也不会被挤占了部分显示区域的摄像头打孔打扰,由于具备了屏下3D、快速无线充电等一体化前提,未来说不定会有更为精致的无开孔手机。
最后是智能手机交互新篇章即将开启。
因为不需要用户做诸如挪动手指的特定操作,所以人脸识别才是符合无感知交互趋势且应用丰富的发展方向。就像iPhone上已经做到的那样,进行需要高安全性的在线支付场景时,顺着提示走下去并注视屏幕,人脸识别会直接完成相应识别流程,不会打断用户原本要进行的操作。
想要让手机变得更懂用户更加主动智能,加强多态融合感知是一大方向,动作和情感感知也更有效率。纯视觉有隐私安全风险因而无法成为主流,不过仅采集面部深度信息的3D人脸识别可以完全规避,就算有人获取到了数据也不能和具体用户产生关联,无法直接用于任何犯罪。
屏下3D未来可期
由于研发出了苹果路线之外,目前唯一实现了可应用于硬性或柔性OLED屏的屏下3D人脸识别,光鉴科技有望在屏下3D普及过程中扮演重要角色,更有潜力推动3D视觉创造出更大价值。
1、不只是旗舰
按照我们对现有3D人脸识别手机的认知,搭载这项技术的产品往往定位高端,只有购买顶级旗舰才能体验人脸识别带来的便利性。朱力认为,光鉴科技屏下3D技术未来可以服务全球数亿用户,在进入更多手机的过程中,把人脸识别从普遍认知的高端体验变为普及型规格。
包括维信诺等合作伙伴在内,光鉴科技屏下3D方案可搭配多家国产OLED屏幕使用,手机厂商在做选型、方案定义时,会有更大的发挥空间。大面积使用会带来明显规模效应,从百万量级到千万量级,这套屏下3D方案销售价格有望压缩一半以上,也就能在售价较低的手机上应用。
2、不只是安卓
聊了这么多,我们还只是把目光放在安卓手机领域,毕竟这是尝试应用屏下摄像头最为积极的阵营,更有望先一步应用屏下3D。不过根据行业分析和多方爆料,已经售出近10亿部3D人脸识别设备的苹果,也将在未来几年内应用屏下3D,目前能看到iPhone的刘海逐渐变小。
朱力和他的团队对如今展示的屏下3D方案非常有信心,他认为未来可以开放和所有的手机厂商合作。在他的视角来看,基于硬性或柔性OLED屏的屏下3D领域中,光鉴科技相较苹果有一年以上的领先,能帮助安卓厂商更早地推出相关产品,也能成为促成合作的契机。
3、不只是手机
屏下3D技术的受益者不会只有手机,PC、智能汽车、智能家居等都有基于人脸感知的需求,将来都有利用屏下3D改善体验的可能。目前已经有厂商在这些领域应用视觉或者3D结构光感知,带来如快速进入桌面、安全驾驶监测等能力,然而突兀的摄像头让产品美观度打了折。
如果未来光鉴科技或其他公司可以将屏下3D带到更多领域,那么人们对摄像头实际存在的感知也会发生变化,交互从刻意为之转变成潜移默化。朱力坦言,光鉴科技正在与头部的新能源、新势力汽车厂商共同探索,让3D视觉技术在智能座舱等场景中发挥更多作用。
结语
回想十年之前,人们使用手机需要手动输入密码解锁,指纹识别只是个新鲜但不算中用的高端配置。十年之后快速安全的指纹识别已经成为主流,3D人脸识别也在向大众呈现着自己的价值,智能手机乃至整个智能体验的变迁,就浓缩在无数个不经意间的变化之中。
很显然,屏下3D将会是打开真全面屏手机时代的关键钥匙,给缠绕在行业多年的问题带来出路,更给未来手机交互乃至智能生活展示新方向。光鉴科技屏下3D方案的问世,或昭示着手机进化和消费者热情双双再度激活的日子,就在不远处。
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