iPhoneX的faceID到底是一種怎樣風騷的操作?

2017年9月13日,蘋果召開發佈會,發佈的iPhone X支持Face ID登錄解鎖功能。

什麼是face ID?
對,就是這個

一道光打在你半夜兩點都不睡的修仙臉上的這個玩意兒。
當然,這只是讓你明白face ID是怎麼工作的,事實上並不會有這一道光,準確地說,是不會有這樣一道可見光,而是紅外光,下面會講到全面屏幕上方那一條黑帶裏到底裝了哪些模塊。

faceID有什麼用?
蘋果會將這一功能用於解鎖及支付確認。
3D攝像還可以用來玩 Animoji,就是動畫表情跟着人臉變的那個,3D攝像技術是這個功能的技術支撐。

爲什麼要用faceID ?
因爲手機全面屏是趨勢(爲什麼是趨勢?我也不知道,反正大家都這麼說),小米 MIX2 就在發佈會前兩天發佈,直接截胡iPhoneX(不過後來雷軍後來解釋說是自己先定的發佈時間,蘋果是後面改的時間)。要全面屏就要取消home鍵,沒有了home鍵就不能指紋識別了嗎?當然不是,其實現在各大廠商都在研究屏下指紋識別,只不過都還沒達到量產的級別。有幾個朋友在匯頂的,據說現在每天都拼了老命在加班,就是爲了搶屏下指紋第一槍。蘋果好像並不喜歡背部指紋識別的方案,不知道是覺得醜還是不符合操作習慣,或者是怕增加厚度,所以在屏下指紋識別成熟之前,在iPhoneX上先上了faceID,叫不叫座暫且不說,至少這熱度是起來了。


指紋識別會被棄用嗎?
個人感覺不會,指紋識別的體驗好於faceID(大家幻想一下各種場景,而且faceID的組件在屏幕上佔的位置理論上是要更多的),但是現在屏下指紋識別方案未成熟,只能用faceID暫代,這個問題的答案,還是交給時間吧,我感覺在一段時間內這兩種技術會並存。

幾年前三星還在S4時代的時候不久已經有人臉識別了嗎,faceID有什麼不一樣?
幾年前的人臉識別絕大多數是2D平面識別,現在是3D立體識別,簡單的說就是,那時候的人臉識別,你撿到idol的手機,你用idol的海報就能解鎖,但是現在的話,你至少要用石膏做個idol的臉模才能解鎖。當然,這麼說至少告訴你二者的區別,實際的話還是得真人才能解鎖的,蘋果就請了好萊塢最好的特效師做了人臉模具,發現並不能解鎖手機。 而且在蘋果還特地強調了眼球識別的部分,在閉着眼睛的情況下是不能解鎖的。

那麼,這種3D的人臉識別是怎麼實現的呢?
3D臉部識別的實現方法有3種:結構光,TOF,雙目。
結構光,Structured Light,結構光投射特定的光信息到物體表面後,由攝像頭採集。根據物體造成的光信號的變化來計算物體的位置和深度等信息,進而復原整個三維空間。
TOF,Time Of Flight,飛行時間,通過專有傳感器,捕捉近紅外光從發射到接收的飛行時間,判斷物體距離。
雙目測距,Stereo System,利用雙攝像頭拍攝物體,再通過三角形原理計算物體距離。

蘋果用的是結構光。原理上有點像蝙蝠發送超聲波識別識別物體的原理,就是要先發送波,根據反射判斷物體的形狀,只不過蝙蝠發的是超聲波,結構光發的是光。

iPhoneX上的8個組建分別是幹嘛用的?

Infrared camera:紅外攝像頭
Flood illuminator:泛光燈
Proximity sensor:距離傳感器
Ambient light sensor:光度感應器
Speaker:揚聲器
Microphone:麥克風
Front camera:前置攝像頭
Dot projector:點狀投射器
其中,3D攝像要用到的是紅外攝像機、泛光燈和點狀投射1器這三個。
點狀投射器用於往連上發射3W個帶編碼的光點,紅外攝像頭用於把臉上反射的光捕捉起來,繪製臉部的3D圖像,泛光燈用於補光。

結構光是什麼玩意兒?
已知空間方向的投影光線的集合稱爲結構光。
結構光三維視覺是基於光學三角法測量原理,光學投射器將一定模式的結構光投射於物體表面,在表面形成由被測物體所調製光條三維圖像。該三維圖像由處於另一位置的攝像機探測,從而獲得光條二維畸變圖像。光條的畸變程度取決於光學投射器與攝像機之間的現對位置和物體表面輪廓。直觀上,沿光條顯示出的偏移與物體表面高度成正比,扭結表示了平面的變化,不連續顯示了表面的物理間隙。當光學投射器與攝像機之間的相對位置一定時,由畸變的二維光條圖像座標便可重現物體表面三維輪廓。
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