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使用几天后iPhone X上的这些技术变革吸引了我

2018年07月04日 人脸识别 暂无评论 阅读 116 次
摘要:

使用几天后iPhone X上的这些技术变革吸引了我

11月3日,首批iPhone X到货。拿在手里,和4.7英寸屏iPhone机型几乎无差的尺寸,配上覆盖几乎整个机身的5.8英寸全面屏,对于已经审美疲劳了的用户来说十分讨喜。正如苹果首席工程师Dan Riccio在月初接受采访时所说,为了让这款产品成为当之无愧的十周年旗舰机型,苹果已经把压箱底的最新技术全都一股脑地应用在了其中:无论是表露在“额头”上的那块原深感摄像头模组,还是内里的那块名为“A11 Bionic”的仿生芯片。总的来说,相比于前代iPhone,iPhone X的新特性从外观上可以主要总结为以下四点:●浑然一体的前后双玻璃面板+不锈钢中框设计,带来了更加温润细腻的手感;●2436 x 1125分辨率的超视网膜OLED全面屏,带来全新的低余晖显示效果;●前置700万像素的原深感摄像头模组,带来人脸识别(Face ID)、动画emoji(Animoji)以及自拍人像功能;●摒弃了使用十年的Home键设计,带来全新的iOS 11专属触控体验。接下来,就让我们穿透表象,看看苹果为了实现这代iPhone X的变革,在本质上都做出了哪些技术调整。一、双玻璃+金属中框,致敬之余的新开拓和绝大部分其他手机厂商不同,苹果对于自己在工业技艺上的黑科技向来是惜字如金,比如在Macbook Air上首次亮相的Unibody铝壳一体成型CNC加工技艺、CCD精确定位辅助装配技艺以及激光焊接技艺等等。而在这代iPhone X上,使用锻造+CNC双重处理的定制不锈钢则进一步增强了气密性,深空灰版不锈钢中框上运用的PVD物理气相沉积工艺更是保证了iPhone X在外观上的浑然天成。正是这些其他企业所不愿(或没有能力)花重金所攻克的技艺,才铸就了苹果产品的艺术感。再来看屏幕部分。在之前的那篇《关于新一代iPhone X,苹果都在哪些地方做了妥协》中我们提到过,本次苹果一反常态地为iPhone X全部搭载三星的OLED屏幕,其实有着很多的无奈。早在5年前,苹果首席设计师Jony Ive就已经开始带领团队筹划iPhone X的整体设计工作,然而受困于屏下指纹识别技术成熟度和可量产性等问题,今年的iPhone X并不能称作是一份满意的答卷。不仅如此,即便是这块屏幕本身也称不上是完美。毕竟OLED屏幕天生的易老化问题现在仍然是世界性难题,三星目前也只能通过“不断微调某些在固定位置常亮的虚拟按键”来延缓老化问题,弄得苹果也只能跟着在iOS 11的固件中加入了类似的机制。但无论怎样,苹果仍然把它称为了“首款达到iPhone设计标准的OLED屏幕”是有原因的。除了在刘海部分采用了异形屏激光切割技术外,一直延伸到四角的大弧线处理同样是iPhone X屏幕的一大特色。这种圆弧处理,其实并非是切割出来的,而是将OLED柔性屏的对应区域电路向里折叠而成。这一被称为COP的加工工艺,是目前唯一一种理论上可以做到完全无边框的加工技艺。无论是出于成本还是其他方面的考虑,即便是三星也只在今年的两款旗舰机型S8和Note8上应用了必须预留出至少1.5mm黑边的COF工艺。二、精简再精简,空间不够靠堆叠除此之外,iPhone X的另一大没有在发布会上提及的黑科技则在电池和主板上。在2015年推出的新一代Macbook上,我们就已经见识到了苹果在电池技术上的疯狂——为了适应其13.1mm的机身厚度,用阶梯状多层堆叠的设计方式,来充分利用空间,将电池容量强行提升35%。而iPhone作为高度集约化的电子消费品,可以说其内部主板的精密程度丝毫不亚于Macbook,任何一处微小的改动都是“牵一发而动全身”的大手术,更不要说这一代还在几乎是原有4.7吋iPhone机身大小的空间里,又塞下一个原深感摄像头矩阵和两个光学变焦摄像头了。而这就又再一次无情地挤压了电池的容身之地。因此,苹果再一次祭出了自己的新绝活:Substrate-like PCB。通过这一技艺,先将主板一分为二进行堆叠,减小约30%的占用面积,之后再将电池拆解为用排线相连接的L型一大一小两块电池,尽可能地压榨iPhone X的剩余空间。而这带来的成效就是:原本可能只能容下约1821mAh的空间里,硬生生塞进了一块2716mAh的电池。如果说此前数代产品中,iPhone的零部件集约程度以及公差标准可以用极其严苛来形容,那么如今的iPhone X就只能用Amazing来形容了。三、“丑陋”的额头,却是4年的技术结晶那么接下来就该说说这块经常被人吐槽的“额头”了。这块被苹果称为原深感摄像头的区域,其实横向密布了红外镜头、泛光感应元件、距离感应器、环境光传感器、扬声器、麦克风、摄像头、点阵投影器等多达8个元器件,可以说这代iPhone X最大的技术革新点几乎全都集中在这里,正是这些传感器的灵活搭配运用,才赋予了其FaceID、Animoji等新功能。从原理上讲,Face ID的实现方式其实可以分四步:●第一步,调用泛光感应元件和前置像头来识别出手机屏幕前的是张人脸;●第二步,调用点阵投影器投射出30000个不可见射线投影在面部;●第三步,调用红外像头和距离感应器描绘出面部的景深图案;●第四步,将人脸景深数据传送到A11仿生处理器进行数据匹配,完成解锁。而Animoji的实现方式则基本上是与Face ID完全相同,只是第四步变为将人脸数据通过A11渲染为动画表情;前置摄像头的人像模式也只是应用了距离感应器,将与人像不在同一景别的区域模糊化或是直接扣掉而已。这套系统的软件逻辑主要源于苹果在2013年斥资3.6亿美元收购的PrimeSense公司。PrimeSense于2005年在以色列成立,最初是一家以2B业务为主的3D传感器技术方案商,因与微软合作推出了Xbox 360上的初代体感外设Kinect而名噪一时,又因微软随后开始自研第二代Kinect而开始将研发重心转向小型3D传感器的研发上,并在2012年推出了当时世界上最小的3D传感器芯片Capri。而这也正是苹果收购该公司的主要原因之一:具备了封装进iPhone的潜力。四、人脸识别,苹果选的是最难的那一种目前,市面上主流的面部识别技术可以大致分为三种:以微软、苹果为代表的3D红外识别技术,以旷视科技为代表的3D可见光模型识别技术,和以三星为代表的2D可见光几何识别技术,从安全级别上说,三者逐级递减。先说微软,由于其与PrimeSense也有着这么一段姻缘,所以早在2015年,微软就利用手头的研发经验,配合Intel的RealSense 3D摄像头推出了Windows Hello人脸生物识别技术。虽然这一技术原理与如今苹果刚刚推出的Face ID几乎完全相同,苹果只是多加了一个专门用于识别景深的距离感应器,但把这些元器件全部缩小到能内置到手机中,苹果是头一家。和Touch ID刚推出时一样,笔者认为短期内都不太可能有企业模仿出来。反观三星方面,其在今年推出的两款旗舰机型Galaxy S8和Note8虽然都应用了面部识别技术,但却都因安全性过低而遭到了用户的疯狂吐槽。之所以用一张照片就可以轻松骗过三星的面部识别技术,主要是因为其采用的2D可见光几何识别方案,只是通过摄像头识别各面部器官的相对位置,来实现人脸识别,所以只要不是角度特别刁钻的自拍照,理论上都可以直接攻破这一识别技术。从三星并没有为该技术接入Samsung Pay也可以看出,其实三星自己对这项功能的安全性也是没有底气的。而3D可见光模型识别技术,则是在这一原理的基础上,进一步通过眨眼、摇头等动作充分运用摄像头,将不同角度的人脸用算法合成为一张带有3D数据的人脸模型,在之后的人脸解锁过程中,同样也需要做出点头等动作来进行数据匹配,所以在安全性上与2D识别技术相比有着质的飞跃。于2011年在北京成立的旷视科技就是专研这一技术的典型企业,目前支付宝上的刷脸登录服务就是该公司提供的技术支持,该公司也刚刚拿到了4.6亿美元的C轮融资,刷新了国内计算机视觉领域的融资纪录。五、细节优化,Face ID任重道远值得一提的是,虽然从目前来看,苹果所采用的结构光3D红外识别技术已经是面部识别领域安全级别最高的技术方案了,苹果也直观地用数字表示Face ID的误识率大约只有100 万分之一,但这还有个大前提,那就是这一数据只代表完全随机的概率。目前华尔街日报、Mashable和Business Insider三家媒体都已经针对Face ID做出了极为刁钻的考验——检测其对双胞胎、三胞胎的误识率。结果显示:华尔街日报所找的三胞胎Face ID并没有分辨出来,Mashable所找的双胞胎Face ID也没有分辨出来,但Business Insider所找的双胞胎被成功分辨出来了。此外,从目前笔者的实际体验上看,Face ID目前仍然有有着识别速率较慢、识别失败率较高的问题。在从桌子上拿起进行解锁的这一典型使用场景下,平均每5次识别就会有1次失败的错误率,也实在称不上是Touch ID的完美替代者。不过在苹果9月27日公布的Face ID白皮书中,苹果也明确表示了Face ID具有着自学习功能:“在Face ID没有认出用户,并且这之后同一用户又成功通过输入密码成功解锁后,Face ID就会自动将刚才匹配失败的面部数据录入,并通过算法将其与原始数据相混合,从而确保用户即便是留了长胡子或是有了疤痕,后续也可以识别成功。”所以或许用一段时间以后,识别失败率过高的问题会有所缓解也说不定。六、抛弃Home键,换来了安卓化操控逻辑如果说双玻璃+金属中框是对乔布斯的致敬,那么对Home键的抛弃就只能说是对iPhone前十年的“不敬”了,因为这彻底改变了用户的操作逻辑。如今的iPhone X就和Macbook上的触控板一样,进入了全手势操作的时代:●唤醒屏幕,由“轻按Home键”变为“轻按屏幕”;●调出控制中心,由“从下向上划”变为“从右上角向下滑”;●调出后台控制页面,由“双击Home键”变为“从下向上划+停顿”;●在后台控制页面强制关闭程序,由“将卡片向上划”变为“长按卡片出现标识后再向上划”;●快速切换应用,由“重压屏幕左侧划到最右侧”变为“从屏幕左下角右划至右侧”。除此之外,Home键的去除也对仅剩的音量键和电源键产生了影响,电源键也不再被苹果称作电源键,而是用于组合实现各项功能的“侧边键”:●屏幕截图,由“Home键+电源键”变为“音量增大键+侧边键”;●关机,由“长按电源键”变为“长按音量增大键+侧边键”;●调用Siri,由“长按Home键”变为“长按侧边键”;●调用Apple Pay,由“双击Home键”变为“双击侧边键”。简单来说,就是如果使用iPhone X的用户是一名此前一直使用苹果手机的果粉,那么刚上手时会产生强烈的不适应感;而部分安卓用户则反而会有一种熟悉感。这种交互体验的革新,称不上退步,也称不上模仿,只能说是全面屏时代,正面实体按键模糊化的必然趋势。目前,测评机构TechInsights 已经根据拆解情况,估算出了iPhone X 64G版的零部件成本约为357.50美元。虽然这一物料成本远高于往年的iPhone,但由于其较高的售价定位,这一手机的毛利率仍然高达64%,甚至比iPhone 8的59%还要高出许多。不过,毕竟把零部件成本和整机成本划等号本身就是不科学的,具体值不值得买,还是得见仁见智了。

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苹果

苹果于1976年成立于美国加州,是全球三大科技巨头之一,主业是消费类电子产品设计制造商,创始人为史蒂夫·乔布斯、史蒂夫·沃兹尼克、罗纳德·韦恩。现任CEO为提姆·库克。

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