大班科学:《有趣的指纹》,有趣的指纹解锁

手机指纹解锁的原理是什么？

指纹识别模块的原理和分类指纹识别模块是通过特定的感应模组实现对于个体指纹特征的识别。简单来说，每一个指纹手机都会拥有一个指纹识别模块，通过该模块将用户的指纹收集并转化成数据，存储在手机存储的特定区域，在使用的时候进行调用，而不同的指纹识别技术收集指纹的方式也有所不同。根据收集指纹的方式不同，指纹识别模块目前主要分为光学式指纹模块、电容式指纹模块、射频式指纹模块。

光学式指纹技术原理（图片引自Phone Arena）光学式指纹模块是利用光线反射成像识别用户指纹，该类型指纹模块对使用环境的温度湿度都有一定的要求，并且在识别准确度上并不理想，再加上这种模块一般会占用更大的空间，使其难以在手机端有所作为。电容式指纹技术原理（图片引自Phone Arena）电容式指纹模块是利用硅晶元与导电的皮下电解液形成电场，指纹的高低起伏会导致二者之间的压差出现不同的变化，借此可实现准确的指纹测定。

该方式适应能力强，对使用环境无特殊要求，同时，硅晶元以及相关的传感原件对空间的占用在手机设计的可接受范围内，因而使得该技术在手机端得到了比较好的推广。目前的电容式指纹模块也分为划擦式与按压式两种，前者虽然占用体积较小，但在识别率以及便捷性方面有很大的劣势，这也直接导致厂商全都将目光锁定在了操作更加随意、识别率更高的按压式电容指纹模块。

电容纹识别模组主要由芯片、“蓝宝石”、金属环、软板、载板等组成，其中芯片也就是传感器部分，而“蓝宝石”负责作为保护层（有厂商选择其他材料做为保护层，成本相应会降低），金属环作为指纹识别的触发装置。射频指纹技术原理（图片引自Phone Arena）射频指纹模块现阶段包含无线电波探测与超声波探测两种，原理与探测海底物质的的声纳类似，是靠特定频率的信号反射来探知指纹的具体形态的。

射频指纹模块技术是通过传感器本身发射出微量射频信号，穿透手指的表皮层去控测里层的纹路，来获得最佳的指纹图像。这一类指纹模块最大的优点便是手指无需与指纹模块相接触，因而不会对手机的外观造成太大影响。基于这一点，射频指纹模块也成为了未来指纹识别的主要发展方向之一。为什么手机指纹解锁一见湿手就怂了？为什么指纹识别见水失灵？（图片引自The Verge）一方面，现在绝大多数智能手机均利用指纹纹路凹凸不平形成的影像。

当手指按在玻璃板上，由于指纹是纹路性的，纹线是凸出的，会接触到玻璃板，形成痕迹；而纹线之间是凹下去的，接触不到玻璃板，不能形成痕迹，这样，在玻璃板上就会形成明暗相间的条纹图案。但是当手指湿润时，指纹表面有一层水膜，这个水填平了纹线之间的凹陷部分。这样，当手指按到玻璃板上，就不会出现明暗相间的条纹了，指纹自然无法识别了。

另一方面，目前用在手机中利用率较高的，主要还是电容式。电容式指纹识别技术当然是利用人体的电流感应进行工作的；据了解，电容式技术的指纹识别传感器周围镀有狭长的电极，当手指触摸传感器表面时，由于人体电场，人体指纹纹路与传感器表面会形成一个耦合电容，对于高频电流来说，电容是直接导体，于是手指就会从接触点表面吸走一个很小的电流，这个电流分从周围的电极中流出，并且流经周围电极的电流与指纹到周边的距离成正比，控制器通过对电流比例的精确计算，从而得出触摸指纹纹路。

因为水具有导电特性，当湿手去触摸传感器时，手指表面的电流就会被手指上的水影响，从而造成指纹识别不准或不好使。未来，指纹识别模块还会怕水吗？高通推出超声波指纹识别技术（图片引自新浪微博）日前，联想ZUK发布的旗下旗舰手机——ZUK Z2系列，官方表示ZUK Z2系列支持湿手解锁，有网友对该机指纹识别进行了湿手（汗手）测试，纷纷表示识别成功率比较高。

据了解，ZUK Z2系列的U-Touch采用508 DPI高分辨率低功耗电容式3D指纹传感器，通过3D图像增强算法深度识别指端纹理信息，并在每次指纹识别过程中进行模式自学习识别等算法，可以实现湿手指纹识别。简单来说，U-Touch使用的仍然是传统的电容式指纹识别方案，但进一步增加了指纹识别的深度，使指纹芯片记录的指纹信息更加完善，借此提高指纹识别的灵敏度来应对众多复杂的使用场景。

但是未来，电容式的指纹识别技术会慢慢被淘汰，因为对湿手指、干手指等困难手指射频指纹技术可高达99%识别成功率，射频指纹技术防伪指纹能力强，只会对人的真皮皮肤有反应，从根本上杜绝了人造指纹的问题，适合特别寒冷或特别酷热的地区。因为射频传感器产生高质量的图像，因此射频技术是最可靠、最有力的解决方案。除此之外，高质量图像还允许减小传感器，无需牺牲认证的可靠性，从而降低成本并使得射频传感器应用到可移动和大小不受拘束的任何领域中。

手机的面部解锁和指纹解锁你更喜欢哪个？为何？

我用的是一加6手机，指纹解锁功能和面部解锁功能都有，也用了很长一段时间，下面分享下我的使用感受。指纹解锁功能我们都知道在指纹解锁之前，是密码或图形解锁，解锁步骤多，而且不够安全。在指纹解锁功能出来后，基本上都在使用指纹解锁。在我印象里指纹解锁功能最先应用的是VIVO的XPlay3S，它是将指纹模块放在了手机背面，因此使用指纹解锁，食指最合适。

那时有很多人不知道这手机上有指纹解锁功能，于是买了这个手机的人就拿到别人面前装逼，面对手机说句话，手机就自动解锁了。其实是在背面用指纹解锁的。回到正题，指纹解锁相对于密码和图形解锁，肯定是更加方便和安全。我一般都是用指纹解锁，只有在手指纹路受损，就是手指受伤，或者手不方便解锁，才会使用密码或图形解锁。

但是指纹解锁也有缺点，首先是录制的手指范围太大，先录手指内侧，在录手指外侧，可以说范围有点大，当然也可以只录内测，但是会导致解锁精度提高，解锁失败率增加。其次在一定程度上是不够安全的，指纹容易被复制或使用其他物品保留，然后进行手机解锁。所以我们在使用指纹解锁时，尽量定期更换解锁手指很有必要。面部解锁功能一加系统刚上面部解锁功能时，我还比较抵触，因为有 了指纹解锁，我觉得没必要在开启面部解锁功能了。

可是有天我手里全是水，刚好有事要打开桌上的手机时，很难操作。后来我就开启了面部解锁功能，配合一加系统的双击亮屏功能，使用的很舒服。所以在双手不方便操作手机的时候，面部解锁非常有用。当然面部解锁也有弊端，比如必须正对手机，而且面部不能遮挡，光线要充足。总结指纹解锁和面部解锁，个人觉得配合使用比较好，各有各的使用场景，后面还会普及生物特征识别功能，比如虹膜等等。

侧面指纹，后置指纹，屏下指纹，哪一种才是最好的解锁方式？

指纹解锁哪家强？要好看还是要实用？近年来随着手机领域科技水平的进步和设计理念的更新迭代，手机厂商在指纹解锁这一功能上也是玩出了花，搭载前置指纹、后置指纹、侧面指纹、屏下指纹的手机都有，消费者也是挑得眼花缭乱，不知道哪个才更适合自己使用，那么今天小编就本用通俗语言和使用感受来和大家聊聊各自的优缺点！提前给出结论：没有最好的解锁方式，只有最适合自己的解锁方式！屏下指纹——科技感强，体验一般屏幕指纹是一种屏幕下隐藏式指纹设计，手指直接按下屏幕特定区域就能解锁，原理是当手指接触屏幕时，OLED屏幕发出的光线穿透盖板将指纹纹理照亮，指纹反射光线穿透屏幕返回传感器，最终形成指纹图像来进行识别，对技术要求比较高而且必须屏幕材质必须是OLED，LCD屏幕暂时无法搭载屏下指纹技术！搭载屏下指纹技术的代表手机有：华为mate30 PRO、小米10系列、OPPO reno系列、三星S20系列等较高端机型！就使用体验来说，随着这两年技术的进步解锁速度已经有比较大的进步，但是依旧不如实体指纹解锁快，但是胜在不用在机身其他位置开孔，不用破坏手机的一体性，就颜值和科技感这两点来说是比较高的！后置