从药丸到独眼 人人都说好的Face ID为什么难普及？

【ZOL中关村在线原创技术解析】近期，关于苹果 iPhone 18 系列的供应链消息在科技圈引发了广泛讨论。多方爆料指向一个核心变化：预计于今年 9 月登场的 iPhone 18 Pro 与 Pro Max 机型，或将迎来 Face ID 技术的重大形态革新。

据悉，苹果计划将 Face ID 组件实现“屏下化”部署，从而使得屏幕外观摆脱沿用多年的“药丸”形态，转而采用单打孔设计，且开孔位置可能破天荒地向左侧迁移。这一潜在的设计变革，不仅意味着苹果在工业设计上的又一次妥协与进取，更让“3D 人脸识别”这一技术话题重新回到了公众视野的中心。

纵观当前的智能手机市场，尽管屏下指纹（尤其是超声波指纹）已成为安卓阵营的主流选择，但在 3D 人脸识别这一赛道上，似乎只剩下苹果、华为与荣耀三家厂商在持续深耕。为什么在其他厂商浅尝辄止后，这三家巨头依然坚持“死磕”3D 方案？随着屏下技术的演进，生物识别的未来又将走向何方？

1升维的安全性：从“看图”到“建模”

在探讨行业格局之前，有必要先厘清“3D 人脸识别”与常规“2D 人脸识别”在技术本质上的区别。这并非简单的数字游戏，而是二维图像与三维空间建模的代际差异。

市面上常见的 2D 人脸识别，其核心逻辑是“图像比对”。设备通过前置摄像头捕捉用户的平面照片，并与系统中预存的照片进行特征点匹配。由于缺乏深度信息，这种方案在面对高精度的平面照片、视频甚至特制面具时，存在被误导的风险，其安全性通常难以达到金融支付级别。

相比之下，3D 人脸识别则是通过特定的光学组件（如点阵投影器或 ToF 镜头）对人脸进行立体成像。它不仅捕捉面部的纹理，更重要的是捕捉面部的深度信息、曲率以及轮廓的起伏，从而构建出一个高精度的三维模型。这种技术具备极高的活体检测能力，能够有效抵御照片、视频等二维媒介的攻击，因此被广泛应用于银行级支付解锁等高安全需求场景。

回顾发展史，苹果在 iPhone X 上率先引入 Face ID，开启了 3D 结构光时代，并历经刘海屏到“灵动岛”的形态演变，始终将其作为核心交互手段。华为则在 Mate 20 Pro 上首次搭载 3D 结构光，随后在 Mate 30 Pro 上转向 ToF 方案，并一直延续至最新的 Mate 80 系列——值得注意的是，Mate 80 实现了标准版机型对 3D 人脸识别的支持，进一步普及了该技术。而荣耀继承了这一技术基因，其 Magic 系列持续深耕，最新的旗舰机型甚至配备了双 3D 生物识别系统。

历史上，小米 8 透明探索版和 OPPO Find X 也曾探索过 3D 方案，但由于种种原因，这两家厂商最终并未在后续机型中持续沿用，这也使得目前的 3D 人脸识别领域形成了“御三家”鼎立的局面。

2殊途同归：结构光与 ToF 的技术博弈

虽然苹果、华为、荣耀都被归类为 3D 人脸识别阵营，但在具体的技术实现路径上，各家却有着不同的选择，主要分为“3D 结构光”与“3D ToF（飞行时间）”两大流派。

苹果的 Face ID 依赖于一套被称为“原深感摄像头”的复杂系统。这套系统集成了红外镜头、泛光感应元件、点阵投影器等八大组件。工作时，点阵投影器会向面部投射出数万个肉眼不可见的红外光点，通过分析这些光点的畸变情况，绘制出面部的精细深度图。随后，A 系列芯片中的神经网络引擎会将这些数据转换为数学表示形式进行比对。这种方案的优势在于近距离识别精度极高，安全性极强。

华为在早期尝试结构光后，从 Mate 30 Pro 开始转向 3D ToF 技术。以 Mate 80 系列为例，其前置区域集成了 3D ToF 深感摄像头。ToF（Time of Flight）的原理是通过发射连续的光脉冲，接收并计算光线从发射到反射回传感器所需的时间（飞行时间）。结合光速，算法可以精确计算出物体与镜头的距离，从而生成三维模型。

值得关注的是，技术路线的选择背后，是厂商对核心算法的掌控力。据业内人士透露，华为的 3D 人脸识别与侧边指纹技术均采用自研算法，而非直接使用供应链的公版方案。上游供应商仅提供传感器（Sensor）和模组元件，核心的系统调试与算法优化均由厂商独立完成。这种“软硬解耦”的研发模式，确保了体验的独特性与安全性的可控。

3护城河：为何只有三家在坚持？

既然 3D 人脸识别安全性更高，为何其他安卓厂商普遍回归了指纹识别方案？这背后并非单纯的成本考量，而是涉及技术门槛、系统整合与工业设计的综合博弈。

荣耀研发工程师曾就此问题进行过公开解答，指出了 3D 人脸识别落地的两大难点：一方面，3D 人脸识别并非简单的“买来装上”。它要求厂商针对芯片平台的图像通路（ISP）和运行环境（TEE 安全执行环境）进行定制化改造。从图像获取、处理到算法运行的全流程，都必须集成在芯片的高安全等级环境中，这考验着厂商对底层硬件的调教能力。

另一方面，为了适应全球不同人种的面部特征，以及复杂多变的光线环境（如暗光、逆光），厂商需要庞大的数据库进行算法训练，以兼顾识别率与防伪能力。

这两大难点意味着需要长期的技术积淀与持续的资源投入，对于追求快速迭代和成本控制的厂商而言，无疑是一道巨大的门槛。

此外，外观设计的妥协也是重要因素。3D 人脸识别组件体积相对较大，为了容纳红外、投影等元件，往往需要在屏幕上保留“刘海”或“药丸”形状的开孔，这在追求“真全面屏”的当下，在视觉观感上确实存在一定争议。

4破局：屏下化与小型化的未来

技术的进步终将解决形态的遗憾。目前，3D 人脸识别正处于从“显性”向“隐性”过渡的关键阶段。

苹果 iPhone 18 Pro 系列传闻中的“单打孔”方案，正是 Face ID 屏下化技术迈出的重要一步。通过将发射端或接收端元件隐藏于屏幕下方，可以大幅减小对显示区域的占用。

与此同时，国产阵营也在积极布局。供应链消息显示，某国产头部厂商正在评估小型化的 ToF 3D 人脸识别方案，旨在进一步缩小前置挖孔的体积。更为激进的消息指出，国产供应链已经在实验室阶段完成了屏下前摄与屏下 3D 人脸技术的样机测试。这意味着，未来我们有望看到具备金融级安全人脸识别、同时拥有完美无孔屏幕的形态出现。

5结语

总体来看，3D 人脸识别之所以长期只被少数厂商坚持，并不是技术不够“先进”，而是它对硬件、算法、系统安全与产品结构的要求更接近一项“系统工程”。当外观趋势与成本压力占上风时，它就更容易被边缘化；而当屏下化、小型化带来新的解题空间，它又会重新回到聚光灯下。接下来行业会走向“仍然是少数派”，还是出现更多品牌的跟进与分层落地，就要看技术成熟度、成本曲线以及厂商对安全体验的优先级排序了。需要时间，也需要更具体的产品来给出答案。