每一代蘋果新機發佈後,總會有兩種激烈的討論,一是對本代產品的銳利點評,二是對下三代 iPhone 的大膽預測。

iPhone 15 上架後的半年裡,屏下攝像頭成瞭許多新聞媒體關註的焦點。

前段時間 Macrumor 爆料,蘋果在韓國的供應商已經開始瞭智能手機屏下攝像頭的的研發,而另一邊馬上有網友指正五年前就有瞭類似的傳言。

我們不知道什麼時候才能看見如圖所示的 iPhone ,但在看見真機之前,我們知道這種爭論會一直持續。

相較 Android 越做越小的前置鏡頭,甚至爭先嘗試「真 · 全屏」的方案,蘋果倒像一位坐在場邊的觀眾,同在一個時空,卻沒參與比賽,還是置身事外地堅守著屏幕上方的那抹黑斑。

要瞭解蘋果為什麼遲遲不推出萬眾矚目的屏下鏡頭,我們先要弄清一個問題:

前置模組對蘋果來說為何如此重要?

傢具越多,房子越大

蘋果的劉海裡面,其實暗藏玄機。

前置模組包括瞭「紅外鏡頭」「泛光感應元件」「揚聲器」等在內的 8 個感應組件,從這個角度再次審視,好像也能理解瞭齊劉海的存在。

其中的紅外鏡頭、點陣投影器和前置攝像頭,是蘋果執著保留大模組的根本原因。

盡管 iPhone 15 上全系都采用瞭長度更短的「靈動島」,許多傳感器都被重新排佈設計,但這三兄弟還是屹立在「島嶼」的中央。

iPhone 對拍照一直都有自己獨到的理解,評測網站 DXOMARK 將 iPhone 15 Pro Max「自拍效果」的評分列為瞭近兩年的榜首,即使是去年的 14 依然能在 2023 年的一眾新機裡,取得並列第二的優異成績。

▲ 圖片來自:DXOMARK

iPhone 的紙面數據一直都不是最好的那個,但所有的攝影測評的橫向對比中總少不瞭蘋果的影子;它的照片風格也並不是最討喜的那個,但自然的成像效果在各大榜單上卻頗有亮點。

在這個線上互動愈發頻繁的年代,自拍直播、視頻通話、線上會議都需要前置鏡頭的參與,因此 iPhone 把前置攝影的權重,提到瞭很高的位置。

「紅外鏡頭」和「點陣投影器」這對孿生兄弟,融合成瞭蘋果生態的把關人 —— Face ID。

經常能聽到蘋果用戶抱怨 iPhone 的續航和信號,但鮮有聽聞蘋果安全性不好的傳言,這得益於蘋果在安全驗證方面的深耕。

早在 2017 年 Face ID 就加入瞭蘋果生態,與此同時 iPhone 還把自己引領起來的 Touch ID 徹底拋棄。

人臉識別的安全性是指紋解鎖不可比擬的,「3D 結構光雙攝」的解鎖過程展開講有些生澀,我們隻挑重點部分大概闡述。

「支付級別」的面部解鎖,是對 Face ID 最大的誇獎,連金庫都可以放心依托給的技術,當然有一些不可逾越的門檻,「點陣投影器」就是其中的大功臣。

通過鏡頭將看不見的 IR Dot 投影到人臉上,在面部形成一個擁有 3 萬點陣組的三維模型,在用紅外鏡頭掃描這個虛擬面罩,和手機裡的點陣信息匹配,來確認解鎖人是否為機主。

面部信息的安全性,實際上比指紋方案高出瞭 20 倍。被相同的指紋解鎖手機的概率是五萬分之一,而在 Face ID 中,這個概率縮小到瞭百萬分之一。

經過面部識別多年的升級,用戶可以在戴著口罩、眼鏡、帽子時使用,但用假臉的照片甚至 1:1 的臉部模型不能解鎖。

為瞭防止機主在睡覺時被他人拿著手機強行解鎖,Face ID 還加入瞭「註意力檢測」技術,隻有當機主的註意力落在手機屏幕上時,iPhone 才會判別為解鎖的指令,上述的解鎖過程才能進行。

美觀、全屏等特點在「安全」和「影像」的面前,都是可以妥協的項目。

蘋果的固執,在沒有遇見「完美」的屏下技術之前,會使得劉海和藥丸一直存在。

不過蘋果專利網上接連爆出的幾項專利,好像又讓遠在天邊的真·全面屏有瞭些許苗頭。

堵住缺口的三板斧

目前已經推出過屏下攝像頭的中興、小米、OPPO、三星等,雖然對這項技術有著不同的叫法,但實現「鏡頭消失術」的底層邏輯,大同小異。

由於 OLED 發光材料不透光,所以想要做到既能看到屏幕,又能讓鏡頭在屏幕下看到我們,就需要在前置鏡頭的區域,增加屏幕的透光性,不管是讓像素之間的縫隙變大,還是扣掉部分像素,最終要的效果就是,光能順利穿過縫隙,進入鏡頭。

蘋果也是用相同的原理設計屏下鏡頭,但比起先前的廠傢,iPhone 屏下鏡頭有兩個原生難題需要面對:

– 搭載 FaceID 的 iPhone,有更大的前置模組需要隱藏

– 更大的模組需要更大的透光區

紅魔 9 Pro 是目前市面上將「屏下區」和「主屏區」的分辨率差異,控制得比較好的機子,在這段時間的體驗裡,我們在大部分的場景下都感受不到分辨率缺失的突兀,但這也是建立在隻有一顆攝像頭的前提下才能實現的效果。

針對這一點,蘋果在專利中用「集成+隱藏」的方法,來盡可能地縮小對屏幕分辨率的影響。

在代號為 20240077648 的專利文件中,提及瞭一種名為「點陣投影器和泛光照明器集成」的技術。

泛光照明器就是在上文提到的紅外鏡頭,用來發射紅外光幫助手機識別面容,並判定用戶是否直視屏幕,以確保隻有用戶本人才可以解鎖屏幕。

現在,蘋果能將泛光照明器和點陣投影儀組合成單個緊湊的投影模塊,將這對傳感器的面積縮小到將近原來的一半,以此來減少對屏下區域的需求。

另一份專利中的「平面光波導」,是上述集成技術的延伸。

傳統前置模組中的環境光傳感、圖像捕獲、手勢識別和接近傳感等模塊,需要通過各種物理孔徑發射或接收不同光譜區域內的光輻射,這樣才能完成相應的操作指令,以及對環境和使用者的感知。

所以目前絕大部分全面屏手機才會在屏幕上留一抹黑,不是喜歡,而是無奈。

不過,平面光波導似乎把這個問題解決瞭。這項技術可以利用手機顯示屏上的平面光波導,來引導輻射穿過顯示屏表面,而不幹擾顯示功能。

把晦澀深奧的專業詞語去掉:有瞭它,大部分傳感器(除瞭攝像頭)即使放在屏幕下面也不會影響使用,就和手機上的指紋解鎖一個道理。

理論上,蘋果的這套組合拳縮小瞭前置模組的大小,也縮小瞭降低屏幕分辨率的面積,需要讓主屏幕妥協的,就隻剩一個前置光學鏡頭瞭。

所以,這張 iPhone 16 的渲染圖,也不無道理。

但要做到真全面,鏡頭是一定繞不開的話題,模組上方的分辨率終究還是和主屏幕有區別,即使是紅魔 9 Pro 上依然會在淺色高亮的界面看到「紗窗般」的屏下區域。

而蘋果的第三板斧,專門為此而生。

首先,通過像素特殊的「W」排列方式,增加透光率,減少衍射現象,避免自拍出現「光暈」和「霧化感」。

接著,該區域裡的元件(如觸摸傳感器金屬)在不同的使用場景中,可以朝向或遠離其相鄰像素的方向移動,以此來減輕「像素去除區」和「全像素密度區」之間的顯示差別。

隻從專利文件的描述來看,蘋果做到瞭物理意義上的可變分辨率。

在翻閱專利文件時,我還發現瞭一個蘋果的「小心機」。

示意圖中並沒有給出屏下區域的具體位置是哪,而是把可能出現的位置依次例舉。這個煙霧彈,不亞於每年新 iPhone 發佈前,全網開啟對後置模組形狀猜測的大狂歡。

這兩年,各大廠商對全面屏的探索,似乎都統一放緩瞭腳步。

一方面,經過瞭多年的嘗試,前後雙面屏、翻轉鏡頭、滑蓋屏等奇思妙想都成瞭轉瞬即逝的歷史產物,點子很新鮮但市場不買單,在現有的技術水平下,「重量便攜」「像素高清」「屏幕完整」的理想手機,隻能滿足其中的兩個。

在這個不可能三角中舍棄的那一項,也形成瞭不同品牌、不同系列的特點。

另一邊,不完整的屏幕到也不全是缺點。回到屏幕上方,猛然發現,挖空、劉海或水滴的存在不僅讓前置模組有發揮空間,而且還給狀態欄提供自然的棲息空間。

屏下方案普及的那天,狀態欄信息該何去何從?廠傢又會針對這些圖標的去留玩兒出哪些花樣?還挺值期待的。

不過人們對完美屏幕的追求,讓這場曠日持久的「空間拉鋸戰」還在繼續,未來的手機屏幕到底會是什麼樣子?其實早就有瞭答案。

前蘋果首席設計師 Jony Ive 認為「無邊泳池」會是未來手機屏幕的一種形態,從三星 Galaxy Note Edge 到華為 Mate 30 pro 一直都在無意間貫穿著這一概念,但真正能夠在視覺上達到無邊的,就是那臺被擺在展櫃裡的小米 Mix α,隻是這臺機器離量產,或者說離我們,還是太遠。

這幾份專利文件,也算讓我們看到「全面屏 iPhone」的一點希望,隻是把寧缺毋濫貫穿到底的蘋果,在找到完美屏幕的路上,稍慢瞭幾步。

就像當年寧可傢裡空空,也不願意湊活用不喜歡的傢具的喬佈斯,iPhone 的設計,似乎一直在保持這種理念,總是特立獨行,總是慢人一步,當然也會在做出改變的時候,引起世界的關註。

更重要的是,當把近些年的 iPhone 擺在一起的時候,你就能發現它們其實有在悄悄進步。

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