隨著科技的快速發展，人臉識別技術在手機解鎖、金融支付、安防門禁等多領域，成為最前沿的技術被應用。而得益於更快速、更便捷、更安全的優勢，3D人臉識別不僅成為比指紋識別、2D人臉識別更高級的生物識別技術，同時也成為手機行業的下一個科技競賽節點。正因如此，蘋果才不惜重金研發，讓其取代指紋識別，成為iPhone新品的主要生物識別技術。而縱觀整個手機行業，唯一能夠和蘋果一樣採用自研3D結構光的卻只有華為一家。
那麼3D結構光到底有什麼過人之處？使用自研技術和採購第三方方案究竟又有什麼區別？解鎖和加密之外，3D結構光技術還是有什麼應用場景？下面，燕山派就來為大家一一解答這些問題。
3D結構光的原理是什麼？相比2D人臉和指紋識別有何優勢？
先說原理，同為人臉識別技術，2D人臉識別只需要一個普通的RGB攝像頭就能實現，其基本原理是通過色彩反差計算，提取2D圖片中人臉的特徵點，比如五官的大小、間距等，從而進行識別，雖然後續加入了活體檢測、動態識別等技術，但是2D人臉識別依然是最容易被破解的人臉識別方案，因此根本無法承擔行動支付的需求，而且還存在對環境光照過於依賴的弊端，以至於弱光、強光環境下識別精度都會大幅下降甚至無法識別。
相比而言，3D結構光技術則要複雜的多，也要可靠的多。以華為Mate 20 Pro為例，其不是依靠RGB攝像頭，而是需要散斑投射器、紅外相機等一系列的模塊的配合才能完成人臉識別過程。其中散斑投射器投射出3萬多個不可見的紅外光點到使用者的面部，形成面譜信息，紅外相機再讀取這些散斑點陣圖案，捕捉紅外圖像。而這種具備一定結構的光線，會因被攝物體的不同深度區域，而採集不同的圖像相位信息，然後通過運算單元將這種結構的變化換算成深度信息，以此來獲得三維結構。
簡單來說，華為Mate 20 Pro不需要依賴環境光，而且識別的是帶有深度信息的面部立體結構，三萬多個信息點全面採樣，對人臉五官、輪廓、甚至紋理信息記錄都要精細準確。而人臉部的3D立體信息是最天然的，很難被複製，因此華為Mate 20 Pro的3D人臉識別技術誤差僅為百萬分之一，達到了支付級安全，比2D人臉識別高出百倍，比指紋識別高20倍，處於行業最高水平。另外得益於麒麟980的雙核NPU，以及多核多線程的安全作業系統，華為Mate 20 Pro的人臉識別解鎖速度可以做到毫秒級，比蘋果還要快一些。
而相比電容指紋、屏下指紋解鎖，華為Mate 20 Pro的3D結構光作為非接觸解鎖方式，優勢也不僅僅是高出20倍的安全性，同時有著更好的盲操、盲解體驗，更為便捷、高效。比如在電影院等黑暗環境下，Mate20 Pro的3D人臉識別技術可以做到抬屏就解鎖，而如果是指紋識別則需要把特定手指放到屏幕的特定區域，盲操情況下存在較高的不成功率；在寒冷環境下，用戶如果戴手套就無法用指紋解鎖手機，而Mate20 Pro的3D人臉識別技術不但可以快速、安全地解鎖，在零下25度的環境下依然可以正常使用。
通過以上介紹，對於3D結構光的優勢，大家應該已經有所了解了，接下來我們進入下一個議題。
使用自研3D結構光和採用第三方方案有何不同？
目前採用3D結構光技術的手機品牌有華為、蘋果等四家，其中華為和蘋果採用的是各自的自研技術，而其他廠商均是第三方也就是供應鏈的技術方案。雖然同樣為3D結構光技術，但是也高低之分，在安全性和體驗上有著很大差異。
使用第三方方案，完全依靠採購、拼湊而來，難以做到緊密配合。一方面因為方案的提供方對技術的開放性會有所保留，以至於手機廠商只能拿到部分技術的授權，難以讓這一技術的性能和應用得到充分發揮，另一方面，手機廠商在很大程度上還會受制於人，尤其涉及到信息安全的技術，用戶信息是否會被第三方獲取，從而帶來安全隱患，這些手機廠商很難控制。相反，使用自研技術，廠商不僅能夠把這項技術吃透，最大程度挖掘這一技術的潛力，同時能夠嚴格控制用戶的信息流向，從而讓這一技術在安全性和日常使用過程中獲得最優的體驗效果。
以華為Mate 20 Pro為例，其3D人臉識別技術所涉硬體、結構光模組與算法都是自研的，在安全、抗跌、精度方面都融入了自己的核心設計理念，從硬體到軟體都被控制在一個閉環裡，從而便能是3D結構光技術獲得超出其他廠商的最優體驗。
比如前面我們提到的，華為Mate 20 Pro自研3D結構光技術，可以與自研AI晶片麒麟980的雙核NPU，以及基於Android 9.0深度定製研發的多核多線程的安全作業系統EMUI 9.0配合，讓解鎖速度做到毫秒級，不僅讓使用第三方方案的品牌難以企及，同時比同為自研3D結構光的蘋果還要快一些。
再比如大家關心的信息安全性方面，使用第三方技術的話，手機如何對用戶的人臉信息進行採集和識別都是技術提供方來決定的，而華為Mate20 Pro採用自研技術則能夠做到嚴格控制。讓用戶的人臉信息，僅保存在手機的安全存儲空間中，不會上傳到伺服器，甚至華為自己都無法獲取用戶的信息，如此便避免了被攻擊、洩露的風險，更加安全。也正因如此，華為Mate 20 Pro不僅是目前唯一一款獲得了泰爾實驗室最高級別人臉識別安全認證的手機，具有更強的防偽和防攻擊能力，安全性更高。同時憑藉更為優秀的安全性，華為Mate20 Pro的3D人臉識別技術已經得到金融機構的多方認可，除了支持支付寶和微信的人臉支付，還支持工行等銀行APP支付，讓3D人臉識別技術的安全性和便捷性得到更好的發揮。
這些，也都是使用第三方解決方案的廠商難以實現的。
3D結構光有這麼多優勢，難道只能用在手機解鎖和支付驗證場景中嗎？
對於使用第三方方案的廠商來說，受到技術壁壘的影響，3D結構光的使用場景確實會受到限制，部分廠商只能將其運用在安全驗證層面，好一些的可能會將其運用在3D美顏方面，而使用自研技術的話則完全不會受到這些限制，可以讓3D結構光的技術優勢在更多場景中得到發揮。
比如在解鎖更快、安全性更高的基礎上，華為Mate 20 Pro將3D結構光技術運用到了「應用鎖」領域，在「圖庫」、社交類APP、銀行類APP、日記類APP等私密APP上可以做到進一步的加密，實用性非常強，比密碼加密更人性化，更方便。別人臨時借用手機時，普通應用可以打開、但無法打開設置了應用鎖的應用，而用戶本人使用手機時，Mate20 Pro又能通過識別用戶臉部的3D立體信息快速打開應用，猶如為手機的隱私區域增加了一層無形的屏障。
於此同時，得益於自研技術優勢，華為Mate 20 Pro對3D結構光的可玩性也進行了更大程度的探索。比如基於用戶面部表情華為Mate 20 Pro可以製作有趣的人偶表情；比如通過3D仿生成像華為Mate 20 Pro可以讓玩偶「活過來、動起來」；再比如華為Mate 20 Pro可以實現3D手勢遊戲，通過對用戶手勢、距離的立體捕捉來感應手的拉力，完成類似於體感類射箭遊戲，讓3D結構光的應用場景和可玩性得到進一步擴展。
總結：提升用戶體驗向左，成本控制向右
同樣是3D結構光技術，不同的廠商卻採用了不同的策略。固然，使用供應鏈的第三方方案直接拿過來用就行，不僅繞過了對廠商技術實力的考驗，同時可以有效節省研發成本，但是華為和蘋果也不傻，而且要知道這兩個品牌都是致力於給使用者帶來最佳用戶體驗的品牌，正如前面我們所說的，只有使用自研技術，才能夠做到融會貫通，才能讓3D結構光的安全性和用戶體驗得到最優發揮，讓用戶真正體驗到3D結構光技術的魅力。因此，華為不惜重金自研3D結構光技術的原因，也就不言而喻了，一方面華為由此向外界展示出了自身的雄厚技術實力，另一方面從華為Mate 20 Pro在3D結構光技術上給我們帶來的優勢體驗而言，華為採用自研策略，也是值得的。