Где расположен сканер отпечатков пальцев
Подумать только, еще каких-то 5-6 лет назад сканеры отпечатков пальцев можно было встретить лишь на самых дорогих флагманских смартфонах, да и те работали крайне плохо. Вспомнить хотя бы сканер на Samsung Galaxy S5, по которому нужно было проводить пальцем, повторяя безуспешно раз за разом одно и то же движение.
А сегодня эти датчики установлены даже на самых бюджетных аппаратах и работают они просто безупречно! Правда, не всегда. И ситуация становится сложнее еще от того, что цена смартфона не прямо пропорциональна качеству, надежности и стабильности используемого сканера отпечатков пальцев.
Так в чем же дело? Чем отличаются современные сканеры и как они работают? Обо всем этом мы и поговорим дальше.
Виды современных сканеров отпечатков пальцев
Сегодня на смартфонах используется 3 основных вида сканеров: емкостные, оптические и ультразвуковые. Отличаются они способом получения картинки и каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.
Во-первых, пользователь прикладывает каждый раз палец к сканеру по-разному. Иногда датчику удается захватить лишь небольшую часть пальца, также результат будет отличаться от силы, с которой прижимается палец к сканеру. Более того, небольшие порезы или другие травмы могут незначительно изменять общую картинку. И, тем не менее, смартфон успешно разблокируется.
Во-вторых, смартфоны не хранят фотографии ваших отпечатков и не накладывают при каждом сканировании сделанный снимок на сохраненную ранее копию.
Вместо этого в каждом отпечатке смартфон пытается найти определенные уникальные признаки или контрольные точки. Если внимательно посмотреть на сам отпечаток, то помимо знакомых нам линий (называются они папиллярным узором), можно заметить другие интересные вещи:
Как видим, на отпечатке одни линии разветвляются, другие просто прерываются, а третьи выглядят как небольшие островки. Все это можно изобразить схематически следующим образом:
Смартфон пытается найти такие особые точки (их называют минуциями) на каждом конкретном отпечатке. Минуции являются уникальными признаками и один отпечаток может содержать более 70 минуций.
Соответственно, чем выше качество сканирования и чем большее число раз пользователь сканирует один и тот же отпечаток, немного смещая палец в стороны, тем большее количество минуций получает смартфон для дальнейшего анализа. Зачастую, именно эти особые признаки, а не снимки отпечатков, и сохраняются.
Вся разница между различными типами сканеров отпечатков пальцев заключается в том, каким именно образом они получают снимок пальца для дальнейшей работы:
- Емкостный сканер использует для этого электричество
- Ультразвуковой сканер использует звук
- Оптический сканер получает изображение с помощью света
Теперь давайте немного подробнее остановимся на каждом из них.
Емкостный сканер отпечатка пальца
Такой сканер состоит из множества крошечных токопроводящих пластин, толщина которых меньше, чем линии узора отпечатков пальцев. Такие пластины образуют конденсаторы, хранящие определенный заряд.
Смартфон считывает все ячейки и определяет по напряжению, находилась ли возле каждого конкретного конденсатора канавка (пустота) или же это был выступ и кожа соприкасалась с поверхностью сканера. Так и собирается общая картина отпечатка.
Преимущества емкостных сканеров отпечатков пальцев
В принципе, это лучшие сканеры по совокупности всех характеристик. Они стоят дешево в производстве, технология уже достаточно древняя и хорошо обкатана. Такие сканеры не просто делают двухмерный (плоский) снимок, а сканируют трехмерный объект, учитывая выступы и углубления на пальце.
Обмануть такие сканеры тяжело. Стабильность работы очень высокая, палец не обязательно должен быть очень чистым и сухим.
Так что же с ними не так? Почему эти сканеры устанавливаются лишь на бюджетных Android-смартфонах?
Недостатки емкостных сканеров
Некоторые производители размещают такой сканер на боковой грани, совмещая его с кнопкой питания (Honor 20, Galaxy S10e, Sony Xperia 1). Но в основном емкостные сканеры находятся сзади. А это удобно не во всех ситуациях. К примеру, когда смартфон лежит на столе, нужно обязательно брать его в руки, чтобы добраться до датчика (или пользоваться другими методами разблокировки).
Оптический сканер отпечатка пальца
Реализовать такую технологию можно только на AMOLED-экранах, так как эти дисплеи, по сути, являются полупрозрачными, что позволяет размещать за ними всевозможные датчики, начиная от сканеров отпечатков до датчиков приближения/освещения или даже селфи-камер.
В принципе, IPS-матрицы ровно такие же полупрозрачные и под ними также можно было бы что-то разместить, если бы не потребность в подсветке. Дело в том, что каждая точечка (пиксель) AMOLED-экрана сама по себе излучает свет, когда на нее подается напряжение. А в IPS-дисплеях пиксель представляет собой, грубо говоря, цветную стекляшку, через которую должен пройти внешний свет.
И если мы разместим сканер отпечатков (камеру) за сеточкой OLED-пикселей, тогда и мы будем видеть изображение, и сканер сможет увидеть что-то через экран. А если мы разместим сканер за сеточкой IPS-пикселей, тогда сама камера загородит собой подсветку, которая размещается сзади экрана. И мы будем видеть черное пятно на рабочем дисплее. Если же разместить сканер сзади лампы, тогда сканер не будет видеть ничего, так как подсветка-то не прозрачная.
Преимущества оптических сканеров отпечатков пальцев
Основное преимущество оптического сканера заключается в том, что его можно размещать под экраном. Качество и скорость сканирования зависит как от разрешения матрицы, так и от прозрачности стекла (качества покрытия и пр.).
Недостатки оптического сканера
Тем не менее, у оптических сканеров есть свои проблемы. Все, что может помешать сделать четкий снимок, будет влиять на скорость и стабильность распознавания. Это влага, мелкая грязь и пр.
Также эти сканеры в теории легче обмануть, чем емкостные и ультразвуковые, так как они работают с плоским двухмерным изображением, как любая камера. С другой стороны, яркая подсветка позволяет не только увидеть папиллярные узоры на пальце, но и зафиксировать пульсацию крови, тем самым убедившись, что сканируется именно палец.
Эту же подсветку можно считать и недостатком оптических сканеров. Ночью яркий зеленый свет может вызывать определенный дискомфорт, так как иногда палец не полностью закрывает датчик и яркий свет режет глаза.
И последним недостатком оптических сканеров является их капризность к защитным стеклам. Толщина и материалы защитных пленок/стекол могут влиять на скорость и стабильность распознавания отпечатков.
Ультразвуковой сканер отпечатка пальцев
Ультразвуковые сканеры появились на смартфонах позже всех. Первый ультразвуковой датчик отпечатков был представлен вместе с Samsung Galaxy S10 в начале 2019 года. С тех пор, Samsung использовала его в линейках Galaxy Note10 и Galaxy S20.
Несмотря на то, что ультразвуковые сканеры пришли на смартфоны позже всех, сама технология используется очень давно в других отраслях. Сканирование отпечатка происходит при помощи ультразвука. Грубо говоря, каждый раз прикладывая палец к ультразвуковому сканеру, вы делаете его УЗИ.
32 тысячи колебаний.
Но причем здесь кварцевые часы? При том, что в основе ультразвукового сканера лежит такой же пьезоэлектрик. Подавая на него напряжение, он начинает вибрировать с огромной частотой, генерируя при этом звуковые волны. Мы их не слышим, так как частота очень высокая, но, некоторые животные вполне способны услышать работу ультразвукового сканера отпечатков пальцев.
Преимущества ультразвуковых сканеров отпечатков пальцев
Более того, ультразвук не останавливается на внешней оболочке пальца и проникает в глубь. Получается, можно ввести дополнительную защиту от всяких муляжей и сканировать только настоящий палец.
Также ультразвуковые сканеры могут размещаться где угодно, так как ультразвук легко проходит не только через стекло. И, что немаловажно, пальцы не должны быть идеально сухими или чистыми. Небольшая грязь или жидкость не являются помехой для звуковых волн.
Недостатки ультразвукового сканера
Несмотря на все перечисленные преимущества, в реальной жизни все не так гладко. Первый ультразвуковой сканер 3D Sonic от Qualcomm работает заметно медленнее, чем современные оптические аналоги. А новое поколение сканеров до сих пор не выпущено.
Кроме того, многие слышали нашумевшую историю о том, как смартфоны Galaxy S10 и Galaxy Note10 можно было легко взломать, просто положив между пальцем и экраном кусок гидрогелевой защитной пленки. После этого можно было прикладывать любой палец и ультразвуковой сканер моментально разблокировал смартфон. Это повлекло за собой серьезный скандал и некоторые банки запретили работу своих приложений на смартфонах Samsung с ультразвуковыми сканерами.
Конечно, в конце прошлого года Samsung выпустила обновление, исправляющее столь странное поведение. Но осадок остался.
В любом случае, сегодня выбор между ультразвуковым и оптическим сканером не стоит, так как ультразвуковые датчики используются только на флагманах Samsung, начиная с Galaxy S10. На всех остальных смартфонах установлены оптические сканеры отпечатков пальцев.
На работу ультразвуковых сканеров также влияют защитные стекла и некоторые пленки, рассеивающие и частично гасящие звуковую волну.
Попытки обойти любую биометрическую защиту делаются постоянно. Они же и позволяют разработчикам улучшать датчики и алгоритмы.
Любой современный сканер отпечатков пальцев достаточно надежен для того, чтобы обеспечить защиту финансовым данным. Любая платежная система на смартфонах позволяет использовать именно отпечатки пальцев. И делать выбор, исходя из соображений безопасности, не имеет никакого смысла. Емкостные, ультразвуковые и оптические сканеры справляются со своей задачей одинаково хорошо.
Если говорить о скорости и стабильности работы, то лучшим вариантом на сегодня остается емкостный сканер (на флагманских смартфонах), после которого идут современные оптические сканеры и уже затем упомянутый ультразвуковой 3D Sonic.
Apple также не будет оставаться долго в стороне от прогресса. Рано или поздно, в iPhone появится датчик отпечатка пальцев в экране. Те, кто следят за патентами компании, знают, что Apple ведет подобные разработки уже много лет.
Монетизация приложений, история про Robird
Как многие из вас знают, я целиком и полностью за покупку легального контента и приложений. Это поддержка разработчиков и негласная благодарность им. Также у нас был один из выпусков "Мобильной среды", в котором мы обсуждали различные модели монетизации для программ, учитывая, что разработчик не может жить на разовые покупки своих приложений, ведь любая программа развивается, а на это тоже уходят время и силы.
Разработчик Robird выбрал другой вариант — создание нового приложения с предложением приобрести его заново. С одной стороны, меня как владельца прошлой версии Robird подобное поведение возмущает. Как же так, я ведь уже покупал это приложение? А с другой — я могу понять разработчика, невозможно регулярно поддерживать своё приложение, если новых покупок нет. Вспомните тот же Tweetbot, сколько раз Пол предлагал нам купить его заново?
Новый Robird распространяется бесплатно, однако он сильно урезан по функциональности, а разблокировка дополнительных настроек как раз-таки стоит денег. Если я правильно помню, полный анлок обойдется примерно в 350 рублей (или пять-шесть долларов по текущему курсу). На фоне 60 рублей, за которые я приобрел прошлую версию, подорожание в шесть раз выглядит диким. Но если вы посмотрите на альтернативы в лице того же Fenix, например, то поймете, что сейчас это нормальная цена за твиттер-клиент.
Однако мне кажется, что для владельцев, купивших прошлую версию приложения, разработчик мог бы сделать небольшой дискаунт. Я указал ему на этот факт в твиттере, он ответил, что скидка была при выходе нового Robird. В данной ситуации мне кажется более логичным предлагать бессрочный дискаунт в 10-20% от стоимости новой версии владельцам старой версии. Почему? Возьмем, к примеру, меня. Я лояльный пользователь Robird и всем рекомендую это приложение. Однако, увидев новую версию без каких-либо скидок для старых владельцев, я чувствую себя, как бы так правильнее сказать, проигнорированным.
А вот будь у новой версии подобный дискаунт (я думаю, как-нибудь можно настроить проверку покупки старой версии), я бы почувствовал, что разработчику не плевать на старых пользователей, что он как бы говорит: «Да, ребят, вот так, мне же тоже надо на что-то жить, но и про вас я не забываю, спасибо за поддержку».
Отдельно хотел бы отметить, что я с большим уважением отношусь к Меджиду Джабраилову, мне очень нравится его приложение, и я скорее всего купил бы его даже в третий раз.
Где должен быть расположен сканер отпечатков пальцев?
На прошлой неделе вышел мой обзор смартфона Huawei Nexus 6P, в котором я критиковал неудобное расположение сканера отпечатков пальцев.
Дело в том, что в Nexus 6P его установили на спинку устройства. Я считаю это далеко не самым удобным вариантом. Например, лежит у вас смартфон на столе, и вы хотите включить и разблокировать его. Если он лежит дисплеем вниз, то вы, по идее, сможете взять его четырьмя пальцами, а указательный сразу положить на сканер. Однако по факту из-за небольшой толщины вам сначала приходится подцепить аппарат за торец, потом взять его в руку и уже после этого перехватить другой рукой, чтобы разблокировать. То же самое касается и ситуаций, когда аппарат лежит дисплеем вверх.
На самом деле, неудобство сканера отпечатков пальцев иногда связано не столько с его расположением, сколько с самими габаритами смартфона. Ведь на том же iPhone 6 Plus вы не всегда сможете разблокировать устройство одной рукой (вернее, конечно же, можете, но только с риском уронить аппарат).
В идеальном варианте у вас в руках должен быть смартфон с диагональю экрана 4-4.5 дюйма, и на нем будет одинаково удобно пользоваться сканером как на лицевой стороне, так и на тыльной.
Кстати, решил провести опрос в нашей группе ВКонтакте, а подписчики верно отметили, что есть еще один вариант размещения сканера — боковой торец, как на смартфонах от Sony. Признаюсь честно, я не тестировал этот вариант, поэтому ничего не могу сказать о его удобстве/неудобстве.
Сколько должен стоить компьютер?
И здесь, как мне кажется, есть три различных варианта.
Домашний компьютер для веб-серфинга и просмотра видео. На его роль прекрасно может подойти и обычный мультимедийный ноутбук. За подобное решение можно заплатить 15 000-20 000 рублей, не больше.
Рабочий компьютер для повседневной рутинной деятельности. Это должна быть более-менее быстрая модель, в идеале с SSD-накопителем и хорошим дисплеем, ведь за ним мы будем проводить очень много времени. Стоимость подобных решений обычно колеблется на уровне 40 000-60 000 рублей. Я сейчас говорю не про офисные ПК, которые массово закупаются для сотрудников среднего звена, а скорее про сегмент, близкий к бизнес-ноутбукам. Именно здесь раньше находились большинство хороших ультрабуков и MacBook Pro Retina.
Игровой ПК или компьютер для профессиональных нужд. Сюда можно отнести топовые геймерские решения и мощные компьютеры для обработки и конвертирования видео. Цены на подобные решения начинаются от 60 000 рублей (вместе с монитором) и могут достигать каких-то совершенно заоблачных цифр.
Внимательный читатель заметит, что мой iMac ближе к третьей категории, хотя формально он относится ко второй. Не буду лукавить, тут я эмоционально переплатил, не скажу, что жалею об этом, но объективно пару лет назад можно было приобрести и компьютер значительно дешевле.
Заключение
Традиционно задам вам несколько вопросов по сегодняшним темам:
- Какого бы поведения вы ожидали от разработчика, выпускающего новую версию приложения за деньги? Рассчитывали бы на дискаунт? Не стали бы покупать? Или же просто приобрели бы обновленный продукт?
- Сколько, по-вашему, должен стоить домашний, рабочий и игровой ПК/ноутбук? Сколько вы готовы потратить на подобное решение?
Также предлагаю поучаствовать в нашем опросе о наилучшем расположении сканера отпечатков пальцев:
Многие ошибочно полагают, что первым мобильным устройством с дактилоскопическим сканером был iPhone 5S со своим TouchID, который был презентован осенью 2013 года. Это в корне неверно, первым мобильником со сканером стал еще в 2004 году телефон Pantech GI100.
И уже тогда, почти 15 лет назад, GI100 мог сохранять до 10 отпечатков, и мог требовать биометрическую авторизацию для разных сценариев вплоть до того, что можно было сохранить определенный телефонный номер под конкретный палец - позвонить по этому номеру можно было только пройдя авторизацию, например, мизинцем левой руки.
Pantech - южнокорейская компания, производитель телекоммуникационного оборудования, а также мобильных телефонов. В середине двухтысячных годов ориентировались на бизнес сегмент пользователей. До недавнего времени третья по величине южнокорейская компания на рынке телекоммуникаций после Samsung и LG. Ныне - банкрот.
Однако, именно Apple, как это часто бывает сделала эту технологию понятной, доступной и удобной всем, к тому же, она стала новой вехой в борьбе за безопасность данных в нашем оцифрованном современном мире.
Местоположение датчика для Apple не стала сложной задачей - сканер встроили в фирменную и узнаваемую кнопку Home. Все остальные производители, быстро подхватив тренд начали встраивать сканер куда попало - не для всех решение оказалось таким очевидным.
Самыми популярными местами тогда стали:
1. Кнопка управления на лицевой части смартфона под экраном . Проще говоря, как у Apple. К такому решению прибегли, например, Samsung, у которых кнопка управления была до недавнего времени всегда на этом месте. Но не все производители могли пойти по этому пути, так как многие использовали наэкранные стандартные кнопки управления Android.
Samsung Galaxy S5 со сканером отпечатка под экраном Samsung Galaxy S5 со сканером отпечатка под экраном2. Задняя крышка смартфона . Именно такой вариант и сегодня распространен больше всего. Сканер просто был перенесен назад, под камеру. Когда держишь смартфон в руке непосредственно на это место попадает указательный палец, обхватывая смартфон. Для сканера не нужно было искать место на лицевой части, засоряя полезное пространство и позволяя использовать его под экран.
Тем не менее, у такого решения нашлось много противников - людей, которые используют телефон, положив его на плоскую поверхность. Что ж, даже для таких придирчивых пользователей отдельные производители нашли подход.
3. Сканер, встроенный в кнопку питания на боковой части смартфона . Такое элегантное решение использовали, например, Sony. В теории все звучит довольно логично - ведь именно на эту кнопку мы нажимаем на смартфоне без кнопки управления на лицевой части.
С другой стороны, лично мне не совсем понятно насколько это удобно в режиме ежедневного использования: я - правша, но чаще пользуюсь смартфоном левой рукой, как мне тянуться до кнопки в таком случае?
Мнение обычных пользователей.
Два года назад Android Authority провели опрос пользователей среди своей аудитории и выяснили, что большинство предпочитает сканер на задней крышке.
С тех пор многое изменилось. Все та же Apple пошла дальше и избавилась от TouchID в iPhone X сделав ставку на инфракрасный сканер лица FaceID. И если TouchID в 2013 году все тут же начали копировать, то вот с FaceID все явно осторожничают. Единственный прямой конкурент Apple на этом поприще - Xiaomi Mi8, также оснащенный ИК-сенсором, и тот дополнительно обладает сканером отпечатка. Остальные компании же в большинстве своем создали более дешевый аналог технологии, распознающий не 3D-модель лица, а просто распознающий лицо по фото с помощью камеры. Такой "аналог" не надежен, не безопасен и бесполезен в темноте, поэтому в этих смартфонах сканеры отпечатка оставили на месте.
Примерно так и работает FaceID в iPhone X. Инфракрасный сканер считывает 3D-модель лица пользователя даже в полной темноте. Примерно так и работает FaceID в iPhone X. Инфракрасный сканер считывает 3D-модель лица пользователя даже в полной темноте.Еще одним новшеством стал сканер отпечатка прямо под экраном смартфона. Правда пока что мы видели его рабочую версию только в концепте от Vivo под названием Apex, а также такой сканер заявлен в Xiaomi Mi8 Exloration Edition, ни тот ни другой в продажу пока не поступили, хотя очевидно, что такое решение будет очень удобным.
Vivo Apex. Белый прямоугольник на экране - область считывания отпечатков. Vivo Apex. Белый прямоугольник на экране - область считывания отпечатков.Android Authority приняв во внимание факт развития биометрики в смартфонах провели очередной опрос и высянили, что:
40% пользователей по-прежнему предпочитают сканер на задней крышке смартфона;
30% мечтают о сканере под экраном (я в их числе, кстати);
7% считают, что сканер в кнопке питания это очень удобно;
2% готовы отказаться от сканера отпечатков в пользу FaceID и аналогов.
Вместо выводов
В век безрамочных дисплеев "засорять" переднюю панель смартфона категорически нельзя - вся полезная площадь должна идти на экран. Встраивать сканер под дисплей компании пока не торопятся, возможно потому что технология еще не обкатана и спорна. FaceID вызывает много вопросов относительно удобства и реальной безопасности. А вот сканер на задней крышке вопросов не вызывает: он удобно расположен для руки, он не портит внешний вид устройства, работает быстро и, самое главное, универсален для использования хоть левой, хоть правой рукой.
Кстати, мы недавно провели в сети Twitter пробное флэш-голосование по данному вопросу. И получили следующие результаты:
А ну давайте проголосуем! Правильное расположение сканера отпечатка пальца на смартфоне:
— Root Nation (@RN_com) 6 мая 2016 г.
Ну что же, попробуем подробно разобрать каждый вариант и определить его основные преимущества и недостатки.
Спереди
Классический вариант расположения сканера. Я бы назвал его «флагманским», ибо именно такое расположение в основном применяется в топовых устройствах. Многие пользователи считают размещение датчика спереди под экраном единственно правильным. Во многом этот стереотип сложился благодаря iPhone — ведь Apple всегда всё делает правильно.
Да и Samsung также применяет именно такое расположение сканера в своих смартфонах. Собственно, если вы фанат одного из лидирующих брендов, то альтернативы у вас в общем-то и нет, особенно в случае с iPhone.
К преимуществам размещения сканера спереди можно отнести в первую очередь удобство использования, когда смартфон лежит на столе или находится в автомобильном держателе. К недостаткам — если управляться со смартфоном одной рукой — прикоснуться к датчику можно только большим пальцем. При этом хват смартфона несколько ослабляется, так как вы тянете большой палец вниз. В этот момент есть риск, что устройство выскользнет из рук. особенно, если вы делаете это на ходу или в спешке. Если вы использете вторую руку, то прикасаться к датчику удобно любым пальцем.
Сзади
Этот вариант расположения сканера я бы назвал «китайским», так как впервые он был применен именно в смартфонах из Поднебесной (вроде бы в Huawei Mate 7). На данный момент это наверное самое популярное место размещения сканера отпечатка пальца, которое используется в огромной массе современных смартфонов, особенно в относительно доступных китайских устройствах.
Из А-брендов лишь LG использует его также в своих смартфонах, но они известные любители заднего размещения элементов управления.
В общем то, именно китайцы перевели такой элемент, как сканер отпечатка пальца, из разряда премиум в массовый сегмент доступных устройств за 200-300 долларов, за что им спасибо, конечно.
Особых преимуществ у подобного расположения сканера вроде бы и нет, кроме того, что это просто удобно, когда ты держишь смартфон одной рукой. Правой или левой — всё равно. При этом хват смартфона рукой не ослабляется и выронить его сложно. В основном при работе с задним сканером используется указательный палец. Хотя с некоторой степенью неудобства можно прикоснуться и средним. При использовании второй руки можно использовать любой палец, кроме большого. К недостаткам размещения сканера сзади, конечно, стоит отнести невозможность работы с ним, когда смартфон лежит на столе экраном вверх. В автомобиле, при установке смартфона в держатель, использовать датчик также неудобно, зачастую практически невозможно.
Сбоку
Такой оригинальный вариант расположения сканера лично я встречал только у Sony. Например, в Xperia Z5, где он встроен в массивную кнопку питания.
Должен отметить, что такой вариант достаточно удобен, если кнопка попадает под большой палец. Но, только если использовать смартфон правой рукой. Левой же — уже не так удобно, хотя возможно. Когда смартфон лежит на столе, пользоваться таким сканером также получится, как и при размещении аппарата в автомобильном держателе (если кнопка не перекрывается захватами).
Выводы и голосование
Я достаточно долго пользовался смартфонами со всеми вариантами размещения сканера отпечатка пальца. Не могу сказать, что отдаю явное предпочтению какому-либо расположению, настолько, чтобы это серьезно повлияло на мой выбор устройства. Привыкнуть можно к чему угодно. Любой из перечисленных в статье вариантов приемлем для меня лично. На самом деле я сейчас больше обращаю внимание на само наличие этого элемента в смартфоне — вот это уже существенный критерий. Сканер должен быть — это удобно и необходимо с точки зрения безопасности. Смартфоны же без сканера я сейчас вообще не рассматриваю к покупке.
Еще недавно было странно видеть, как кто-то включает смартфон , приложив палец к участку со встроенным сканером. Сенсоры были только во флагманских смартфонах, но работали плохо, о чем говорят истории про смартфон Samsung Galaxy S5 — чтобы его включить, нужно было много раз водить пальцем. Теперь все стало проще, сканеры есть везде, их точность приближается к 100%. Но вот вопрос — как они работают? Давайте разбираться.
Что делает сканер отпечатков пальцев? Вполне логичный ответ — запоминает наши отпечатки. Это так и не так одновременно. Во-первых, сенсор не хранит фотографии ваших отпечатков. Во-вторых, человек не всегда прикладывает палец к сканеру в одном и том же положении, а прибавьте к этому возможный небольшой порез, слабую силу надавливания — датчик точно не узнает вас.
Что тогда сканирует этот сенсор? Он ищет уникальные признаки и контрольные точки, по которым сможет распознать, что это вы и ваш отпечаток. Если присмотреться, папиллярный узор, а именно так называются линии на наших пальцах, имеет интересные особенности: одни линии у него разветвляются, другие остаются отдельными островками, третьи прерываются в неожиданном месте. Все это и создает рисунок, особые точки ваших отпечатков. Именно такие точки и ищет сенсор во время сканирования, их количество может достигать более 70 штук. Поэтому при настройке сканера важно как можно больше раз приложить палец к сенсору, чтобы у него было больше особых точек для анализа.
При разработке смартфонов с поддержкой функции разблокировки по отпечатку используют три вида сенсоров: оптические, ультразвуковые и емкостные. У каждого есть свои достоинства и недостатки, а отличаются они способом получения отпечатка: оптический делает это с помощью света, ультразвуковой — через звук, емкостный — через электричество. Поговорим о каждом из них отдельно.
Оптический сканер отпечатков пальцев
Если упростить, оптический сканер — это черно-белая камера, которая делает двухмерный снимок отпечатка, когда к ней прикладывают палец. Обычно оптический вид сканера помещают под экран в определенное место, и прикасаться к нему нужно только в определенном месте. При этом стоит учесть, что их устанавливают только на AMOLED-экраны — они полупрозрачны и каждый их пиксель излучает свет, когда на него подается напряжение. Это позволяет размещать не только дактилоскопические сенсоры, но и датчики освещения и приближения, фронтальные камеры.
Главное достоинство такого сенсора в том, что его можно поместить под экран. Его скорость и качество работы будут зависеть от прозрачности стекла и разрешения матрицы.
Сейчас оптические сканеры стали быстрыми и точными, догнали по производительности емкостные сенсоры, но первые разработки не отличались скоростью и стабильностью, и это был один из недостатков.
Другой недостаток — на стабильность и скорость работы влияет всё. Это может быть вода, мелкая грязь, пыль, которые попали на сканер и помешали сделать четкий снимок отпечатка.
Такой сканер в теории легче обмануть, чем ультразвуковой или емкостный. Дело в том, что он сохраняет двухмерное изображение отпечатка, и вместо пальца можно приложить слепок или любую другую подделку с нужным отпечатком. Но с другой стороны, благодаря яркой подсветке сканер видит не только узоры отпечатка, но и пульсацию крови. Это значит, сканер подтвердит, что сканируется именно палец.
Еще один недостаток — оптические сенсоры привередливы к защитным пленкам и стеклам. Материал защиты, ее толщина тоже могут повлиять на качество работы сканера.
Емкостный сканер отпечатков пальцев
Сенсор состоит из токопроводящих пластин, размер которых меньше, чем линии папиллярного узора. В пластинах образуются конденсаторы, а в них, в свою очередь, хранится заряд тока. Когда палец касается сканер, этот заряд изменяется, а наше тело проводит ток через себя. При этом стоит учесть, что не вся кожа соприкасается с датчиком из-за особенностей узора отпечатка — он состоит из выступающих гребней и микрозазоров, а значит у конденсаторов разная емкость. Делая снимок, сканер проверяет все ячейки, выявляет, какое напряжение было на конкретном участке, совпадают ли расположение углублений и гребней, где кожа соприкасалась с поверхностью.
К достоинствам такого сканера относят: недорогое производство и хорошо известную технологию; создание трехмерного снимка во время сканирования; высокую скорость реагирования. А еще такой сканер сложно обмануть, им можно воспользоваться, даже если у вас грязные или мокрые руки.
К недостаткам можно отнести невозможность поставить такой сканер в экран — сам сенсор емкостный, и дисплеи в современных смартфонах точно такие же, работают от электрических импульсов. Поэтому некоторые производители устанавливают датчики на кнопке блокировки или, чаще всего, на задней панели смартфона. Такое решение не всегда удобно — чтобы разблокировать смартфон, нужно обязательно взять его в руки или вообще использовать другой вариант активации.
Еще один недостаток — сами сканеры могут быть разного качества и с разным количеством ячеек. Чем больше ячеек, тем выше разрешение и тем быстрее работает сенсор. Но в бюджетных устройствах чаще всего используют сканеры с “низким разрешением”, от чего они работают не так шустро, как могли бы.
Ультразвуковой сканер отпечатков пальцев
Такой тип сканера появился позже остальных, и первый такой датчик поставили только в 2019 году. Разработкой занималась компания Qualcomm, а первопроходцем в установке такого сенсора стал Samsung с его Galaxy S10. Протестировав сенсор на одном смартфоне, компания решила добавлять его и в остальные — следующими такими устройствами были Galaxy Note 10 и Galaxy S20.
Сканирование пальца таким сенсором происходит при помощи ультразвука. Технология не новая, ее использовали в других отраслях. Например, такие сканеры используются, чтобы делать УЗИ в больнице.
За основу для этого сканера взяли материал-пьезоэлектрик, который генерит заряд, если его деформировать, и деформируется, если воздействовать на него электрическим полем. Как это работает в смартфоне?
Датчик начинает вибрировать с большой частотой, когда на него подают напряжение, он издает звуковые сигналы на высоких частотах. Мы этот звук не слышим, но, например, животные могут услышать, как работает такой датчик. Затем звуковые волны проходят через стекло экрана, сталкиваются с приложенным пальцем. Здесь волны разделятся: часть вернется назад; часть пройдет немного дальше и столкнется с выступами нашего отпечатка и только после этого вернется назад, а третья часть волн заполнит собой пустое пространство между пальцем и стеклом, а затем вернется на датчик. Волна возвращается назад, бьет по пьезоэлектрику. Как результат, появляется электрический заряд.
Достоинство такого сканера в его безопасности. Как и емкостный сенсор, он делает трехмерный снимок отпечатка, и не реагирует на плоское изображение. Плюс, ультразвук не остается на поверхности — он проникает немного вглубь пальца, а значит можно сделать дополнительный фактор защиты, чтобы сканировать можно было только настоящий палец, а не муляж.
Разместить такой сенсор можно где угодно: сбоку, сзади, под экраном, ведь ультразвук проходит не только через стекло. А еще ему неважно, сухие или влажные у вас пальцы, есть на них частички грязи, или они чистые.
К недостаткам можно отнести, в первую очередь, отсутствие выбора — Qualcomm разработала первый датчик, и на данный момент он единственный, новых поколений еще нет. А еще такой датчик работает медленнее, чем современные оптические сканеры.
Многие слышали историю о том, что такой сканер можно взломать. Много об этом говорили, приводя в пример Galaxy S10 и Galaxy Note10, когда между экраном и пальцем клали гидрогелевую пленку, а дальше уже можно было прикладывать любой палец, чтобы смартфон разблокировался. Странное поведение для сенсора, но Samsung выпустила обновление, которое исправило этот момент.
На работу сенсора может повлиять защитное стекло и некоторые виды пленок, которые рассеивают или частично гасят звуковую волну.
И последний недостаток таких сканеров — их можно найти только во флагманах Samsung, начиная с модели Galaxy S10.
Говорить о том, какой сканер лучше, а какой хуже, нет смысла. У всех есть свои достоинства и недостатки, а один из них можно встретить в очень узкой флагманской линейке от Samsung. При этом разработчики продолжают совершенствовать систему безопасности, избавляя датчики от ошибок в алгоритмах, и каждый тип сенсора справляется со своей функцией одинаково хорошо.
Поэтому не стоит при выборе смартфона сильно заострять внимание на том, какой именно сканер установлен. Главное, что он есть и исправно работает. :)
Читайте также: