全都是高精尖 15年火了的手機技術詳解
眨眼間2015年就這么悄悄的度過了，回首15年的智能手機市場，廠商們不僅在應用的硬件配置上不斷突破，在工業(yè)設計上也在不斷推陳出新，許多人性化的設計與功能因為成本的逐漸降低，漸漸的普及在主流手機上并被大家所接受，包括越來越火的指紋識別、金屬機身設計、壓力屏、快充等等，著實讓手機的體驗升級了好幾個檔次。然而大家面對廠商們對于同一種技術的不同宣傳可能會有所疑惑，實現(xiàn)的功能都差不多，它們的區(qū)別又在哪里呢?今天就讓我為大家介紹一下15年火了的這些手機技術，讓大家對于這些技術有個更深更透徹的了解，以便大家有的放矢的選擇真正適合自己使用習慣的手機。
聲明：本文資料、圖片來源于網(wǎng)絡，但由于許多技術涉及專利或商業(yè)機密，本文對這類技術僅進行功能上的介紹。
指紋識別
指紋識別其實已經(jīng)不是什么新技術了，早在2011年的Moto Atrix 4G上就已經(jīng)有所應用，但由于當時技術以及成本的限制，這項技術并沒有大幅被應用。其真正的推廣者可以算是13年iPhone 5s，自該機加入了Touch ID后，越來越多的手機廠商開始為自家的機型裝配該功能。而15年更是指紋識別功能爆發(fā)發(fā)展之年，從年初的只有旗艦機才擁有該功能，發(fā)展至現(xiàn)在指紋識別幾乎都快成了千元機的標配并繼續(xù)向百元機上發(fā)展。
指紋識別的優(yōu)勢在于可以使手機中的信息更為安全，且同時也可以讓手機解鎖、手機支付等常用功能更為方便、快捷，為用戶帶來前所未有的手機使用體驗，這也是其為何能夠得到如此迅猛發(fā)展的主要原因。而指紋識別又是如何實現(xiàn)的呢?
目前主流的指紋解鎖模塊均采用了按壓或觸摸式的指紋識別方案，而其中蘋果的Touch ID技術采用的是基于電容和無線射頻半導體傳感器，其余安卓機型則基本均采用的是電容式傳感器。而要為大家詳解指紋識別，我們就需要把應用了不同技術的不同指紋識別分開來說。
蘋果Touch ID
蘋果的Touch ID集成在正面的Home鍵中，由激光切割的藍寶石水晶、不銹鋼檢測環(huán)、電容式單點觸摸傳感器(以下簡稱傳感器)及輕觸式開關組成。其中：
藍寶石水晶負責精確聚焦手指并保護傳感器;
不銹鋼檢測環(huán)負責檢測手指、激活傳感器和改善信噪比;
傳感器負責進行指紋信息的記錄與識別;
其中傳感器就是上文提到的基于電容和無線射頻半導體傳感器，其為指紋讀取做了兩層驗證。
1.首先借助電容識別器來識別接觸面的指紋圖像:手指構成電容的一極，傳感器的硅陣列構成電容另一極，通過人體帶有的微電場與電容傳感器間形成微電流，指紋的脊線(指紋凸起部分)、谷線(指紋凹陷部分)與感應器之間的距離形成電容高低差，從而描繪出指紋圖像;
2.其次利用無線射頻技術通過感應組件讀取從真皮層反饋回的信號形成指紋圖像:由Touch ID外側不銹鋼環(huán)發(fā)射一個低頻射頻信號到手指真皮層，由于人體導電的屬性，就可以讀取真皮層的電場分布從而獲得真皮層的精確圖像。
其中第二步可避免手指皮膚的變化(結繭、磨損、臟污)所帶來的識別誤差。
獲得指紋圖像后，Touch ID會對其進行全方位的掃描并于數(shù)據(jù)庫中的指紋進行對比，當新的指紋與數(shù)據(jù)庫樣本匹配成功即完成了解鎖，且新的指紋圖像還可用于加強和完善數(shù)據(jù)庫的樣本信息(也就是我們常說的指紋自學習功能)。
代表機型：
iPhone 6s 16GB 玫瑰金 全網(wǎng)通 京東商城 售價4988元 >>購買鏈接
iPhone 6s：蘋果A9 | 2GB RAM | 前500萬、后1200萬像素 | 4.7吋1334 x 750分辨率 | 1715mAh | iOS
U-Touch
U-Touch是ZUK Z1手機Home鍵上所包含功能的統(tǒng)稱：包括指紋識別、輕觸返回上一級、左右滑動切換應用、按下回到桌面、按下兩次進入多任務菜單。
其指紋識別芯片采用的是瑞典Fingerprint Cards公司的1150芯片，支持接觸指紋解鎖及指紋支付，并同樣帶有自學習功能。其指紋識別及識別手指滑動動作原理為獨家專利，具體實現(xiàn)方式目前無從得知。
代表機型：
ZUK Z1 64GB 全網(wǎng)通 京東商城 售價1799元 >>購買鏈接
ZUK Z1：驍龍801 | 3+64GB | 5.5吋1080p | 前800萬、后1300萬像素 | 4100mAh | Android 5.1
mTouch
魅族自M8開始就在自家手機上應用了實體Home鍵，而在使用了一段時間的小圓點虛擬Home鍵后，為了更好的指紋識別和按鍵體驗，魅族采用了mBack鍵。mBack鍵在功能上支持指紋識別、輕觸返回、點按返回主界面、長按進入語音助手功能。
而其硬件設計方面可以直觀的理解為一個金屬片及一個微動開關。原理方面同樣由于保密原因目前無法得知。
代表機型：
魅族 PRO 5 32GB 移動聯(lián)通雙4G 京東商城 售價2799元 >>購買鏈接
魅族 PRO 5：Exynos 7420 | 3+32GB | 5.7吋1080p | 前500萬、后2100萬像素 | 3050mAh | Flyme 5.0
其他
其他廠商的指紋識別模塊則大同小異，均采用了電容式傳感器。
▲電容式傳感器原理：通過皮膚和屏幕的接觸，識別指紋的紋路來記錄和驗證指紋。
金屬機身
金屬機身也是今年類似于指紋識別一樣爆火的技術，其直接增強了手機的耐用性，且由于金屬材質獨特的質感，也使手機擁有了更好的握感體驗。然而隨著不同廠商對于材料選取以及加工方式的不同，金屬機身也會因此有所差異。今天我就幾個廠商制造金屬機身時常見的工藝為大家進行介紹。
壓鑄(高壓鑄造 Die Casting)
該方法是在高壓作用下，使液態(tài)或半液態(tài)金屬以較高的速度充填模具腔，并在壓力下成型和凝固的加工方式，因其產(chǎn)品無法進行陽極氧化工藝，大多采用噴涂處理。
優(yōu)點：能夠快速成型，生產(chǎn)效率極高，產(chǎn)品致密性好、硬度高，表面光潔性好，適合生產(chǎn)厚度較薄的產(chǎn)品;
缺點：高壓空氣充型易在內部形成氣孔，不可進行熱處理及大量后期加工(避免內部氣泡受熱膨脹導致產(chǎn)品形成鼓包或開裂以及避免穿透表面致密層露出氣孔)，且為了使液態(tài)金屬更易充滿模具而增加金屬流動性加入的硅，會導致產(chǎn)品在著色后失去一部分金屬質感并顯得像塑料;
代表機型：
魅族 魅藍metal 16GB 移動聯(lián)通雙4G 京東商城 售價999元 >>購買鏈接
魅藍metal：Helio X10 | 2+16/32GB | 5.5吋1080p | 前500萬、后1300萬像素 | 3140mAh | Flyme 5.1
鍛壓(壓力鍛造 Press Forging)
該方法是易慢速的壓力，使金屬塊在模具內擠壓成型的加工方式。后期進行CNC、納米成型及陽極氧化表面處理。
優(yōu)點：使產(chǎn)品內部更為緊密、韌性大大增強，顯著提高機械性能，減少后期CNC時間;
缺點：模具、鍛造過程成本高，加工工時長;
代表機型：
OPPO R7 Plus 金色 移動4G版 京東商城 售價2899元 >>購買鏈接
OPPO R7 Plus：驍龍615 | 3+32GB | 6吋1080p | 前800萬、后1300萬像素 | 4100mAh | Color OS 2.1 by Android 5.1
沖壓(Punching)
該方法是一種金屬冷處理加工方法，借助沖壓設備的動力，使金屬在模具內直接受力成型的一種加工方式。
優(yōu)點：節(jié)省成本，不需要會經(jīng)過納米注塑，打磨后可直接進行陽極氧化工藝，量產(chǎn)速度快;
缺點：上下兩端須塑料拼接，無法制造復雜內部結構;
代表機型：
小米 紅米Note3 雙網(wǎng)通版 京東商城 售價899元 >>購買鏈接
小米 紅米Note3：Helio X10 | 2+16GB | 5.5吋1080p | 前500萬、后1300萬像素 | 4000mAh | MIUI 7
CNC(數(shù)控機床)
該方法是通過程序控制自動化機床，使機床執(zhí)行程序規(guī)定的銑削等動作，將一塊金屬精密加工成產(chǎn)品。為了在之后獲得更好的外觀品質，一般還將后續(xù)進行陽極氧化工藝、噴砂、拋光等表面處理。
優(yōu)點：生產(chǎn)線固定，適用于新品研制及改型，多品種、小批量情況下生產(chǎn)效率高，可進行復雜加工甚至加工無法觀測的部位，加工質量穩(wěn)定、精度高;
缺點：設備購買、保養(yǎng)費用昂貴，要求維修養(yǎng)護人員有較高專業(yè)素質;
代表機型：
iPhone 6 16GB 全網(wǎng)通 京東商城 售價4288元 >>購買鏈接
iPhone 6：蘋果A8 | 1GB RAM | 4.7吋1334 x 750分辨率 | 前120萬、后800萬像素 | 1810mAh | iOS
陽極氧化(鋁陽極氧化工藝)
該方法是通過將產(chǎn)品至于電解液陽極，對產(chǎn)品進行電解，使產(chǎn)品除油除銹、生成致密氧化膜，提高產(chǎn)品抗蝕性的一種表面處理方式。
優(yōu)點：金屬質感好，耐刮傷，產(chǎn)品比重低、硬度高，耐污性好，色彩均勻不褪色;
缺點：耗水、耗電量大，對環(huán)境污染大;
快速充電技術
隨著手機硬件配置及性能的逐步提高，手機的功耗也在逐漸增加，使手機的續(xù)航時間嚴重縮短。而在電池技術發(fā)展跟不上功耗增長的今天，眾多廠商選擇了為手機增加支持快速充電技術，通過減少充電時間的方式來變相提高手機的續(xù)航能力。而目前主流的快充技術原理則包括高電流低電壓、高電壓的電流以及高電壓低電流這三種。
高電流低電壓 代表：OPPO VOOC技術
VOOC閃充是全球先進個量產(chǎn)商用的快充方案，采用高電流低電壓充電方案，使用5V電壓和5A超高電流對電池進行充電，將最快充電速度提升四倍以上。
其原理是使用MCU單片微型計算機來取代傳統(tǒng)充電電路中的降壓電路。智能的MCU管理芯片可以自動識別當前充電設備是否支持VOOC閃充。如果支持，將會分段橫流的實現(xiàn)階段性電流的輸出;如果檢測到不支持，會自動使用穩(wěn)定充電電流實現(xiàn)慢速充電。
值得注意的是，該方案會在快速充電30分鐘后放慢充電速度，進入涓流充電階段來防止電池過沖及發(fā)熱。
優(yōu)點：充電效率高、速度快，安全性高;
缺點：適配器體型較大，需使用專用適配器及充電線;
代表機型：
OPPO R7s 移動4G手機 雙卡雙待 京東商城 售價2499元 >>購買鏈接
OPPO R7s：驍龍615 | 4+32GB | 5.5吋1080p | 前800萬、后1300萬像素 | 3070mAh | Color OS 2.1 by Android 5.1
高電壓低電流 代表：高通Quick Charge
Quick Charge(快速充電)技術原屬于Summit Microelectronics，該公司在2012年07月時被美國高通收購，所以這一功能從高通驍龍800開始就成為高通芯片組標配的核心技術之一。
其原理在最初的Quick Charge v1.0采用了switching charger模式，在5V/1A模式下，給電池充電的電流實際高于輸入電流，減少了電路的功率損耗，也就縮短了充電時間。與傳統(tǒng)USB充電技術相比，充電速度提升40%。
高通Quick Charge 2.0則在Quick Charge 1.0的基礎上采取了新的規(guī)范，可以分別輸出5V/9V/12V/24V的電壓，其中12V/24V輸出目前暫未開放。而現(xiàn)今手機上的應用最高可以達到9V的充電電壓，并可向5V進行兼容。
在充電過程中，充電器與手機通過USB接口中間兩線(D+、D-)上加載電壓來進行通訊，如果手機支持QC1.0快充，會由芯片控制提高電壓，而如果支持QC2.0快充，電路會再判斷一次電源是否支持Quick Charge2.0，如果電源支持，手機再請求電源適配器提供更高的電壓。
優(yōu)點：技術兼容性及繼承性好，不需要專用充電線，不支持快充仍可按普通模式充電;
缺點：速度比高電流方式較慢，硬件需通過高通認證;
代表機型：
小米4c 高配版 全網(wǎng)通 京東商城 售價1499元 >>購買鏈接
小米4c：驍龍808 | 2+16GB | 5吋1080p | 前500萬、后1300萬像素 | 3080mAh | MIUI 6 by Android 5.1
高電壓低電流 代表：MTK Pump Express
MTK自有的快充方案Pump Express簡稱PE，采用了和高通QC快充同樣的高電壓低電流方式，均會在充電時在手機與充電器間進行通訊，而區(qū)別在于其通訊協(xié)議的不同，MTK的PE技術是通過手機與充電器間有規(guī)律的VBUS電流脈沖來實現(xiàn)的。
PE技術目前最高電壓同樣支持9V，但其與QC技術的區(qū)別在于在9V與5V之間，PE技術還提供了7V的輸出。
而MTK在今年7月份已經(jīng)推出了PE+(Pump Express Plus)技術，已經(jīng)可以提供24W(12V)甚至更高功率的輸出，與之前的PE技術分別應用于高容量與低容量電池中。
代表機型：
魅族 MX5 16GB 移動聯(lián)通雙4G 京東商城 售價1699元 >>購買鏈接
魅族 MX5： Helio X10 Turbo | 3+16/32GB | 5.5吋1080p | 前500萬、后2070萬像素 | 3150mAh | Flyme 4.5 by Android 5.0
Type-C接口
說完了快充，我們來聊聊另一項跟手機USB接口有關的技術——USB Type-C。在Micro-USB接口高度普及與被用戶普遍應用的前提下， 為什么不少手機廠商都在嘗試采用全新的接口制式呢?要知道此舉在目前看來可有點費力不討好的嫌疑，畢竟不排除許多用戶可能會因為這個不與眾不同的制式而放棄購買。那么除了我們所熟知的正反兩面隨便插之外，Type-C接口還有什么優(yōu)勢可以讓它成為有可能代替Micro-USB接口成為下一代主流接口制式呢?一起來看一看。
正反兩面插
原理：DFP (Downstream Facing Port)是主，UFP (Upstream Facing Port)為從。除了DFP、UFP，還有個DRP (Dual Role port)，DRP可以做DFP也可以做UFP。當DPR接到UFP，DRP轉化為DFP。當DRP接到DFP，DRP轉化為UFP。兩個DRP接在一起，這時就是任意一方為DFP，另一方為UFP。
該設計終結了長期以來USB插來插去的缺陷，節(jié)省了人們大量的時間，假設換一次方向2秒，按全球10億人每天插拔一次USB，50%概率插錯，共耗時277000多小時，約為31年，而使用Type-C節(jié)省的時間長久積累下來將是難以估量的。而且傳統(tǒng)USB插錯多多少少會對硬件造成磨損等損耗，減少其使用壽命，而Type-C的出現(xiàn)也大大減小了這個問題帶來的后果。
快速
數(shù)據(jù)：USB Type-C端口的理論傳輸速度最高可達10Gbps，相比傳統(tǒng)USB接口的極限傳輸速度5Gbps提升了一倍;
充電：現(xiàn)行USB接口的最高輸出電壓為5V，USB Type-C最高可支持20V/5A的電路規(guī)格，但需要注意的是，支持到20V/5A需要USB PD，而這需要單獨的PD芯片才能實現(xiàn)。
此外，Type-C在擴展性上也更勝一籌，其影音傳輸方面最高可支持傳輸4K顯示畫面，而目前的USB 3.0只停留在1080p等級上，還有其雙向性也是一大亮點，不過這類應用更多的是存在于計算機層面了，在此不再贅述，手機要發(fā)展到應用這些特點的程度可能還需要一定的時間。
代表機型：
樂 1s 32GB 金色 移動聯(lián)通雙4G 京東商城 售價1099元 >>購買鏈接
樂視 樂 1s：MTK Helio X10T | 3+16/32GB | 5.5吋1080p | 前500萬、后1300萬像素 | 3000mAh | EUI 5.5
2.5D屏幕
自14年底開始有旗艦機型搭載2.5D屏幕上市，2015年中2.5D屏可謂風靡大江南北，市面上的很多機型都采用了這個設計。
根據(jù)百度百科的說法，2.5D屏幕并非是一種屏幕玻璃材質，而是從形狀、工藝上命名的一種玻璃。2.5D玻璃中間部分與一般的2D屏幕玻璃都呈一個平面，但與之不同的是它的邊緣呈一定的弧度，使邊緣看起來有水滴狀般的效果。
優(yōu)點：2.5D屏幕的優(yōu)點可以分為視覺和觸覺兩個方面來說：
1、視覺：一般來說手機邊框是高于屏幕本身的，盡管這樣的屏幕有時采用了窄邊框來強化了視覺效果，但是屏幕仍舊有一種“陷下去”的感覺。而采用了2.5D玻璃以后，玻璃高于邊框，這樣屏幕的立體感就強一些，使手機表面外觀就如同盈而不溢的水滴，更具視覺張力。
2、觸覺：2.5D屏的弧面造型更加符合人體工程學原理，因為在實際使用中，單手握持并以大拇指來滑動屏幕的操作方式出現(xiàn)幾率很高，而當使用者采用這種姿勢時，大拇指的滑動并非平面而是一個弧形，周邊的弧面過渡消除了邊緣生硬的棱角，大幅度提升了滑動屏幕的手感。
缺點：首先是2.5D屏幕相比傳統(tǒng)的2D屏幕在加工工藝上相對復雜，良品率會有所下降，而成本會有所提升。其次就是在加工打磨時，會一定程度上的損耗屏幕的硬度。最后就是在實際使用中，弧形且突出手機平面的2.5D屏幕跌落時屏幕接觸地面的幾率會更高。
3D Touch/壓力屏
說到屏幕，就不得不提到一個15年手機屏幕上新出現(xiàn)的功能——壓力觸控屏幕。蘋果方面有iPhone 6s，安卓陣營有中興 AXON 天機 mini 壓力屏版和華為 Mate S。作為一種新興的人機交互方式，壓力觸控屏幕的加入令智能手機的操作開啟了一個新的紀元，將操作直接由二維升級程三維，不過該功能目前在使用層面上還十分依賴應用，相信隨著該技術的發(fā)展這種情況會逐漸改觀。
3D Touch
其內部原理可以理解為：當屏幕被施加壓力時，感應層與驅動層之間的電容改變且其改變量與變形量單調相關，由此就可測出施加在屏幕上的壓力。
代表機型：
iPhone 6s 16GB 玫瑰金 全網(wǎng)通 京東商城 售價4988元 >>購買鏈接
iPhone 6s：蘋果A9 | 2GB RAM | 前500萬、后1200萬像素 | 4.7吋1334 x 750分辨率 | 1715mAh | iOS
壓力屏
安卓陣營的壓力屏技術原理我們目前還不能詳細得知，不過相信其中很大一部分來源于美國Synaptics公司的ClearForce技術。但其原理是依據(jù)電容屏電容變化還是其他方式尚不明確。
代表機型：
中興 AXON 天機 mini 壓力屏版 華爾金 全網(wǎng)通 京東商城 售價2699元 >>購買鏈接
中興 AXON 天機 mini 壓力屏版：驍龍615 | 3+32GB | 5.2吋1080p | 前800萬、后1300萬像素 | 2800mAh | MiFavor UI 3.2 by Android 5.1
對焦技術
相位對焦、自動對焦、紅外對焦、激光對焦等等， 15年出現(xiàn)在手機上的攝像技術已經(jīng)越來越先進，而且各大廠商也在進行不斷的改進和嘗試、創(chuàng)新。那么這些專業(yè)的詞匯是否已經(jīng)讓你不明所以了呢?同樣是加快對焦速度，這些不同的對焦方式之間又有什么區(qū)別呢?讓我們分別來看一下。
在此之前，我們先來明確一下什么是對焦。對焦的過程就是通過移動鏡片來使對焦區(qū)域的圖像達到最清晰的過程。圖像的清晰度最好的時候，是對比度最大的時候同時也是像差最小的時候。
而我們手機常用的普通對焦方式是反差對焦，是通過找對焦區(qū)域對比度最大的點作為對焦準確的點。
但是不同對焦區(qū)域的對比度的大小并不是固定的，系統(tǒng)也不知道對比度什么時候最大，所以需要來回去移動鏡片來尋找。因此我們會發(fā)現(xiàn)，使用反差對焦對焦時，取景器有一個來回變焦的過程。而其明顯的缺點就是在拍攝移動物體時候需要多次變焦或對不上焦，而對于純色物體，系統(tǒng)也會因無法找出對比度何時最大而失敗。
相位檢測自動對焦(PDAF)
剛才我們說了，反差對焦就是通過找對焦區(qū)域對比度最大的點作為對焦準確的點，而相位對焦則是找對焦區(qū)域相差最小的點作為對焦準確的點。而被拍攝物體的某一個點會從各個方向發(fā)出光線通過鏡片成像到傳感器上，當不同方向的光線成像落到傳感器的同一個位置的時候，稱之為像差最小。
如圖所示，紫色是物體的一個點，黃色是傳感器即成像面，1號藍色鏡片離傳感器太遠，上下兩條光線所成的像沒有重合;2號藍色鏡片和傳感器的距離合適，上下兩條光線所成的像重合了沒有像差，所以對焦成功;3、4號藍色鏡片離傳感器的距離太近了，上下兩條光線所成的像沒有重合，但是和1號不同的是像差的方向是不一樣的。
而相位對焦就是通過額外的裝置或者特殊的像素點(圖中用紅色和綠色表示)判斷成像相差的情況，以此來確定鏡片如何移動，減少鏡片的無謂移動，從而縮短對焦時間。
代表機型：
三星 Galaxy Note 5 32GB 全網(wǎng)通4G 京東商城 售價5388元 >>購買鏈接
三星Galaxy Note 5：Exynos 7420 | 4+32GB | 5.7吋2K分辨率 | 前500萬、后1600萬像素 | 3000mAh | Android 5.1
激光/紅外對焦
激光、紅外對焦其實在原理上屬于同一種對焦方式，其對焦速度中等，成像成功率高，且在弱光或純色環(huán)境下適應性強。
原理：基本原理就是一個激光測距儀，利用紅外激光集中、不易擴散的特性，通過記錄紅外線從設備發(fā)射到經(jīng)過被拍攝物體反射最后回到設備的時間差來計算設備到被拍攝物體的距離，從而實現(xiàn)精準的對焦。
值得注意的是，激光/紅外對焦使用的是紅外波長的光，屬于不可見光的一種，對于人體沒有任何危害。
代表機型：
一加2 64GB 移動聯(lián)通雙4G 京東商城 售價2399元 >>購買鏈接
一加2：驍龍810 | 4+64GB | 5.5吋1080p | 前500萬、后1300萬像素 | 3300mAh | H2OS by Android 5.1.1
總結
上述這些基本就是在2015年得以飛速發(fā)展以及普及的一些智能手機上的技術，其實從15年開始，中國的智能手機市場就已經(jīng)趨于飽和了，手機真正更新?lián)Q代的速度開始減慢，而各廠商為了手機擁有更好的體驗，對于手機軟件及硬件的優(yōu)化卻一直沒有停止，這也是為何上述的這些技術會有如此長足的發(fā)展或是大范圍的普及。當然，隨著科技的發(fā)展，越來越多的科技技術會逐漸融入到我們手中的智能手機中，讓手機變得更為全面且易用，至于今年手機上又會出現(xiàn)什么全新的技術與功能，讓我們一起拭目以待吧?！?br/>
*注：本文資料、圖片來源于網(wǎng)絡，但由于許多技術涉及專利或商業(yè)機密，本文對這類技術僅進行功能上的介紹。<
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