你们最近刷到这张 " 苹果变老脱发 " 的图片了吗？从留着 " 锅盖头 " 的 iPhone 8，到传闻的 " 光头 "iPhone 18，这 " 逐渐减少的发量 "，仿佛见证了一个青年步入中年的历程，然而其背后却藏着苹果 Face ID 传感器技术的一场持久战：每一次 " 刘海 " 的缩小或形态改变，都是传感器集成效率、红外传输能力与显示兼容性突破的结果，而最终目标，是实现前设计主管乔尼・艾维设想的 " 单块玻璃 " 无缝设计，也就是让 Face ID 彻底隐形。

一

Face ID 的诞生：让人又爱又恨的 " 刘海 "

2017 年 iPhone X 发布那会儿，好多人被 " 看一眼就能解锁手机 " 的 Face ID 惊到了，但也有人吐槽那个 " 刘海 " 太碍眼，占了屏幕顶端一大块地方。殊不知这 " 刘海 " 里藏着当时消费电子领域最复杂的小型传感器系统，也就是 TrueDepth 摄像头，它正是 Face ID 的技术核心，也是 " 刘海 " 存在的根本原因。

TrueDepth 摄像头有三个关键部分：一个红外点投影仪，能往你脸上打三万多个看不见的红外点；一个红外摄像头，专门拍这些点的变形，这样就能画出你脸的 3D 模型；还有个泛光照明器，黑夜里也能发射红外光，让红外摄像头看得清楚。

这套系统比当时安卓手机常用的 2D 面部识别靠谱得多，毕竟 2D 只是拍张平面照片，说不定拿张照片就能骗过去了，而 3D 得有真实的面部轮廓才行。随着用 Face ID 解锁的人越来越多，苹果越发笃定要把这个功能延续下去，还得想办法让 " 刘海 " 变得更顺眼。

二

" 刘海 " 是怎么一点点缩小的？

苹果用户对 " 全屏体验 " 的期待，倒逼传感器技术向 " 更小体积、更高集成度 " 演进，而每一代 iPhone 的 " 刘海 " 变化，都是这场演进的直观体现。

iPhone 13：" 刘海 " 第一次变小了

2021 年的 iPhone 13 系列，" 刘海 " 体积比前代缩小 20%。这并非单纯设计调整，核心是传感器技术优化：

一是点阵投射器芯片面积从 iPhone 12 的 0.99mm² 缩减至 0.46mm²，减少 53%，还集成了此前独立封装的泛光灯，且泛光灯芯片面积也减少 48%，二者合二为一省出大量空间；

二是听筒从屏幕中间移到边框，进一步精简刘海区域开孔；

三是 TrueDepth 系统元件排列优化，iPhone X 时代的四元件（红外摄像头、泛光照明器等）精简为三元件，布局更紧凑。

图 | iPhone 13 Pro Max 的 FaceID 模组

此外，红外摄像头与点阵投射器的基线从 27 毫米缩短至 6 毫米，虽精度挑战升级，但依托 SoC 算力提升，仍维持原解锁体验。

这些硬件集成、位置调整与算力支撑，让刘海变小的同时，Face ID 功能不受影响，也让 " 无刘海 " 有了技术方向。虽然只是小幅度缩小，可至少让大家看到，让 " 刘海 " 消失不是不可能！

把 " 刘海 " 变成好玩儿的东西

2022 年 iPhone 14 Pro 出来的时候，那个动态岛设计火了。它没把 " 刘海 " 彻底去掉，而是把传感器所在的区域（就是那个药丸形状和单独的相机孔）和手机界面互动结合起来了。比如放音乐的时候，动态岛会显示进度条；来通知了，它会弹个提示；用地图导航，还能显示路况。

看得出来，苹果为了优化体验没少花心思。既然传感器现在还不能完全藏起来，那就让它变得有用又好玩儿呗。这一变动的背后是传感器布局的优化和技术的升级：核心零件不仅都集中到药丸区域里，而且还变得更小了。

当时好多人都觉得这个设计特别有意思，连安卓手机厂商后来都学着做类似的功能。

三

怎么才能把 Face ID 藏屏下？

动态岛终究是过渡办法，苹果真正想的是把 Face ID 完全藏到屏幕下面，实现真正的全屏。但这里有个大难题：Face ID 用的红外光，很难穿过普通的 OLED 屏幕。屏幕里的像素、电线这些都会挡着或者散射红外光，这样 3D 面部识别就不准了。

2024 年前后，苹果获得的一项新专利，揭示了其解决红外传输问题的关键思路。专利文档显示，苹果提出了三种核心技术方案。

子像素选择性移除：在显示屏特定区域（对应 Face ID 传感器的位置），去除单个红色、绿色或蓝色子像素，形成微小的 " 红外通道 "；同时让相邻的子像素补偿缺失的色彩，确保显示质量不受影响，比如移除绿色子像素后，周围的绿色子像素会略微调整亮度，避免出现明显的色彩断层。

布线与触摸网修改：在红外通道区域，移除原本会阻挡红外光的金属布线，并调整触摸感应网的结构，减少对红外光的散射；同时优化水平和垂直控制线的布局，创建连续的 " 开放区域 "，进一步提升红外光的透射率。

HCSEL 激光技术基础：这项方案建立在苹果此前对 HCSEL（水平腔面发射激光器）技术的研究之上，通过优化红外点投影仪的激光发射方式，增强红外光的穿透能力，即使穿过显示层后，仍能保持足够的强度和精度。

这些办法的核心就是在保证屏幕好看和 Face ID 好用之间找平衡，不用让红外光 100% 穿过去，只要能保证那三万多个红外点能准确拍到脸就行。

有了专利技术，还得有工厂能做出来。把 Face ID 传感器塞到屏幕下面，对供应链来说特别难。听说苹果要求供应商把红外发射器和接收器直接装到 OLED 屏幕的背光层里，但这里有两个大问题：一是散热，屏幕工作的时候会发热，可能影响传感器；二是组装精度要求特别高，红外点投影仪的角度误差得特别小，不然 3D 地图就不准了。

为了这些问题，苹果也琢磨过要不要换别的生物识别技术，但最后还是决定继续做 Face ID，毕竟大家用习惯了，而且它也够安全。直到现在，供应链还在优化生产工艺，这也是为什么屏下 Face ID 还没那么快普及的原因。

四

整个行业都跟着苹果 " 卷 "

Face ID 的进化不仅是苹果的独角戏，也深刻影响了整个智能手机行业的面部识别技术路线，同时也让供应链和竞争对手都得跟着 " 跑 "。

在 Face ID 出来之前，安卓手机的面部识别大多是 2D 的，特别容易被照片骗过去。苹果的 3D 面部识别成功后，三星、华为这些高端安卓机型也开始做 3D 识别了。比如三星 Galaxy S10 用了 " 超声波指纹 +3D 面部识别 "，华为 Mate 30 Pro 也加了结构光 3D 识别。但这些要么在安全性上不如 Face ID，要么就是传感器占的地方更大，" 刘海 " 或者打孔更明显。

中低端的安卓手机因为成本问题，还是用 2D 识别多，所以现在行业里就形成了 " 高端机用 3D，中端机用 2D" 的情况，苹果算是用 Face ID 定义了高端手机生物识别的安全标准。

苹果并非唯一追求 " 屏下生物识别 " 的厂商，小米、三星等也长期研发屏下摄像头与屏下面部识别技术，但普遍面临 " 图像质量 " 与 " 识别精度 " 的两难。以小米为例，其早期屏下摄像头机型为了让光线穿透显示屏，不得不降低对应区域的像素密度，导致拍照时出现 " 局部模糊 "；屏下面部识别的成功率也不高，比 Face ID 差不少。

相比之下，苹果凭借在传感器技术（TrueDepth）和显示技术（OLED）上的积累，在屏下 Face ID 的研发中占据优势。其专利方案中 " 子像素补偿 " 设计，能最大限度减少对显示质量的影响，这也是其他厂商短期内很难学来的。

五

Face ID 好用，但也出过小插曲

Face ID 在进化过程中，不光有技术突破，也因为安全、公平这些问题出过一些小状况，这些状况反过来也推动了技术优化，让苹果明白仅仅是 " 创新 " 是不够的。

戴口罩的麻烦

有段时间，大家出门都得戴口罩，Face ID 因此遭遇了首次大规模 " 使用危机 " ——用户佩戴口罩时，面部下半部分被遮挡，3D 识别无法完成。初期，大量 iPhone 用户不得不暂时改用密码解锁，引发不满。

苹果迅速响应，在 iOS 15.4 版本中推出 " 戴口罩的 Face ID" 功能：通过优化算法，让 Face ID 专注于用户的上半张脸（尤其是眼睛区域）进行识别。虽然这一功能的安全性略低于全脸识别（错误率略有上升），但极大提升了实用性，也体现了苹果对用户需求的快速反馈。

安全漏洞

Face ID 也不是完全没漏洞，研究人员曾经用高质量的 3D 打印人脸模型成功骗过早期的 Face ID；还有人担心存面部数据的数据库不安全，万一泄露了怎么办。

苹果后来就通过软件更新，加强了 " 活体检测 "，比如看看面部肌肉动不动，还把 Face ID 的数据加密存在手机的 " 安全隔区 " 里，就算手机被破解，数据也拿不出来。

公平性争议

2019 年前后，多项研究指出 Face ID 存在 " 种族和性别偏见 " ——对深肤色人群和女性的识别错误率，远高于浅肤色男性。这一问题源于算法训练数据的不平衡：早期 Face ID 的训练数据中，浅肤色男性样本占比过高，导致算法对其他人群的面部特征识别不够精准。

苹果随后扩充了训练数据集，加入更多不同种族、性别的样本，并优化算法模型，逐步降低了错误识别率。这一插曲也让行业意识到，生物识别技术不仅要追求 " 技术先进 "，更要摆脱偏见，" 看见 " 所有用户。

六

离无 " 刘海 " 的全屏越来越近了

据传闻，苹果的屏下 Face ID 计划已进入 " 最后阶段 "：2026 年推出的 iPhone 18，可能采用 " 打孔屏 " 设计，Face ID 的核心传感器移至显示屏下方，仅保留一个小型前置摄像头打孔；到 2027 年的 iPhone 19，有可能实现 " 全屏无打孔 "，前置摄像头与 Face ID 完全嵌入显示屏，乔尼・艾维的 " 单块玻璃 " 愿景终于落地。

从 iPhone X 的宽大刘海，到未来可能的全屏，Face ID 的进化其实就是传感器 " 隐身 " 的过程：通过技术进步，把需要占地方的安全组件一点点藏起来，最后实现功能和体验的完美融合。到那时候，我们可能就忘了曾经有过 " 刘海 "。

当未来的 iPhone 彻底告别 " 刘海 " 时，我们或许会想起那张 " 发际线后移 " 的梗图，它不仅是用户对设计的调侃，更是技术进步的幽默注脚：每一次 " 发量 " 的减少，都是科技向 " 无感体验 " 迈进的一步。而 Face ID，这个曾经因 " 刘海 " 引发争议的功能，终将以 " 隐形 " 的方式，成为 iPhone 最核心的安全基石。