CẢM BIẾN VÂN TAY DƯỚI MÀN HÌNH HOẠT ĐỘNG NHƯ THẾ NÀO?

   Quét vân tay trong màn hình giống như ma thuật vậy. Bạn chạm vào màn hình, nó đọc vân tay của bạn, và rồi ngay lập tức mở khoá điện thoại. Hãy cùng tìm hiểu về công nghệ đằng sau ma thuật đó.

Từ biệt công nghệ quét vân tay vật lý

   Quét vân tay, giống như các hình thức nhận dạng sinh trắc học khác, không phải là điều mới mẻ trên các thiết bị điện toán. Dù cảm biến vân tay đã xuất hiện trên các laptop từ hàng thập kỷ qua, phải đến năm 2004, chiếc điện thoại di động đầu tiên có cảm biến này mới ra mắt - Pantech GI100. Sang thời đại smartphone, cảm biến vân tay trở nên vô cùng phổ biến vì nhu cầu bảo vệ dữ liệu của người dùng tăng cao.

   Năm 2013, iPhone 5S của Apple trở thành mẫu điện thoại di động lớn đầu tiên tại thị trường Mỹ sở hữu cảm biến vân tay tích hợp trong nút Home (Touch ID). Dù hiện nay, Apple đã thay thế Touch ID bằng công nghệ nhận dạng khuôn mặt Face ID, cảm biến vân tay đã trở thành một tiêu chuẩn trên mọi mẫu smartphone và chủ yếu được đặt ở mặt lưng hay bên hông của các thiết bị.

   Trong vài năm trở lại đây, các nhà sản xuất điện thoại khác cũng dần loại bỏ cảm biến vân tay vật lý. Giống như Apple, một số hãng từ biệt hoàn toàn giải pháp bảo mật bằng xác thực vân tay, nhưng số khác chọn thay thế cảm biến vật lý bằng một cảm biến ẩn bên trong màn hình. Phương thức mới này cho phép bạn mở khoá điện thoại bằng cách đặt ngón tay lên một khu vực nhất định của màn hình điện thoại.

Quá trình quét vân tay trong màn hình

   Nhìn chung, quá trình quét vân tay là như nhau, dù cho đó là cảm biến vật lý hay cảm biến trong màn hình.

   Thông thường, một phần nhất định của màn hình sẽ chứa một vùng quét vân tay bên dưới. Khi bạn đặt ngón tay lên vùng quét, nó sẽ chụp lại vân tay của bạn bằng một camera hoặc một cảm biến. Sau đó, nó sẽ đối chiếu ảnh chụp với dữ liệu sinh trắc học lưu trên điện thoại của bạn. Nếu khớp, điện thoại sẽ ngay lập tức mở khoá.

   Một trong những vấn đề lớn nhất đối với cảm biến vân tay trong màn hình là khu vực quét tương đối nhỏ. Nó thường là một hộp nhỏ nằm ở phần dưới của màn hình. Các nhà sản xuất điện thoại thường tích hợp vào phần mềm máy một chỉ dẫn để cho bạn biết nên đặt ngón tay ở vị trí nào. Hướng dẫn này sẽ xuất hiện khi màn hình bật sáng hoặc luôn hiện hữu nếu thiết bị của bạn hỗ trợ màn hình luôn sáng (always-on display).

   Quá trình quét có thể tức thời hoặc rất chậm. Nguyên nhân của điều này xuất phát từ những khác biệt lớn giữa hai công nghệ quét hiện nay.

Quang học và Siêu âm

   Có hai loại cảm biến vân tay trong màn hình chính: quang học và siêu âm.

   Cảm biến quang học sẽ chiếu một luồng sáng vào ngón tay của bạn (thể hiện trên màn hình dưới dạng một hoạt cảnh). Sau đó nó sẽ chụp ảnh vân tay đã được chiếu sáng bằng một camera bên dưới màn hình và đối chiếu để xem vân tay này đã được đăng ký hay chưa. Nếu có, điện thoại sẽ mở khoá.

   Nhiều người cho rằng cảm biến quang học kém bảo mật hơn cảm biến siêu âm bởi nó sử dụng một camera đơn giản để chụp ảnh vân tay. Tuy nhiên, nó lại có tốc độ nhanh hơn đáng kể. Tuỳ thuộc vào khả năng tối ưu hoá phần mềm cả nhà sản xuất, nó có thể nhanh ngang ngửa loại cảm biến vân tay vật lý tốt nhất trên thị trường. Cảm biến vân tay quang học hiện diện trên các điện thoại của OnePlus và nhiều thiết bị tầm trung khác.

   Cảm biến siêu âm thường được cho là tốt hơn trong hai loại công nghệ cảm biến vân tay trong màn hình. Thay vì ánh sáng, chúng sử dụng sóng siêu âm dội lại từ ngón tay của bạn để chụp một ảnh 3D vân tay có độ chính xác cao. Kỹ thuật này tương tự như các máy siêu âm dùng trong y tế vậy.

   Cảm biến siêu âm bảo mật hơn đáng kể so với cảm biến quang học bởi việc làm giả ảnh 3D vân tay là rất khó. Chúng còn ổn định hơn và hoạt động trong nhiều điều kiện phức tạp hơn, như khi tay bạn bị ướt hoặc dính bẩn. Cảm biến vân tay siêu âm có mặt trên các thiết bị cao cấp, như series Galaxy của Samsung.

Hướng đến tương lai

   Cảm biến vân tay trong màn hình là một phần trong kế hoạch lớn hơn của các nhà sản xuất smartphone nhằm giảm thiểu những yếu tố gây..."chướng mắt" cho người dùng trên điện thoại, bao gồm các nút bấm, camera, cảm biến, loa, cổng kết nối, và viền màn hình.

   Cùng với sự trỗi dậy của cảm biến vân tay trong màn hình, các công ty cũng bắt đầu đưa ra ý tưởng về camera trước kiểu pop-up (thò thụt) nhằm tăng tỉ lệ màn hình/thân máy. Đó là chưa kể đến việc các công ty đang dần loại bỏ jack headphone và cạnh tranh khốc liệt trong cuộc đua tạo ra những chiếc tai nghe true wireless của riêng mình.

   Trong tương lai, sẽ có thêm nhiều tính năng nữa được tích hợp vào bên dưới màn hình. Loa dưới màn hình cho phép bạn nghe các cuộc gọi và âm thanh stereo mà không cần các lỗ loa trên thân máy. Camera dưới màn hình thì cho phép bạn chụp ảnh chân dung mà chẳng cần tai thỏ, nốt ruồi, hay các module camera thò thụt.

   Trên thực tế, đã có nhiều điện thoại sở hữu các tính năng nói trên. Vào năm 2019, Meizu trình làng một thiết bị có viền siêu mỏng, không lộ ra các cảm biến, không cổng sạc, và không nút bấm. Nó sử dụng loa dưới màn hình để nghe gọi và phản hồi rung để tái hiện cảm giác khi bấm các nút bấm vật lý. Nó cũng chỉ sử dụng sạc không dây mà thôi!  Cuối năm đó, đến lượt Oppo giới thiệu một chiếc điện thoại với camera selfie dưới màn hình.

   Chúng ta sẽ thấy những thiết kế liền lạc như vậy được mang lên các thiết bị phổ thông trong tương lai. Samsung đã công bố kế hoạch tích hợp công nghệ camera dưới màn hình vào các thiết bị sắp tới. Cũng có tin đồn rằng Apple sẽ loại bỏ cổng sạc của iPhone và tập trung hoàn toàn vào sạc không dây. Công nghệ MagSafe mà họ vừa giới thiệu trên iPhone 12 chắc chắn sẽ đóng một vai trò quan trọng trong kế hoạch này.