Что такое Apple Face ID и как это работает

Компания Apple, с каждым выходом нового iPhone, создает огромный ажиотаж на свою продукцию. И, конечно же, при таком огромном количестве поклонников не обходится и без скептиков, или даже явных критиков любых новых продуктов или технологий компании. Конечно, у компании существует своеобразная манера представлять все в «совершенно новом» и «революционном» виде, описывая каждый новый продукт, но даже несмотря на некоторую раздутость новшеств они часто достойны внимания.

Среди основных претензий, поступающих от миллионов пользователей продукции Apple в последнее время, можно выделить недостаточную креативность и утерю лидерства в сфере инноваций и революционных прорывов. Все они, отчасти, достойны внимания – ведь мы привыкли к тому, что каждый выход нового iPhone (по крайней мере до выхода iPhone 6s) являлся именно чем-то «совершенно новым» и «революционным». Новый корпус, сканер отпечатков пальцев, новая камера, Siri, в конце концов. Но все последние годы эти обновления стали носить все менее выраженный характер. Это связанно, в первую очередь, с некоторым пределом технологий, который хоть и сдвигается, но уже не так активно, как на заре появления iPhone. Также, в компании, стали больше внимания стали уделять разработке различных аксессуаров вроде Air Pods и технологически углубляться в разработке аппаратной и программной составляющей самих продуктов, в том числе iPhone.

Именно такую, долгожданно-революционную технологию, представили на последней презентации 12 сентября – систему распознавания лица Face ID. И, хотя даже на самой презентации скептики получили хороший заряд для критики, когда Крейг Федериги не смог с первого раза разблокировать новый iPhone X через систему распознавания лица Face ID, мы предлагаем разобраться в ней серьезней, так как она безусловно требует больше внимания, чем может показаться на первый взгляд.

В чем суть технологии Face ID? 

Face ID это новая функция iPhone X, позволяющая распознавать лицо своего владельца, тем самым, разблокируя устройство или верифицируя платежи. Основным толчком для ее появления стал вынужденный отказ от сканера отпечатков пальцев Touch ID, решение о котором приняли в Apple при создании новинки. Технология Face ID призвана полностью заменить своего тактильного коллегу, позволяя разблокировать iPhone лишь посмотрев на него.

При всей своей, казалось бы, простоте эта технология сопряжена с множеством сложнейших вычислений, сканирований и расчетов. На аппаратном уровне данная функция реализована с помощью системы камер TrueDepth. В ее состав входят две камеры – одна из них инфракрасная, проектор точек, специальный иллюминатор и несколько сенсоров. Весь этот сложнейший технологический набор работает как одно целое. Первым делом создается так называемая объемная карта вашего лица, чтобы в дальнейшем ваш iPhone X без труда узнавал вас в любое время суток и в любом «амплуа». Кроме разблокировки iPhone вы также можете подтверждать платежи с помощью Face ID.

 iPhone X

После нескольких месяцев слухов, различных утечек информации и смен названия компания Apple наконец-то представила миру, среди прочих новинок, iPhone X. В сердце него работает новейший чип Apple A11 Bionic, который совместно с нейронными сетями Neural Engine способен воплотить технологию Face ID в жизнь. Их задача распознавать лицо владельца в любых условиях освещения, а также полная адаптация к практически любым изменениям лица – волосы (борода или усы), прическа, очки, головные уборы, а также множество других мелких деталей, которые могут появляться и исчезать на лице любого человека.

Именно сочетание такого множества аппаратных компонентов и интеллектуального программного обеспечения позволили новому iPhone X получить возможность распознавать лица в любых условиях, тем самым качественно подкрепляя технологию Face ID.

При активизации функции Face ID в новом iPhone X ваш iPhone будет оставаться все время заблокированным до тех пор, пока вы не посмотрите на него. Как мы опишем дальше, эта система распознавания лиц работает при помощи множества компонентов и анализирует расстояние до лица (а значит его масштаб), его объем (то есть не получится поднести фотографию в реальном размере и разблокировать iPhone), ключевые точки особенностей вашего лица, карта которого составлялась при настройке Face ID. Это лишь основные детали работы технологии распознавания лиц от Apple, но для обычного пользователя все выглядит действительно, как описали в Apple на презентации, «по волшебству» или почти как магия – iPhone узнает вас.

Именно для этого нового шага в эволюции систем безопасности iPhone компании пришлось оставить немного места там, где мог бы быть огромный и бескрайний экран. Стоит отдать должное – компания и так уместила невероятное количество самых современных и креативных технологий лишь на маленьком островке «суши», среди ярких бушующих красок нового OLED-экрана.

Как мы уже упоминали выше, эта часть передней панели заполнена, в первую очередь, системой датчиков, проекторов и камер называемой системой TrueDepth. В нее входят специальный осветитель с заполняющим светом, инфракрасная камера, основная фронтальная камера, датчик приближения, датчик окружающего освещения и проектор, который подсвечивает 30 тысячами невидимых глазом точек ваше лицо, для сопоставления и сканирования. Помимо этих датчиков на передней панели также расположился динамик и микрофон.

 Как работает технология Face ID

В любой момент, когда вы смотрите на свой iPhone X, вся система камер TrueDepth активизируется и способна обнаружить ваше лицо даже в темноте, благодаря заполняющему осветителю. Ваше подсвеченное лицо улавливает инфракрасная камера, вместе с проецированием на него 30000 точек, через специальный проектор. Весь этот полученный объем информации система пропускает через нейронные сети и создает математическую модель вашего лица, сверяя ее с первоначальной. Важно то, что все эти сложные манипуляции никак внешне себя не проявляют – все проекторы, подсветки и камеры работают в инфракрасном спектре, а значит невидимы для человеческого глаза. Более того, все это происходит практически мгновенно.

Этап проверки через нейронную сеть, заключающийся в сопоставлении математической модели вашего лица с первоначально созданной и настроенной, выполняется после сканирования лица камерами. Нейронные сети проверяют соответствует ли полученная модель сохраненной ранее и, если ответ положительны – разблокирует устройство. Весь процесс происходит моментально и не вызывает задержек. В компании Apple утверждают, что в ходе тестирования и создания технологии Face ID они работали с тысячами людей по всему миру и обработали более миллиарда изображений, чтобы понимание особенностей лица нейронными сетями было максимально возможное.

В основе всех сложнейших вычислений лежит новый процессор A11 Bionic neural engine. По своей сути это новый чип компании с A11 Bionic со встроенным нейронным движком, который является чем-то вроде искусственного интеллекта и способен самообучаться. По сути – это специальное аппаратное обеспечение, созданное для работы алгоритмов машинного обучения. В компании сообщают, что программным разработчикам пришлось объединиться с аппаратными инженерами чтобы придумать и создать эту технологию.

Для понимания всей сложности нейронного движка (neural engine) стоит знать, что это отдельная система с двухъядерной архитектурой, которая в состоянии обрабатывать до 600 миллиардов операций в секунду и, соответственно, свободно может распознавать лица в реальном времени. Конечно же, весь этот техпроцесс и алгоритм работы стоило описать только для понимания всей сложности механизмов, заложенных внутрь такой, казалось бы, простой технологии. Со стороны Apple все сделано правильно – весь сложнейший механизм, с множеством датчиков, сканирований, сопоставлений, преобразований, моментальной обработкой результата и выдачей его системе, с последующей разблокировкой устройства, выглядит как веселый и простой способ использования лица, чтобы разблокировать ваш iPhone X. Один из таких ярких примеров работы, когда от пользователя не требуется ничего сложного, кроме как следовать подсказкам на экране, является первоначальная настройка системы распознавания лиц Face ID.

Как настроить Face ID

Вот инструкция как можно будет настроить Face ID если вы пропустите процесс регистрации при первоначальной настройке своего iPhone X:

• Зайдите в «Настройки»
• Выберите «Face ID и Код-пароль» и введите свой пароль
• Нажмите «Записать» под Face ID
• Нажмите «Начать» и следите за инструкциями на экране
• Необходимо будет поместить лицо в рамку
• Вращайте головой так, чтобы можно было правильно отсканировать лицо

При настройке Face ID, по словам Apple, вам просто нужно медленно перемещать голову согласно инструкций, чтобы Face ID смог полностью распознать ваше лицо. Это все, что нужно сделать для начала работы с идентификатором лица в iPhone X. И это необходимо сделать лишь один раз или же каждый раз на новом iPhone X, точно также, как вы настраиваете Touch ID, сканируя отпечаток пальца. Помимо всего прочего Face ID способен будет в дальнейшем узнавать вас с любой прической, в очках или бородой. Поэтому, если вы смените свой имидж или же просто на недельку измените прическу или отрастите бороду, то вам не придется перенастраивать ваш Face ID – он узнает вас даже так, в любое время суток.

Как защищен Face ID

По заявлению компании Apple над тем, чтобы технологию Face ID нельзя было обмануть, они работали особенно тщательно. К данному процессу были привлечены даже профессиональные художники-стилисты в Голливуде, чтобы обучить нейронные сети распознавать попытки обхода этой защиты и грамотно сверять данные. Все ваши данные, которые сканируются в итоге, надежно защищены внутри чипа A11Bionic и все процессы происходят только внутри него, так что их невозможно перехватить.

Более того, Apple заверяет, что никакие биометрические данные не отправляются на сервер и остаются лишь на вашем устройстве в зашифрованном виде. Для работы Face ID требуется ваш взгляд на iPhone, поэтому если вы закроете глаза или будете смотреть в сторону ваш iPhone X не будет разблокирован.

Еще одним доводом в пользу Face ID можно считать исследование, согласно которому выведена вероятность того, что кто-то другой сможет разблокировать ваш iPhone по ошибке – она равна одному шансу на миллион. Это явное улучшение в системе безопасности, так как в том же Touch ID эта цифра составляет один шанс на 50000, что в 20 раз хуже.

Единственным явным предостережением, о котором Apple предупреждает, является наличие у вас близнеца. В таком случае, вам необходимо, помимо биометрических данных, установить пароль на свой iPhone X – только он гарантированно сможет уберечь ваши личные данные.

Какая защита от воровства есть у Face ID

По словам директора по разработке программного обеспечения Крейга Федериги, отвечая на письмо одного из клиентов, который по совместительству тоже является разработчиком программ, в iPhone X есть несколько способов защиты своих данных в этом случае. Во-первых, для разблокировки iPhone X необходимо именно смотреть на устройство, не на выхватывающего его преступника, не по сторонам, а именно на iPhone – иначе он не разблокируется и в таком состоянии он становится совершенно непривлекательным для преступников. Второй же вариант, если по каким-то причинам вы опасаетесь использовать Face ID в определенный момент времени, то вы можете сжать кнопки с обоих боков устройства и технология Face ID временно отключится. То есть для его разблокировки потребуется вводить только пароль.

Что еще необходимо знать о Face ID

Как вы знаете, компании Apple свойственно все упрощать для пользователя, делать интуитивно понятным, легким и даже, иногда, забавным. Производитель старается скрыть от владельца все сложные процессы, происходящие внутри за великолепной и удобной операционной системой, и яркими эффектами. Более того, в компании работают креативные люди, которым не чужды развлечения и даже юмор – именно поэтому, с помощью такой сложнейшей технологии как Face ID можно еще и развлекаться.

Имея большой запас смайликов emoji в компании Apple решили пойти дальше и придумали Animoji, которые способны полностью повторить вашу мимику и передать эмоции. Вы можете полностью контролировать их поведения с помощью вашей мимики, так как они будут в точности повторять то, что видят на вашем лице, а значит передадут ваши реальные эмоции и переживания, во время сухой текстовой переписки.

Чтобы создать такие сообщения используйте приложение «Сообщения». Кроме того, вам понадобиться устройство с поддержкой Face ID, единственным поддерживающим которую, на данный момент, является только iPhone X. Вам будет доступно более дюжины различных Animoji и вы можете отправить их на любое устройство, которое обновлено до iOS 11.