iPhone X 的前置 TrueDepth 傳感系統(tǒng)讓手機(jī)可實(shí)現(xiàn)臉部解鎖，還實(shí)現(xiàn)對(duì)面部表情的實(shí)時(shí)跟蹤和識(shí)別，生成 Animojis。但顯然，這只是蘋(píng)果的第一步。如果把蘋(píng)果手機(jī)后置攝像頭也加入 3D 傳感系統(tǒng)，又會(huì)產(chǎn)生什么樣的效果呢?

升級(jí) iOS 11 系統(tǒng)后，蘋(píng)果手機(jī)可下載 AR 應(yīng)用，這主要通過(guò)蘋(píng)果后置單目攝像頭實(shí)現(xiàn)。如果加入后置 3D 傳感系統(tǒng)可讓 AR 功能更為強(qiáng)大，例如使 AR 虛擬形象與真實(shí)環(huán)境中的物體，進(jìn)行更多地交互。3D 傳感系統(tǒng)可檢測(cè)深度信息，構(gòu)建三維地圖，而現(xiàn)在，蘋(píng)果 AR 應(yīng)用只能檢測(cè)到一個(gè)平面。同樣的，后置 3D 傳感系統(tǒng)還能為 AR 眼鏡奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

不過(guò)，有意思的是，根據(jù)彭博社報(bào)道，蘋(píng)果正在研發(fā)后置 3D 傳感系統(tǒng)采用的技術(shù)路徑，跟前置的 TrueDepth 系統(tǒng)并不一樣。

此前曾報(bào)道，TrueDepth 采用結(jié)構(gòu)光技術(shù)，將 30000 個(gè)激光點(diǎn)圖案投射到用戶(hù)的臉上，并測(cè)量失真以生成用于認(rèn)證的精確 3D 圖像。這種技術(shù)原本由以色列公司 PrimeSense 研發(fā)，后在 2013 年被蘋(píng)果收購(gòu)。PrimeSense 曾基于結(jié)構(gòu)光技術(shù)為微軟研發(fā) Kinect 傳感系統(tǒng)。

但據(jù)了解，蘋(píng)果正在研發(fā)的 3D 后置傳感系統(tǒng)將使用飛行時(shí)間法 3D 成像(Time of Flight，ToF)，這種方法更難以實(shí)現(xiàn)。其主要是通過(guò)激光掃面物體表面，傳感系統(tǒng)會(huì)測(cè)量激光到達(dá)物體和返回的時(shí)間。

ToF 原理

在上述圖中，我們能看到，ToF 關(guān)鍵是傳感器要測(cè)量物體的距離。

ToF 多被應(yīng)用到 LIDAR (雷達(dá))中，其主要的不足在于，它每次只能測(cè)量激光到達(dá)一個(gè)特定點(diǎn)的距離。所以，大部分雷達(dá)系統(tǒng)采用機(jī)械掃描裝置。雷達(dá)系統(tǒng)目前多被用于自動(dòng)駕駛領(lǐng)域。但體型通常較大，會(huì)被放置在汽車(chē)的頂部。

顯而易見(jiàn)，這對(duì)手機(jī)并不適用。目前還有一種新型的雷達(dá)稱(chēng)之為 Flash LIDAR。它使用特殊的攝像頭，可測(cè)量對(duì)每個(gè)像素實(shí)現(xiàn)飛行時(shí)間測(cè)量。但 Flash LIDAR 還在研發(fā)中，同時(shí)也遇到了一些挑戰(zhàn)。因?yàn)槊總€(gè)像素需要得到自己的飛行時(shí)間測(cè)量，其中包括觸發(fā)電路、脈沖檢測(cè)電路。這便與 TrueDepth 產(chǎn)生了一定的沖突。

盡管 Flash LIDAR 的問(wèn)題在逐步解決，但如傳感器的分辨率可能相當(dāng)?shù)?，接近?VGA 分辨率。

另外的問(wèn)題是，提供適當(dāng)?shù)拿}沖激光照明。光以每納秒約一英尺的速度傳播，而多數(shù) LIDAR 和 Flash LIDAR 系統(tǒng)光脈沖時(shí)間非常短，只有 1-2 納秒。所以，在一定的時(shí)間內(nèi)，生成足夠密度的光脈沖，被 Flash LIDAR 檢測(cè)到，也具有一定的挑戰(zhàn)。

蘋(píng)果已經(jīng)確定在研發(fā) ToF，但是否最終會(huì)用到手機(jī)上，還不一定。結(jié)構(gòu)光非常適合用于房間大小的空間內(nèi)，這也是為什么 Kinect 和 HoloLens 也會(huì)使用結(jié)構(gòu)光的方案。

對(duì)比兩種方案的話(huà)，ToF 的精準(zhǔn)度和穩(wěn)定性較好，但結(jié)構(gòu)光可以做的更小、功耗也小，分辨率相對(duì)高。

覺(jué)得，蘋(píng)果也許在嘗試不同的解決方案，融入到手機(jī)中必定有很大的挑戰(zhàn)，我們期待后置 3D 傳感器能讓 AR 功能更強(qiáng)大。