蘋果公司即將舉辦2019秋季新品發(fā)布會，最新傳聞稱，新款iPhone手機可能會配備“飛行測距(ToF)三維立體深度傳感器”，從而實現(xiàn)更優(yōu)異的增強現(xiàn)實功能，近年來，市場其他手機品牌最新款相繼配備了ToF鏡頭，目前從各種技術(shù)分析來看，新款iPhone手機會配備這一功能，才能與其他品牌爭奪市場。讓我們來揭開ToF鏡頭的神秘面紗吧！
一、什么是ToF鏡頭？
ToF（Time of Flight，飛行測距），是一種深度信息測量技術(shù)方案，由紅外光投射器和接收模組構(gòu)成。投射器向外投射紅外光，紅外光遇到被測物體后反射，并被接收模組接收，通過記錄紅外光從發(fā)射到被接收的時間，計算出被照物體深度信息最終完成3D建模。
簡單地講，ToF就是計算光/紅外線的反彈時間，來計算事物與信號發(fā)射源之間距離的一種技術(shù)，而目前在手機上用的技術(shù)多為紅外線。通過獲得多點的距離，ToF傳感系統(tǒng)可以有效塑造一個3D立體模型，該技術(shù)已被廣泛應(yīng)用在測繪、物流、無人駕駛等多個領(lǐng)域。
ToF鏡頭最大的功能在于立體景物識別和模型建構(gòu)，其最大亮點是人面識別，許多人會將該技術(shù)與iPhone X、XS等機型的TrueDepth感應(yīng)器進行對比分析，ToF鏡頭在應(yīng)用層面上比TrueDepth有著決定性優(yōu)勢，導(dǎo)致多家安卓廠商在新款機型中融入ToF鏡頭功能。
相比之下，TrueDepth技術(shù)同樣需要將紅外線照射在人面或者景物上，然而它并不會接收反射回來的數(shù)據(jù)，而是以另一特制鏡頭拍攝紅外線參照點的圖像，再以點與點之間的偏差距離計算出景物的凹凸和深度。
然而，TrueDepth技術(shù)有著幾個難以突破的限制：一是參照點不能太多（太密就拍不到距離）；二是在陽光下的使用會受到影響。此外，TrueDepth鏡頭拍攝的圖像需要系統(tǒng)額外運算，從而增加了處理器負擔(dān)、延長識別時間。但是ToF鏡頭技術(shù)更具優(yōu)勢，先天設(shè)計讓鏡頭接收最直接的數(shù)據(jù)再交由處理器進行運算，減少了處理時間與資源負擔(dān)，而鏡頭制作成本卻比TrueDepth更低。
二、ToF鏡頭優(yōu)點
1、相對二維圖像，ToF技術(shù)可通過距離信息獲取物體之間更加豐富的位置關(guān)系，能夠區(qū)分前景與后景圖像；
2、深度信息可以完成對目標(biāo)圖像的分割、標(biāo)記、識別、跟蹤等傳統(tǒng)應(yīng)用，無論光源較強較弱，都可獲得有效的景深信息；
3、經(jīng)過進一步深化處理，可以完成三維建模等應(yīng)用；
4、能夠快速完成對目標(biāo)的識別與追蹤，可獲得5米內(nèi)有效的深度信息；
5、主要配件成本相對低廉，包括CCD和普通LED等，對今后的普及化生產(chǎn)及使用有利；
6、借助CMOS特性，可獲取大量數(shù)據(jù)及信息，對復(fù)雜物體的姿態(tài)判斷極為有效，拍照物體的精度可以達到厘米級水平。
三、ToF鏡頭缺點
1、相對于普通相機鏡頭，成本偏高，影響該產(chǎn)品普及率；
2、該鏡頭仍受到硬件發(fā)展的限制，更新?lián)Q代速度較快，元件工作時功耗與發(fā)熱量較大；
3、測量距離較常規(guī)測量儀器短，通常不超過10米；
4、測量結(jié)果受被測物性質(zhì)的影響，且手機端主流ToF鏡頭分辨率較低；
5、大多數(shù)鏡頭測量結(jié)果受外界環(huán)境干擾較為明顯，尤其是受外界光源干擾；
6、系統(tǒng)誤差及隨機誤差對結(jié)果影響明顯，需要進行后期數(shù)據(jù)處理，目前基于ToF方案的解決方案還未完全成熟。
四、蘋果使用ToF鏡頭的兩個理由
1 、ToF技術(shù)已經(jīng)相對成熟，它的成本也比3D結(jié)構(gòu)光更低。媒體披露稱，蘋果打算在新款iPhone手機后置攝像頭中加入ToF傳感器，但并非意味將取代現(xiàn)有的面部識別紅外系統(tǒng)。在手機制造方面，將ToF布置在后置攝像頭區(qū)域能更容易的放置主動光源，減少對手機空間擠壓。蘋果手機未來發(fā)展重點是讓手機成為增強現(xiàn)實功能的最大平臺，而ToF傳感器可以跟蹤物體的移動，允許未來iPhone手機環(huán)視整個房間，為開發(fā)者和用戶創(chuàng)建精確的3D渲染圖。
2 、成本低廉，增加ToF鏡頭，顯然比提升算法或是采用新型技術(shù)更加容易。目前部分廠商已經(jīng)運用這項技術(shù)，例如：LG G8S ThinQ的前置攝像頭中就搭載了ToF技術(shù)，可實現(xiàn)隔空動作手勢，并且讓人像拍攝更為立體。華為P30 Pro采用ToF景深鏡頭捕捉畫面深度信息，據(jù)稱，P30 Pro可以測量真實物體的高度、深度、體積和面積，精確度超過98.5%。此外，OPPO R17 Pro、榮耀V20等也采用了ToF鏡頭。
客觀地講，ToF技術(shù)對智能手機注入了新鮮血液，不僅實現(xiàn)拍照的人像虛化，榮耀V20的3D體感游戲還利用手機ToF鏡頭進行實時動作捕捉，增強了游戲體驗感。
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