岂止 Face ID,iPhone 加入后置 3D 传感器将改变什么?

摘要

更逼真的 AR 效果,更精确的导航,最重要的,为 AR 眼镜铺平道路

苹果的新手机 iPhone X 已经正式发售,全球用户都在用能够追踪脸部动作的 Animoji 唱 K,科技媒体都在尝试如何骗过 Face ID 解锁手机——iPhone X 的前置 3D 传感器再次燃起用户对手机的热情。近日,Bloomberg 援引知情人士消息,透露苹果公司目前正在尝试在 iPhone 背面添加一个使用 ToF(Time of Flight)技术的 3D 传感器。

前置结构光 3D 传感器已经让世界乐成一片,如果在 iPhone 的背面也加上一颗 3D 传感器,创造出的效果就不是 Face ID 能比得了了。双摄+3D 传感器的组合,可能会让 iPhone 在 AR、导航和内容制作上再次大幅领先竞争对手,并为公司的 AR 或者 MR 眼镜产品铺平道路。

苹果要穷尽 3D 传感技术

根据 Bloomberg 的报道,苹果目前正在和英飞凌、索尼、意法半导体和松下等制造商讨论,如何在 iPhone 上使用 ToF 技术的 3D 传感器。正在热卖的 iPhone X 搭载的前置 3D 传感器,使用的技术为「结构光」(Structured Light),即通过投射在用户脸上的 3 万个红外点阵的变形,来生成精确的 3D 图像,完成 Face ID 的人脸识别和栩栩如生的 Animoji 功能。

报道中称苹果将采用的后置 3D 传感器,使用的技术为 ToF,Time of Flight,直译为「飞行时间」。顾名思义,就是通过计算光线从光源到目标的时间,来算二者之间的距离。本质上,ToF 方案和结构光方案在硬件方面类似,不同的是二者的算法。并且,ToF 方案的传感器在装配上需要的精度并没有结构光那么高,意味苹果公司如果确定方案,在生产方面不会出现今年 iPhone X 遇到的产能问题。

联想Phab 2 Pro(图片来自联想官网)

苹果并不是第一家尝试在手机背后加入 ToF 传感器方案的公司,此前谷歌和联想就推出了搭载 Tango 技术的 Phab 2 Pro,这款手机背后有 1 颗 1600 万普通 RGB 摄像头和 1 颗用于运动追踪的鱼眼镜头,两个镜头中间就是 ToF 组件。利用 ToF 技术,Phab 2 Pro 可以实现运动追踪、环境学习和深度感知等「黑科技」功能。可惜,Phab 2 Pro 和很多谷歌硬件一样,推出之后寂寂无闻,Tango 项目最后也并入 Google 的 VR 和 AR 部门,促成了 World Sense 技术的诞生。

技术相同,但不同的公司用则会有不同效果。苹果公司如果在 iPhone 手机中整合 ToF 技术,造成的影响绝对要比联想的 Phab 2 Pro 大得多。

更精确逼真的增强现实

今年的开发者大会上,苹果公司率先推出 ARkit,极大推动了 AR 应用的研发和普及。那些在手机上出现的逼真的虚拟物体效果,是通过普通摄像头+IMU 来完成的。如果加上 ToF 后置 3D 传感器,就能让 iPhone 获得目前环境的深度信息,让 AR 效果更加逼真。

目前在 iPhone 上使用 AR 应用,用户需要首先让手机摄像头找到一个水平界面用来防止虚拟物体。但如果摄像头捕捉的是窗子或者门这些垂直界面,AR 效果就不能正确展示,因为目前 iPhone 并不能识别垂直界面。而如果加上 3D 传感器,iPhone 就可以更好扫描周围环境,分析出在哪里放置虚拟物品会更加逼真,带来更好的增强现实效果。


5 月的谷歌开发者大会上,Google VR 和 AR 团队展示了使用 World Sense 技术来实现空间定位和室内导航的 Demo,用户拿着手机可以在摄像头界面看到导航标志,引导其到达想要去的室内位置。目前使用 GPS 导航的精细程度在 3-5 米,而使用类似于加入 3D 传感器+摄像头+IMU 的方案,就能实现精度更高的导航服务,让室内导航不再是梦想。

谷歌 Tango 研发的 World Sense 技术成为谷歌 Daydream VR 一体机的核心之一,苹果在 3D 传感器和 ARkit 上的尝试,最终受益的或许是被传将在2019 年上市的苹果 AR 眼镜。环境学习、深度感知和动作追踪,这些 ToF 方案实现的功能,都是 AR 设备必须的技术。大力发展 AR 技术的苹果显然要在近两年积累更多 3D 传感器方面经验,为之后 AR 或者 MR 设备的成功做铺垫。

图片来源:视觉中国

责任编辑:双筒猎枪


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