iPhone 12搭載的激光雷達是啥黑科技？

蘋(píng)果iPhone 12的到來(lái)不僅補齊了5G短板，加速5nm芯片落地應用，更通過(guò)多項先進(jìn)技術(shù)引入帶來(lái)應用層面的革新。比如首次引入iPhone 12的激光雷達，不僅可以在手機端帶來(lái)更強大的攝影能力及AR應用，更是未來(lái)智能萬(wàn)物的“慧眼”。

3D視覺(jué)的市場(chǎng)被徹底打開(kāi)

　　絲毫不夸張的說(shuō)，機器3D視覺(jué)伴隨著(zhù)未來(lái)智能汽車(chē)的爆發(fā)，而成為未來(lái)科技領(lǐng)域新風(fēng)口！在iPhone 12發(fā)布前夕，先讓我們來(lái)看看激光雷達究竟是啥黑科技?！　?/p>

3D感知技術(shù)原理

　　目前3D感知技術(shù)分為雙目測距、3D結構光，以及TOF飛行時(shí)間三大流派。以前手機后攝模組通過(guò)雙目測距法來(lái)獲取物體的3D信息，這種方式需要調用兩顆以上的攝像頭，通過(guò)視覺(jué)差計算出物體的深度信息，大量耗費電力和計算資源，且精度和速度都相對較低。

主流3D視覺(jué)方案對比

　　而在iPhone X之后，蘋(píng)果首次推出3D結構光技術(shù)的Face ID，并一下子帶火了3D視覺(jué)應用。3D結構光技術(shù)通過(guò)紅外光投射到物體上約3萬(wàn)個(gè)點(diǎn)陣，通過(guò)這些點(diǎn)陣的深度信息來(lái)描繪物體3D結構，其精度高但有效距離很近，因此更適合作為前置刷臉支付。

　　而TOF則為飛行時(shí)間法，顧名思義就是通過(guò)光源飛行投射到物體上的時(shí)間來(lái)計算深度信息。相對于3D結構光的點(diǎn)陣投射，TOF則是一面均勻的光源，雖然精度上遜色于3D結構光，但是速度更快，距離更遠，范圍更大，更適合3D建模、強化拍攝、AR應用?！　?/p>

蘋(píng)果激光雷達解讀

　　其實(shí)在最新款iPad Pro發(fā)布時(shí)，蘋(píng)果就引入了激光雷達掃描儀（LiDAR）。當然蘋(píng)果的激光雷達掃描儀仍屬于TOF技術(shù)流派中的一個(gè)分支，只是把傳統的紅外光換成了閃光激光模式，這令其獲得更高的精度、更快的速度、更強的抗干擾性，相比以前可謂質(zhì)的飛躍。

蘋(píng)果激光雷達引入iPhone 12

　　事實(shí)上蘋(píng)果LiDAR激光雷達厲害之處還不僅于此，蘋(píng)果是第一個(gè)將DTOF技術(shù)商用化的消費級硬件公司，這里就需要解讀iTOF和DTOF兩個(gè)分支的差異。簡(jiǎn)單的說(shuō)，主流手機常用的是iTOF方案，而蘋(píng)果LiDAR則為DTOF，前者精度為厘米級，而后者則為毫米級。

　　當初iPad Pro引入LiDAR激光雷達，是因為蘋(píng)果將其從娛樂(lè )工具定義為生產(chǎn)力工具，因為高精度的3D建模能力在很多領(lǐng)域擁有著(zhù)極大的商用價(jià)值。而此次蘋(píng)果把LiDAR激光雷達下放到iPhone 12 Pro當中，顯然蘋(píng)果吃透了這項技術(shù)，并賦予iPhone更高的應用價(jià)值?！　?/p>

激光雷達有什么用

　　iPhone 12引入LiDAR激光雷達最直接的用途顯然就是增強拍攝及AR應用的能力，其中我們在日常應用中收益最大的當屬拍攝能力的提升。LiDAR激光雷達解決的是拍攝中對焦的部分，不僅對焦的精度更高，甚至在完全黑暗的地方完成對焦。

激光雷達眼中的世界

　　精準的對焦不僅可以讓你獲得一幅清晰銳利的照片，而且還能夠通過(guò)LiDAR激光雷達強大的3D視覺(jué)能力把人物從環(huán)境中以更高的精度剝離出來(lái)，并通過(guò)算法進(jìn)行機內多張合成，從而形成更符合真實(shí)光學(xué)特性的照片，足以媲美單反相機的拍攝效果。

　　而在A(yíng)R的部分，因為L(cháng)iDAR激光雷達帶來(lái)的更高精度的3D建模能力，無(wú)疑對于強化AR應用起到了關(guān)鍵性的提升。據悉，LiDAR激光雷達所能實(shí)現的虛實(shí)遮擋效果已經(jīng)達到了幾乎“無(wú)法區分真假”的地步，AR虛擬出來(lái)的物體已經(jīng)高度融合于實(shí)景當中。

　　新的技術(shù)戰場(chǎng)形成

　　僅需一部手機，房產(chǎn)經(jīng)紀就能瞬間完成房屋建模，配合VR實(shí)現遠程3D實(shí)景看房。激光雷達掃地機器人能分辨物體3D形態(tài)，繞開(kāi)寵物糞便避免“糞發(fā)涂墻”的尷尬。這些只是3D激光雷達的小把戲，未來(lái)機器人、自動(dòng)駕駛、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域價(jià)值不可估量。

利用激光雷達快速3D建模

　　至于未來(lái)智能汽車(chē)乃至萬(wàn)物互聯(lián)是多么大的一片藍海，便不需要我再贅述。遺憾的是，自蘋(píng)果iPhone X發(fā)布的那一刻，其實(shí)我們在3D感知領(lǐng)域就已經(jīng)起步晚了。事實(shí)上目前蘋(píng)果和微軟等美國科技巨頭壟斷了大量的相關(guān)技術(shù)專(zhuān)利，新的技術(shù)壁壘正在形成當中。

　　但3D感知作為新興技術(shù)仍存在追趕的機會(huì )，比如華為公司在3D感知領(lǐng)域擁有巨大研發(fā)投入，華為Mate或P系列旗艦型號均配備3D深感攝像技術(shù)。此外華為近期宣布加入激光雷達戰局，布局未來(lái)的智能汽車(chē)產(chǎn)業(yè)。國內配套企業(yè)也在快速成長(cháng)，產(chǎn)業(yè)鏈條正在形成?！　?br/>

結束語(yǔ)：

　　如果把芯片比喻人類(lèi)的大腦，那3D感知就像雙眼一樣重要。在3D感知的新賽道上，以蘋(píng)果為首的美國科技巨頭再次搶跑成功，我們只有更奮力追趕才能避免技術(shù)壁壘再次形成。