首次引入iPhone 12的激光雷達(dá) 是未來智能萬物的“慧眼”

2020-09-15 09:26:42來源：中關(guān)村在線

蘋果iPhone 12的到來不僅補(bǔ)齊了5G短板，加速5nm芯片落地應(yīng)用，更通過多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)引入帶來應(yīng)用層面的革新。比如首次引入iPhone 12的激光雷達(dá)，不僅可以在手機(jī)端帶來更強(qiáng)大的攝影能力及AR應(yīng)用，更是未來智能萬物的“慧眼”。

3D視覺的市場(chǎng)被徹底打開

絲毫不夸張的說，機(jī)器3D視覺伴隨著未來智能汽車的爆發(fā)，而成為未來科技領(lǐng)域新風(fēng)口!在iPhone 12發(fā)布前夕，先讓我們來看看激光雷達(dá)究竟是啥黑科技。

3D感知技術(shù)原理

目前3D感知技術(shù)分為雙目測(cè)距、3D結(jié)構(gòu)光，以及TOF飛行時(shí)間三大流派。以前手機(jī)后攝模組通過雙目測(cè)距法來獲取物體的3D信息，這種方式需要調(diào)用兩顆以上的攝像頭，通過視覺差計(jì)算出物體的深度信息，大量耗費(fèi)電力和計(jì)算資源，且精度和速度都相對(duì)較低。

主流3D視覺方案對(duì)比

而在iPhone X之后，蘋果首次推出3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)的Face ID，并一下子帶火了3D視覺應(yīng)用。3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)通過紅外光投射到物體上約3萬個(gè)點(diǎn)陣，通過這些點(diǎn)陣的深度信息來描繪物體3D結(jié)構(gòu)，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，顧名思義就是通過光源飛行投射到物體上的時(shí)間來計(jì)算深度信息。相對(duì)于3D結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)光，但是速度更快，距離更遠(yuǎn)，范圍更大，更適合3D建模、強(qiáng)化拍攝、AR應(yīng)用。

蘋果激光雷達(dá)解讀

其實(shí)在最新款iPad Pro發(fā)布時(shí)，蘋果就引入了激光雷達(dá)掃描儀(LiDAR)。當(dāng)然蘋果的激光雷達(dá)掃描儀仍屬于TOF技術(shù)流派中的一個(gè)分支，只是把傳統(tǒng)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(qiáng)的抗干擾性，相比以前可謂質(zhì)的飛躍。

蘋果激光雷達(dá)引入iPhone 12

事實(shí)上蘋果LiDAR激光雷達(dá)厲害之處還不僅于此，蘋果是第一個(gè)將DTOF技術(shù)商用化的消費(fèi)級(jí)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，主流手機(jī)常用的是iTOF方案，而蘋果LiDAR則為DTOF，前者精度為厘米級(jí)，而后者則為毫米級(jí)。

當(dāng)初iPad Pro引入LiDAR激光雷達(dá)，是因?yàn)樘O果將其從娛樂工具定義為生產(chǎn)力工具，因?yàn)楦呔鹊?D建模能力在很多領(lǐng)域擁有者極大的商用價(jià)值。而此次蘋果把LiDAR激光雷達(dá)下放到iPhone 12 Pro當(dāng)中，顯然蘋果吃透了這項(xiàng)技術(shù)，并賦予iPhone更高的應(yīng)用價(jià)值。

激光雷達(dá)有什么用

iPhone 12引入LiDAR激光雷達(dá)最直接的用途顯然就是增強(qiáng)拍攝及AR應(yīng)用的能力，其中我們?cè)谌粘?yīng)用中收益最大的當(dāng)屬拍攝能力的提升。LiDAR激光雷達(dá)解決的是拍攝中對(duì)焦的部分，不僅對(duì)焦的精度更高，甚至在完全黑暗的地方完成對(duì)焦。

激光雷達(dá)眼中的世界

精準(zhǔn)的對(duì)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LiDAR激光雷達(dá)強(qiáng)大的3D視覺能力把人物從環(huán)境中以更高的精度剝離出來，并通過算法進(jìn)行機(jī)內(nèi)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(jī)的拍攝效果。

而在AR的部分，因?yàn)長(zhǎng)iDAR激光雷達(dá)帶來的更高精度的3D建模能力，無疑對(duì)于強(qiáng)化AR應(yīng)用起到了關(guān)鍵性的提升。據(jù)悉，LiDAR激光雷達(dá)所能實(shí)現(xiàn)的虛實(shí)遮擋效果已經(jīng)達(dá)到了幾乎“無法區(qū)分真假”的地步，AR虛擬出來的物體已經(jīng)高度融合于實(shí)景當(dāng)中。

新的技術(shù)戰(zhàn)場(chǎng)形成

僅需一部手機(jī)，房產(chǎn)經(jīng)紀(jì)就能瞬間完成房屋建模，配合VR實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程3D實(shí)景看房。激光雷達(dá)掃地機(jī)器人能分辨物體3D形態(tài)，繞開寵物糞便避免“糞發(fā)涂墻”的尷尬。這些只是3D激光雷達(dá)的小把戲，未來機(jī)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(dá)快速3D建模

至于未來智能汽車乃至萬物互聯(lián)是多么大的一片藍(lán)海，便不需要我再贅述。遺憾的是，自蘋果iPhone X發(fā)布的那一刻，其實(shí)我們?cè)?D感知領(lǐng)域就已經(jīng)起步晚了。事實(shí)上目前蘋果和微軟等美國(guó)科技巨頭壟斷了大量的相關(guān)技術(shù)專利，新的技術(shù)壁壘正在形成當(dāng)中。

但3D感知作為新興技術(shù)仍存在追趕的機(jī)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(hào)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(dá)戰(zhàn)局，布局未來的智能汽車產(chǎn)業(yè)。國(guó)內(nèi)配套企業(yè)也在快速成長(zhǎng)，產(chǎn)業(yè)鏈條正在形成。

結(jié)束語(yǔ)：

如果把芯片比喻人類的大腦，那3D感知就像雙眼一樣重要。在3D感知的新賽道上，以蘋果為首的美國(guó)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。作者:賈征

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