為什么華為Mate30Pro前后都采用了3D深感攝像頭

關(guān)于 9 月 19 日發(fā)布的華為 Mate 30 Pro，它所搭載的攝像頭系統(tǒng)無疑是這款產(chǎn)品最大的亮點(diǎn)。其中，它的后置攝像頭采用了超感光徠卡電影四攝，包括 40MP 電影攝像頭 + 40MP 像素超廣角攝像頭+ 8MP 長焦+ 3D 深感攝像頭，雙 OIS；前置則采用了 3200 萬像素攝像頭 + 3D 深感攝像頭，還有姿勢傳感器、距離感應(yīng)器等傳感元件。

不過，在這一系列的攝像頭配置中，頗為引人注目的是，Mate 30 Pro 前后都采用了 3D 深感攝像頭。

前后皆為 ToF 方案

在目前 3D 視覺技術(shù)的三種主流方案（結(jié)構(gòu)光、ToF 和雙目立體成像）中，結(jié)構(gòu)光和 ToF 受到智能手機(jī)行業(yè)的廣泛關(guān)注和應(yīng)用。二者的工作原理分別是：

結(jié)構(gòu)光技術(shù)：通過近紅外激光器，將具有一定結(jié)構(gòu)特征的光線投射到被拍攝物體上，再由專門的紅外攝像頭進(jìn)行采集。這種具備一定結(jié)構(gòu)的光線，會因被攝物體的不同深度區(qū)域，而采集不同的圖像相位信息，然后通過運(yùn)算單元將這種結(jié)構(gòu)的變化換算成深度信息，以此來獲得三維結(jié)構(gòu)。

TOF 是飛行時間（Time of Flight）技術(shù)的縮寫，其原理是：傳感器發(fā)出經(jīng)調(diào)制的脈沖紅外光，遇物體后反射，傳感器通過計算光線發(fā)射和反射時間差或相位差，來換算被拍攝景物的距離，以產(chǎn)生深度信息，此外再結(jié)合傳統(tǒng)的相機(jī)拍攝，就能將物體的三維輪廓以不同顏色代表不同距離的地形圖方式呈現(xiàn)出來。

其中，結(jié)構(gòu)光是蘋果自 2017 年 9 月發(fā)布的 iPhone X 就開始應(yīng)用的方案，一直到最新一代的 iPhone 11 系列，蘋果都在前置攝像頭模塊中采用結(jié)構(gòu)光方案。

而在 Android 陣營中，情況更為復(fù)雜一些；一開始，Android 陣營切入 3D 視覺的方式是前置攝像頭模塊中的結(jié)構(gòu)光，但后來，伴隨著屏下指紋識別技術(shù)的成熟，越來越多的 Android 廠商也開始在后置攝像頭模塊中選用 3D 視覺技術(shù)，而且都是 ToF 方案。

總體而言，有賴于成本和設(shè)計問題，包括華為自己在內(nèi)，Android 陣營以往在采用 3D 視覺方案時，都只會選擇其中的一種，而且通常都是結(jié)構(gòu)光前置或 ToF 后置（當(dāng)然也有例外，后文詳述）。就華為而言，去年 10 月發(fā)布的 Mate 20 Pro 采用前置結(jié)構(gòu)光方案，但到了今年年初發(fā)布的 P30 Pro 上，華為選擇了后置的 ToF 技術(shù)；另外，華為旗下的榮耀也曾經(jīng)在 V 系列機(jī)型中上馬結(jié)構(gòu)光和 ToF 技術(shù)。

但華為 Mate 30 Pro 的不同之處在于，它是業(yè)內(nèi)首款在前置和后置攝像頭模塊都采用 3D 視覺技術(shù)的手機(jī)。

除此之外，雷鋒網(wǎng)從相關(guān)渠道獲悉，華為 Mate 30 Pro 還有另外一個特別之處：它的前置和后置 3D 深感攝像頭所采用的方案均為 ToF 方案。根據(jù)攝像頭觀察報道：

（華為 Mate 30 Pro）前置 ToF 的攝像頭模組由歐菲光、舜宇光學(xué)、立景創(chuàng)新、丘鈦科技供應(yīng)，攝像頭芯片由索尼供應(yīng)，VCSEL 由縱慧和 Lumentum 供應(yīng)；Diffuser 由 Viavi、舜宇光學(xué)供應(yīng)……后置 ToF 供應(yīng)鏈中，該機(jī)型的攝像頭模組由歐菲光、舜宇光學(xué)供應(yīng)；芯片由索尼供應(yīng)；VCSEL 由 Lumentum、縱慧、Ams 供應(yīng)；Diffuser 由 Viavi、舜宇光學(xué)供應(yīng)。

為什么前置也是 ToF？

關(guān)于結(jié)構(gòu)光和 ToF 兩種 3D 視覺方案在智能手機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用，此前在業(yè)界比較常見的做法是 ToF 后置，結(jié)構(gòu)光前置。前置方案主要應(yīng)用于解鎖以及安全支付、3D 人臉建模等方面；而 ToF 方案多被用于智能手機(jī)后置；從應(yīng)用場景上來說，除了用于后置攝影，ToF 技術(shù)還在 AR 等領(lǐng)域（包括 3D 拍照、體感游戲等）有一定的作用。

這一次，華為在前置方案中也選擇了 ToF，頗有些出人意料。

不過，在前置方案中采用 ToF 技術(shù)的，華為 Mate 30 Pro 并不是第一個。雷鋒網(wǎng)注意到，韓國廠商 LG 在今年 2 月發(fā)布的 LG G8 THINQ 手機(jī)中就已經(jīng)搭載了前置的 ToF 攝像頭，它所采用的傳感器是 Infineon 的 REAL 3。

那么，ToF 技術(shù)能否用于智能手機(jī)的前置方案呢？對此，奧比中光手機(jī)事業(yè)部總經(jīng)理胡科峰曾經(jīng)在接受雷鋒網(wǎng)采訪時表示，其實(shí) ToF 前置、結(jié)構(gòu)光后置也都是有可能的，這取決于技術(shù)發(fā)展的程度和手機(jī)廠商的實(shí)際選擇。

他還表示，適用于智能手機(jī)的 3D 方案有一些重要要求——小型化、低功耗、易量產(chǎn)。從這些要求來看，TOF 和結(jié)構(gòu)光方案是各有優(yōu)缺點(diǎn)；如果以提高功耗為代價，或者采取放大體積為代價，很多問題是可以被解決。但是，放在智能手機(jī)上，就需要平衡各個方面，做到機(jī)器小，功耗也低，量產(chǎn)又非常容易——綜合幾點(diǎn)的話，相對來講就是兩種技術(shù)都有一些還要克服的難關(guān)。

那么，華為為什么在前攝中也采用了 ToF？

從上文中所提到的華為 Mate 30 Pro 的 ToF 供應(yīng)鏈方面來看，雷鋒網(wǎng)注意到，前置和后置模塊的供應(yīng)商多有重合之處，這對于 Mate 30 Pro 減少成本顯然是非常有利的。

不過，雷鋒網(wǎng)了解到，盡管華為最終選用了前置的 ToF 方案，這一方案并非是完美無缺的； 畢竟，在同樣的近距離下，ToF 方案的分辨率不如結(jié)構(gòu)光高。顯然華為也意識到了這個問題，因此在涉及到最高安全性的支付等方面，華為 Mate 30 Pro 采用了 3D 人臉 + 屏內(nèi)指紋的雙重支付方案；某種程度上，也是考慮到 ToF 在識別分辨率上不如 3D 結(jié)構(gòu)光，從而用指紋來增強(qiáng)防護(hù)。

當(dāng)然，相對于結(jié)構(gòu)光，ToF 方案還有另外一個問題，功耗比較大。對于功耗問題，華為 Mate 30 Pro 給出的解決方案是大電池（4500 毫安）加上快速充電（40W）；當(dāng)然，為了應(yīng)對由高功耗帶來的散熱問題，華為在 Mate 30 Pro 中選擇了石墨烯散熱技術(shù)。

雷鋒網(wǎng)總結(jié)

就目前的情況來看，3D 視覺在智能手機(jī)上的應(yīng)用場景尚且比較有限，比如說拍照背景虛化、人臉識別、3D 動畫表情、AR 體感游戲等，沒有形成足以在消費(fèi)者群體中引發(fā)廣泛熱潮的剛性需求。因此從行業(yè)角度來看，目前 3D 視覺技術(shù)依然是屬于錦上添花的范疇，有利于形成產(chǎn)品定位上差異化，但對銷量增長的驅(qū)動有限——即使是采用前后雙 3D 深感攝像頭的華為 Mate 30 Pro，大概也無法例外。

眼下，3D 視覺技術(shù)目前依然是高端旗艦智能手機(jī)才擁有的配置；不過從大趨勢來看，3D 視覺技術(shù)也會逐漸下沉，再加上 5G 的到來，到時候爆發(fā)出一批基于 3D 視覺技術(shù)的殺手級應(yīng)用也尚未可知。