為什么說ToF 3D技術(shù)是手機(jī)圈的下一個(gè)風(fēng)口？

雖說目前已經(jīng)有很多機(jī)型，只需要簡(jiǎn)單的前置攝像頭，就能實(shí)現(xiàn)2D層面上的面部識(shí)別。但就準(zhǔn)確性和安全性而言，基于2D平面的面部識(shí)別，可以輕易被平面圖像所破解。要想提高安全性，還是要在硬件和技術(shù)層面上入手，將平面2D圖像往立體3D圖像方向進(jìn)發(fā)。

ToF是什么？為何要選擇ToF？

目前可應(yīng)用在智能手機(jī)上的3D深度攝像有三種方案可選：雙目成像、結(jié)構(gòu)光、ToF。

首先“雙目成像”相對(duì)難以在智能手機(jī)上應(yīng)用，該技術(shù)的缺點(diǎn)在于算法非常復(fù)雜、容易受到環(huán)境因素干擾、依賴環(huán)境光源，暗光場(chǎng)景表現(xiàn)不佳，造價(jià)成本高，微型化困難。

另外，iPhone X所領(lǐng)銜的FaceID——3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)，在可用性上已得到了驗(yàn)證。但其高昂的成本和碩大的傳感器，都與智能手機(jī)行業(yè)需要批量生產(chǎn)和微型化方向不符，而且容易受到強(qiáng)光光照影響。

而vivo選擇的ToF則是一種相對(duì)穩(wěn)定高效的方案。ToF是TimeOfFlight（飛行時(shí)間）的縮寫，這是一項(xiàng)深度攝像技術(shù)。測(cè)算近紅外光線自發(fā)射后遇到對(duì)象后反射到傳感器的時(shí)間，配合恒定光速可輕易得出傳感器與對(duì)象之間的距離和深度信息。

在投射了一整面近紅外光幕后，接收反射光來計(jì)算出每個(gè)點(diǎn)的深度，就能還原物體表面形貌，形成3D立體視覺。

雖然ToF技術(shù)早已在物流、安防、醫(yī)療乃至無人駕駛等領(lǐng)域大顯身手，但量產(chǎn)應(yīng)用在消費(fèi)級(jí)電子產(chǎn)品上仍不多見。

事實(shí)上，ToF原本就是一項(xiàng)快速、易于安裝、簡(jiǎn)單且成本效益高的技術(shù)，相比起3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)來說，有著更多優(yōu)勢(shì)可言。

首先是功耗和效率上的表現(xiàn)。

ToF在機(jī)器視覺應(yīng)用中有較為廣泛的應(yīng)用，區(qū)別于傳統(tǒng)相機(jī)，ToF傳感器能夠直接獲得深度和強(qiáng)度信息。由于深度信息和物體的顏色無關(guān)，光速等物理信息均為已知，因此通過相對(duì)簡(jiǎn)單的算法就可以將對(duì)象從背景當(dāng)中分離出來，準(zhǔn)確地呈現(xiàn)對(duì)象，同時(shí)降低了對(duì)于性能和功耗的需求。

相比起結(jié)構(gòu)光技術(shù)，ToF有著更低的功耗和更快的反應(yīng)速度。按照vivo官方所述，vivo ToF 3D超感應(yīng)技術(shù)的有效深度信息點(diǎn)達(dá)到了30萬個(gè)，為結(jié)構(gòu)光技術(shù)（Structured light）的10倍，成像深度更加精確細(xì)致。

除此以外，ToF攝像頭的體積相比結(jié)構(gòu)光的組件更加小巧，無需再留出“劉?！焙透嗟臋C(jī)身內(nèi)部空間來獲得3D深度攝像功能，從而達(dá)到“魚與熊掌均可兼得”的理想效果。

畢竟，我們從NEX當(dāng)中就可以看出，vivo對(duì)全面屏手機(jī)的理解，仍然是“不以破壞形態(tài)的完整性為代價(jià)”。

ToF不僅是解個(gè)鎖那么簡(jiǎn)單

其實(shí)vivo決心要研發(fā)ToF 3D超感應(yīng)技術(shù)，并不是為了解個(gè)鎖那么簡(jiǎn)單，包括未來應(yīng)用相同技術(shù)的智能手機(jī)，都不只是為了解鎖一個(gè)功能而去用上ToF。

實(shí)際上，由于ToF具備有效深度信息高、工作距離遠(yuǎn)、結(jié)構(gòu)布局靈活、應(yīng)用場(chǎng)景豐富等優(yōu)勢(shì)，在功能上除了能提升3D深度攝像所帶來的安全性以外，還能滿足用戶對(duì)于立體視覺體驗(yàn)的更多期待，帶來更多新玩法。

得益于更低的功耗，ToF能夠在低功耗的情況下實(shí)時(shí)回傳清晰準(zhǔn)確地3D立體圖像。以vivo為例的ToF 3D超感應(yīng)技術(shù)的工作距離長(zhǎng)達(dá)3米，這無形中也進(jìn)一步拓展了智能手機(jī)在AR和MR的場(chǎng)景應(yīng)用。

例如在發(fā)布會(huì)上，vivo就舉出了ToF方案的三個(gè)場(chǎng)景應(yīng)用案例：3D試衣、MR體感游戲以及3D拍照。這三項(xiàng)功能，都是ToF技術(shù)特性在生活場(chǎng)景化當(dāng)中的延伸引用。

近期較為火爆的MR類游戲，透過vivo ToF技術(shù)來實(shí)現(xiàn)也變得簡(jiǎn)單許多。把ToF傳感器放置在玩家身前一段距離，就能實(shí)時(shí)追蹤到玩家的活動(dòng)狀態(tài)。

同樣地，映射識(shí)別用戶的全身范圍后，概念中的“云試衣”也能夠變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，但要普及這項(xiàng)功能還需要商家和平臺(tái)方面的支持才能落地。

而主打AI美顏的自拍功能也能借助ToF 3D超感應(yīng)技術(shù)，來提供更加“精修”的美顏效果。首先要做的就是為用戶的頭部進(jìn)行3D建模，獲得了面部信息后，再通過AI美顏算法提供更為精細(xì)的美顏和背景虛化效果。在ToF的加持下，調(diào)整人像光效、加入背景虛化甚至在全身美體方面，都能變得更加精準(zhǔn)好用。

但回過頭來看，正如每個(gè)新技術(shù)剛推出時(shí)的窘境，就目前的體驗(yàn)而言，vivo ToF技術(shù)雖然在硬件方面基本完善并即將投入量產(chǎn)，可軟件端的適配和交互體驗(yàn)上還是剛剛起步而已。

不過所幸的是，從vivo在去年MWCS的發(fā)布會(huì)上看，vivo ToF 3D超感應(yīng)技術(shù)再次獲得了微信團(tuán)隊(duì)的認(rèn)可，并成功支持微信人臉識(shí)別支付功能，成為國(guó)內(nèi)首家支持微信人臉識(shí)別支付的手機(jī)廠商。

雖然vivo ToF 3D超感光技術(shù)在MWCS上，是以“魔改”的原型機(jī)的姿態(tài)亮相，但從以往的經(jīng)驗(yàn)來看，vivo在推動(dòng)屏幕指紋的效率還是非常驚人的。從去年的首發(fā)展示到今年多款產(chǎn)品的商用量產(chǎn)，從概念到量產(chǎn)中間所耗費(fèi)的時(shí)間并不算多，相信ToF也會(huì)擁有類似的節(jié)奏。

在發(fā)布會(huì)后，vivo軟件部門的技術(shù)專家臧亞奎，在專訪中透露，vivo的ToF 3D超感應(yīng)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了可量產(chǎn)的狀態(tài)，而擁有ToF技術(shù)的新品最快將會(huì)在今年下半年與消費(fèi)者見面。

ToF會(huì)引領(lǐng)新一輪的“軍備競(jìng)賽”嗎？

智能手機(jī)除了追求更好的交互體驗(yàn)以外，帶來一些“差異化”特性，才能在線上線下市場(chǎng)當(dāng)中，給予消費(fèi)者們更深刻的印象。vivo的“屏幕指紋識(shí)別”和“零界全面屏”就是很好的例子，為智能手機(jī)行業(yè)引入了不一樣的東西。

如今，vivo的屏幕指紋技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到第三代，識(shí)別速度和準(zhǔn)確率都趨向成熟，不但vivo旗下已有多款產(chǎn)品搭載了這項(xiàng)技術(shù)，當(dāng)下其他廠商也開始逐步跟進(jìn)屏下指紋，以提升自家全面屏產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。

而圍繞面部識(shí)別功能，從2D平面化轉(zhuǎn)向3D立體應(yīng)該是大勢(shì)所趨的表現(xiàn)。vivo選擇ToF為3D視覺領(lǐng)域的到來提前布局，可以算得上又是一次大膽的嘗試，試圖避開iPhone已經(jīng)走過的路，并尋找更優(yōu)解決方案，這樣激進(jìn)的舉動(dòng)對(duì)于vivo和看客來說都并不陌生。

至于結(jié)構(gòu)光和ToF這兩種方案，究竟哪一種更適用于消費(fèi)級(jí)智能手機(jī)市場(chǎng)？那就要看下半年vivo發(fā)布量產(chǎn)新品后，由市場(chǎng)和消費(fèi)者去進(jìn)行判斷了。

誠(chéng)然，消費(fèi)者的需求已經(jīng)非常明顯，他們不但想要差異化強(qiáng)個(gè)性化足的產(chǎn)品，而且還希望擁有提升體驗(yàn)效率的表現(xiàn)。由此可見，繼屏幕指紋之后，3D面部識(shí)別技術(shù)或許也將引起智能手機(jī)新一輪的“技術(shù)博弈”。

來源：ifanr