3D 结构光还没来得及普及,智能手机的光学革命又来了

来源:快报
责任编辑:王亮
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TOF,听说过吗

一年前,iPhone X 发布前夕,业界传出了“全新 iPhone 会用上 3D 传感器和深度摄像头”的消息。

在这则传闻中,当时还没有发布的 iPhone X 可以通过深度摄像头实现 AR 建模,3D 换装等功能。

但实际上,正式发布的 iPhone X 并没有通过深度摄像头实现 AR 功能,甚至与深度相关的功能——比如面部识别和 Animoji——也仅限于前置摄像头。

这一切的根源不难理解,皆因 iPhone X 所搭载的 3D 结构光模块。

3D 结构光的“近”

3D 结构光本身是优点颇多的,精度高、功耗低、全天候、环境适应性好,非常适合用作人脸识别、支付,以及对自拍美颜进行细节补充。所以,在 iPhone X 搭载这项技术后,有的 Android 旗舰也开始搭载这项技术。OPPO Find X 就是 Android 阵营的 3D 结构光代表。

只不过,正如上文所说的那样,3D 结构光目前的用途略局限,而且仅限于前置摄像头。

这都和原理有关。

以散斑结构光为基础原理的 3D 结构光,发射衍射光斑到物体上,传感器接收到发生形变的光斑,从而根据光斑形变的量来判断深度信息。它所发射的衍射光斑在一定距离外能量密度会降低,所以不适用于远距离的深度信息采集。

3D 结构光的工作距离范围很短,仅 0.2m-1.2m。这让设想中的“AR 应用、3D 建模”等功能难以实现。需要长距离信息的后置摄像头也与 3D 结构光无缘。

TOF 的“远”

实际上,在 iPhone X 相关传闻出现的时候,TOF 就是一个和 3D 结构光并行出现的词。

TOF,Time of Flight,直译为飞行时间。其具体原理是通过给被测目标连续发送光信号,然后在传感器端接收从被测目标返回的光信号,再通过计算发射和接收光信号的往返飞行时间来得到被测目标的距离。

这是一段技术门槛略高的阐述,大部分用户只要明白:和 3D 结构光一样,TOF 是一个用以补充图像 Z 轴深度信息的技术。

不过,和 3D 结构光不同的是,TOF 技术是发射的不是散斑,而是面光源,所以在一定距离内,TOF 的光信息不会出现大量的衰减,同时 TOF 感光元件的单位像素非常大,为 10μm,对于光的采集有足够的保障,理论上只要提高发射端的功率,TOF 的使用距离会非常远。一般情况下,TOF 的工作距离范围是 0.4m-5m。因此整体上来看,TOF 更适合用在后置摄像头上。

为什么搭载 TOF 的终端还没有被量产?

3D 结构光和 TOF 都能记录深度信息为智能手机带来更多交互的可能性,为什么 3D 结构光已经有了普及的趋势,而 TOF 还没有量产的机型?

无他,TOF 的功耗是一个大问题。

此前,TOF 的解决方案里,用的图像传感器是 CCD,功耗颇高,这对于电池续航本就捉襟见肘的手机不啻为一个大问题。

好在,索尼在 2017 年 12 月推出的 IMX456QL CMOS 解决了功耗问题,其功耗仅为 CCD 方案的 1/5~1/3。

并且据索尼的说法,该传感器结合了两种像素技术,一是提高反射光信号读取精度的像素技术,二是背照式 CMOS 影像传感器的像素技术,从而大幅提升了光线收集率和测距速度。该传感器搭载了高感光度的驱动模式,即使远距离也可实现高精度测距。

搭载 TOF 的手机终端即将与大家见面

索尼 IMX456QL 传感器的资料提到,这款传感器样品到货时间是 2018 年 4 月,预计的批量到货时间是 2018 年 11 月。

所以,首发 TOF 的手机要等到 11 月之后了?

非也,OPPO 已经于 8 月 6 日在北京召开了媒体沟通会,宣布 OPPO 下款主力产品将会用上采用了背照式 CMOS 方案的 TOF 技术。

按照他们在发布会上所表示的“沟通会不展示 DEMO,技术已经准备量产”的说法,搭载 TOF 的新机已经触手可及了。

根据您访问的内容,您可能还对以下内容感兴趣,希望对您有帮助:

采用3d结构光了吗华为p20

答:g an upper hand af

OPPO 3D结构光有什么用

答:您好,与传统单摄和双摄系统相比,3D结构光可以实现高准确度的深度信息采集,快速扫描,可靠的暗光表现,简化的深度计算复杂度,并可以实现像3D人像建模等独特功能。

3D结构光什么原理是硬件还是植入软件

答:上过高中吗?就是用密密麻麻的小光点照在你脸上,再有一个感应器去识别。再用芯片去计算,三维构图,与之前设置好的可以对应上就解锁。负责不解锁

荣耀10有3D结构光吗

答:作为一个专业人士来回答一下。3D成像一共有三种应用方案,分别是结构光、TOF以及双目。每种方案都有代表厂商。 结构光:奥比中光、华捷艾米、图漾科技 TOF:舜宇光学、海康威视 双目:图漾科技、纵目科技、云光技术 每种方案都有各自优劣,结构...

国产手机的3D结构光和苹果的Face ID区别在哪

答:face是3D的,越用越灵敏。 国产,比如小米的,你可以去看下相关视频,一张证件照打印出来就可以解锁了。

Find X会采用3D结构光设计吗?

答:据说OPPO Find X手机将搭载3D结构光人脸识别技术,将由IR红外传感器、RGB传感器和激光发射器组成,可以采集3D人像信息。不过官方数据还没有公布呢,等着它的发布会~

超声波指纹能媲美3D结构光吗?

答:首先我们假设超声波屏下指纹技术已经成熟,能够实现全屏解锁并且在解锁成功率方面没有问题,那跟3D结构光技术相比,超声波屏下指纹的优势是不占用手机前面板的空间,手机屏占比可以做得更高,而3D结构光技术目前是一定会有刘海区域的。3D结构光...

三维扫描仪分类问题 白光 蓝光 结构光

答:简单的说都是结构光原理的,这个是从原理上面来说的,光栅也是此原理的另一种说法。白光和蓝光是打出的光栅颜色不同,所以才分白光和蓝光,理论上来说蓝光可以避免一些光学环境的干扰而提高测量精度,实现起来也非常简单,但只是理论上的,实际...

Find X的3D结构光技术将对3D结构光产业产生何种影...

答:手机是所有智能硬件中起量最快,产业化集成程度最高的产品,如果智能手机采用了某项技术,上游厂商肯定受益最大。所以,Find X采用了3D摄像头之后,以奥比中光,舜宇为代表的上游供应商定会迎来一波发展高峰。 楼主提到的奥比中光算是国内3D传感...

如何使用结构光进行3D扫描

答:3D扫描设备在国内还是很普及的,相对普通检测设备,3D扫描设备成本比较高,精度还是很高的,基本满足国内的需求

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