（原標題：ToF鏡頭成本低廉性能卓越，或成爲新款iPone手機“祕密武器”）

作者 | 卡麥拉

出品 | 網易科技《知否》欄目組（公衆號：tech_163）

蘋果公司即將舉辦2019秋季新品發佈會，最新傳聞稱，新款iPone手機可能會配備“飛行測距(ToF)三維立體深度傳感器”，從而實現更優異的增強現實功能，近年來，市場其他手機品牌最新款相繼配備了ToF鏡頭，目前從各種技術分析來看，新款iPone手機會配備這一功能，才能與其他品牌爭奪市場。讓我們來揭開ToF鏡頭的神祕面紗吧！

一、什麼是ToF鏡頭？

ToF（Time of Flight，飛行測距），是一種深度信息測量技術方案，由紅外光投射器和接收模組構成。投射器向外投射紅外光，紅外光遇到被測物體後反射，並被接收模組接收，通過記錄紅外光從發射到被接收的時間，計算出被照物體深度信息最終完成3D建模。

簡單地講，ToF就是計算光/紅外線的反彈時間，來計算事物與信號發射源之間距離的一種技術，而目前在手機上用的技術多爲紅外線。通過獲得多點的距離，ToF傳感系統可以有效塑造一個3D立體模型，該技術已被廣泛應用在測繪、物流、無人駕駛等多個領域。

ToF鏡頭最大的功能在於立體景物識別和模型建構，其最大亮點是人面識別，許多人會將該技術與iPhone X、XS 等機型的TrueDepth感應器進行對比分析， ToF鏡頭在應用層面上比TrueDepth有着決定性優勢，導致多家安卓廠商在新款機型中融入ToF鏡頭功能。

相比之下，TrueDepth技術同樣需要將紅外線照射在人面或者景物上，然而它並不會接收反射回來的數據，而是以另一特製鏡頭拍攝紅外線參照點的圖像，再以點與點之間的偏差距離計算出景物的凹凸和深度。

然而，TrueDepth技術有着幾個難以突破的限制：一是參照點不能太多（太密就拍不到距離）；二是在陽光下的使用會受到影響。此外，TrueDepth鏡頭拍攝的圖像需要系統額外運算，從而增加了處理器負擔、延長識別時間。但是ToF鏡頭技術更具優勢，先天設計讓鏡頭接收最直接的數據再交由處理器進行運算，減少了處理時間與資源負擔，而鏡頭製作成本卻比TrueDepth更低。

二、ToF鏡頭優點

1、相對二維圖像，ToF技術可通過距離信息獲取物體之間更加豐富的位置關係，能夠區分前景與後景圖像；

2、深度信息可以完成對目標圖像的分割、標記、識別、跟蹤等傳統應用，無論光源較強較弱，都可獲得有效的景深信息；

3、經過進一步深化處理，可以完成三維建模等應用；

4、能夠快速完成對目標的識別與追蹤，可獲得5米內有效的深度信息；

5、主要配件成本相對低廉，包括CCD和普通 LED 等，對今後的普及化生產及使用有利；

6、藉助 CMOS 特性，可獲取大量數據及信息，對複雜物體的姿態判斷極爲有效，拍照物體的精度可以達到釐米級水平。

三、ToF鏡頭缺點

1、相對於普通相機鏡頭，成本偏高，影響該產品普及率；

2、該鏡頭仍受到硬件發展的限制，更新換代速度較快，元件工作時功耗與發熱量較大；

3、測量距離較常規測量儀器短，通常不超過10米；

4、測量結果受被測物性質的影響，且手機端主流ToF鏡頭分辨率較低；

5、大多數鏡頭測量結果受外界環境干擾較爲明顯，尤其是受外界光源干擾；

6、系統誤差及隨機誤差對結果影響明顯，需要進行後期數據處理，目前基於ToF方案的解決方案還未完全成熟。

四、蘋果使用ToF鏡頭的兩個理由

1 、ToF技術已經相對成熟，它的成本也比3D結構光更低。媒體披露稱，蘋果打算在新款iPhone手機後置攝像頭中加入ToF傳感器，但並非意味將取代現有的面部識別紅外系統。在手機制造方面，將ToF佈置在後置攝像頭區域能更容易的放置主動光源，減少對手機空間擠壓。蘋果手機未來發展重點是讓手機成爲增強現實功能的最大平臺，而ToF傳感器可以跟蹤物體的移動，允許未來iPhone手機環視整個房間，爲開發者和用戶創建精確的3D渲染圖。

2 、成本低廉，增加ToF鏡頭，顯然比提升算法或是採用新型技術更加容易。目前部分廠商已經運用這項技術，例如：LG G8S ThinQ的前置攝像頭中就搭載了ToF技術，可實現隔空動作手勢，並且讓人像拍攝更爲立體。華爲P30 Pro採用ToF景深鏡頭捕捉畫面深度信息，據稱，P30 Pro可以測量真實物體的高度、深度、體積和麪積，精確度超過98.5%。此外，OPPO R17 Pro、榮耀V20等也採用了ToF鏡頭。

客觀地講，ToF技術對智能手機注入了新鮮血液，不僅實現拍照的人像虛化，榮耀V20的3D體感遊戲還利用手機ToF鏡頭進行實時動作捕捉，增強了遊戲體驗感。

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