旗艦手機(jī)，顧名思義是手機(jī)廠(chǎng)商產(chǎn)品線(xiàn)中地位最高、配置最強(qiáng)的產(chǎn)品，是品牌的門(mén)面和招牌，是大多數(shù)消費(fèi)者渴望擁有的頂尖產(chǎn)品。時(shí)間來(lái)到2020年，我們見(jiàn)到智能手機(jī)行業(yè)再次出現(xiàn)了諸多的技術(shù)革新，今年的旗艦手機(jī)相比從前又有了一些變化。

2020年的旗艦手機(jī)該是怎樣？相信這是大多數(shù)數(shù)碼愛(ài)好者們最熱衷于想象的場(chǎng)景。我們認(rèn)為，能夠被稱(chēng)得上是“旗艦手機(jī)”的產(chǎn)品都應(yīng)該要有一些共通點(diǎn)，例如在外觀(guān)設(shè)計(jì)、功能配備、硬件配置這些方面都要達(dá)到一個(gè)比較高的水準(zhǔn)。

隨著Galaxy S20和小米10的發(fā)布，全球市場(chǎng)開(kāi)始迎來(lái)了5G旗艦新機(jī)潮。從中可以看出，今年的旗艦手機(jī)，攝像頭依然是升級(jí)重點(diǎn)，譬如小米10的一億像素和Galaxy S20 Ultra的一百倍變焦。

不出意外的話(huà)，即將到來(lái)的華為P40和OPPO Find X2也都會(huì)采用索尼的新CMOS（支持全像素對(duì)焦技術(shù)），勢(shì)必會(huì)掀起一波新的“影像大戰(zhàn)”。

而在這些轟轟烈烈的參數(shù)風(fēng)暴之外，一個(gè)新的技術(shù)正在崛起：ToF。

ToF究竟是什么

實(shí)際上，ToF這個(gè)詞我們已經(jīng)聽(tīng)了得有兩年。

早在2018年，我們就見(jiàn)識(shí)到了ToF，OPPO R17 Pro和vivo NEX雙屏版都搭載了ToF影像系統(tǒng)，而到了2019年，華為、三星等旗艦也上馬了ToF。

那ToF究竟是什么？

ToF，全名“Time-of-Flight”（飛行時(shí)間測(cè)距法），是3D深度攝像頭的其中一種方案。

而除了ToF之外，我們常見(jiàn)的3D深度攝像方案還有兩種：雙目測(cè)距和結(jié)構(gòu)光測(cè)距。

“奢侈”的雙目測(cè)距

雙目測(cè)距的原理很好理解：請(qǐng)諸位來(lái)做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，兩臂向前伸直，同時(shí)雙手食指對(duì)指，在睜開(kāi)雙眼的時(shí)候，我們很輕易就能讓兩指指尖相碰；然而在閉上一只眼睛的時(shí)候，我們往往就無(wú)法做到指尖相碰。

這就是“雙目效應(yīng)”，因?yàn)槿说碾p眼就是為了在不同的視角觀(guān)察物體，并在大腦中將兩個(gè)圖像信息結(jié)合，生成三維圖像（距離感）的原理。

而雙目測(cè)距也是如此，兩個(gè)攝像頭（Stereo Camera）拍攝同一物體，因?yàn)閿z像頭之間的空隙，理論上就可以構(gòu)建出一個(gè)物體的三維模型。

只要知道兩個(gè)攝像頭之間的距離，計(jì)算偏角，就可以得出物體到攝像頭的距離。

但與此同時(shí)，雙目攝像頭帶來(lái)的計(jì)算量將會(huì)陡然升高，并且，兩個(gè)攝像頭的間距一定要越大越好，否則達(dá)不到最佳效果。

曾經(jīng)，Google嘗試過(guò)在手機(jī)上使用雙攝構(gòu)建深度圖像，推出了Project Tango。

在工程機(jī)上，它是這樣子的：

在這款工程機(jī)上，Google內(nèi)嵌了英特爾的RealSense ZR300模組，包括1個(gè)紅外雙目傳感器，1個(gè)1080P的RGB傳感器，1個(gè)魚(yú)眼鏡頭，1個(gè)紅外激光發(fā)射器，加上1個(gè)閃光燈。

而谷歌宣稱(chēng)，它在功能上也很強(qiáng)大：支持感知測(cè)繪，三維場(chǎng)景建模，運(yùn)動(dòng)跟蹤，以及AR技術(shù)等，是Project Tango的集大成者。

然而，為了實(shí)現(xiàn)“雙目測(cè)距”，谷歌的左右攝像頭岔開(kāi)了一個(gè)手機(jī)的高度，這在消費(fèi)級(jí)手機(jī)上是根本不可能實(shí)現(xiàn)的。

而除了對(duì)距離有要求外，雙攝像頭帶來(lái)的最直接的結(jié)果就是運(yùn)算量的提高，同時(shí)，它在低光環(huán)境下運(yùn)行不佳，無(wú)法在夜間使用。

所以，目前的雙目測(cè)距，主要還是在不擔(dān)心運(yùn)算性能性能和距離的高端汽車(chē)上使用。

曾“高精尖”的結(jié)構(gòu)光

而在2017年，蘋(píng)果公司帶來(lái)了他們的深度構(gòu)思：結(jié)構(gòu)光。

和雙目測(cè)距相比，結(jié)構(gòu)光只需要一個(gè)激光發(fā)射器和一顆攝像頭進(jìn)行接收。

結(jié)構(gòu)光采用的是“形變”原理，當(dāng)光打到物體表面時(shí)候，勢(shì)必會(huì)因?yàn)槲矬w表面的凹凸不平導(dǎo)致投影偏移。攝像頭可以記錄并進(jìn)行分析，產(chǎn)生深度圖像。

而在iPhone X上，蘋(píng)果將這項(xiàng)技術(shù)放到了人臉識(shí)別中，由于投放的是點(diǎn)陣，夜間也可以很好地工作，同時(shí)距離要求相比雙目攝像低很多。

在iPhone X推出的一年后，OPPO Find X，小米8探索版均搭載了結(jié)構(gòu)光模組。

然而，在2020年的今天，“結(jié)構(gòu)光”已然不吃香。

為了保證識(shí)別精度，點(diǎn)陣投影器和接收器需要保留一定的距離，iPhone X 上的 3D 結(jié)構(gòu)光就需要 25 毫米左右，“大劉?！笔冀K不美觀(guān)。

其次，結(jié)構(gòu)光不抗強(qiáng)光，白天投射出來(lái)的激光點(diǎn)陣，很容易被強(qiáng)自然光淹沒(méi)。

并且，當(dāng)物體距離相機(jī)較遠(yuǎn)時(shí)，物體上投射到的圖像或光點(diǎn)越大，精度也越差，所以，結(jié)構(gòu)光近距離體驗(yàn)占優(yōu)，但無(wú)法在遠(yuǎn)距離上發(fā)揮優(yōu)勢(shì)（大多在1米內(nèi)）。

“互補(bǔ)”的ToF

而ToF開(kāi)始受到人們親睞，也受益于小模組。

和結(jié)構(gòu)光投射點(diǎn)陣不同的是，ToF投射的是一整個(gè)面，根據(jù)紅外線(xiàn)的反射時(shí)間來(lái)計(jì)算深度信息，所以，發(fā)射器與攝像頭越近，精度就越高。

并且，ToF的測(cè)量范圍達(dá)數(shù)米，并且不容易被強(qiáng)光所影響。

所以，我們可以看到，部分廠(chǎng)商不僅在后置鏡頭上安裝了ToF，前置攝像頭上也上了ToF，作為人臉識(shí)別的支持硬件。

而一向固執(zhí)的蘋(píng)果也動(dòng)了心，根據(jù)目前的情報(bào)，今年的新iPhone將會(huì)在后置攝像頭上上馬ToF模組。

但是，盡管ToF體積小巧，測(cè)量范圍遠(yuǎn)，但它也有著自己的缺點(diǎn)。

最致命的就是分辨率低，目前手機(jī)結(jié)構(gòu)光方案可以支持1280*800的分辨率，而TOF目前主流的分辨率為240*180。

并且，ToF的模組盡管小巧，但其復(fù)雜程度一點(diǎn)都不遜于結(jié)構(gòu)光（內(nèi)部走線(xiàn)和外部封裝都有要求），發(fā)熱量也不小。

并且，TOF使用的紅外傳感器也比比結(jié)構(gòu)光貴很多。而我們前文講到，部分廠(chǎng)商將ToF技術(shù)用到了人臉識(shí)別上，而為了解決分辨率問(wèn)題，廠(chǎng)商只能再加一個(gè)紅外傳感器，來(lái)感知人臉，進(jìn)行解鎖支付。

ToF和結(jié)構(gòu)光之爭(zhēng)：各取所需

事實(shí)上，ToF和結(jié)構(gòu)光各有千秋：結(jié)構(gòu)光適合距離短的精密識(shí)別，而ToF適合大范圍的場(chǎng)景識(shí)別，前攝用結(jié)構(gòu)光，后攝ToF，才是最理想的方案。

只不過(guò)，在目前“深度信息”的玩法還沒(méi)被摸透，廠(chǎng)商都在相對(duì)保守的場(chǎng)景需求之下進(jìn)行開(kāi)發(fā)。而除了蘋(píng)果之外，如今也很少有人去用“劉?！眮?lái)面部解鎖，屏下指紋它不香嗎？

如果說(shuō)安卓后攝ToF還沒(méi)有找到合適的落地場(chǎng)景的話(huà)，那么蘋(píng)果的結(jié)構(gòu)光也是如此。模組大小遲遲降不下來(lái)，也無(wú)法做屏下處理，讓iPhone的“顏值”毫無(wú)競(jìng)爭(zhēng)力。

說(shuō)到底，這還是一個(gè)“技術(shù)概念大于技術(shù)落地”的時(shí)代。

可以預(yù)見(jiàn)，今年安卓旗艦，依舊會(huì)秉著“人無(wú)我有”的精神，在ToF的玩法上多下功夫。

而“我全都要”的蘋(píng)果，可能就比較難受了。