旗艦手機(jī),顧名思義是手機(jī)廠商產(chǎn)品線中地位最高、配置最強(qiáng)的產(chǎn)品,是品牌的門面和招牌,是大多數(shù)消費者渴望擁有的頂尖產(chǎn)品。時間來到2020年,我們見到智能手機(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)碼愛好者們最熱衷于想象的場景。我們認(rèn)為,能夠被稱得上是“旗艦手機(jī)”的產(chǎn)品都應(yīng)該要有一些共通點,例如在外觀設(shè)計、功能配備、硬件配置這些方面都要達(dá)到一個比較高的水準(zhǔn)。 隨著Galaxy S20和小米10的發(fā)布,全球市場開始迎來了5G旗艦新機(jī)潮。從中可以看出,今年的旗艦手機(jī),攝像頭依然是升級重點,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,即將到來的華為P40和OPPO Find X2也都會采用索尼的新CMOS(支持全像素對焦技術(shù)),勢必會掀起一波新的“影像大戰(zhàn)”。 而在這些轟轟烈烈的參數(shù)風(fēng)暴之外,一個新的技術(shù)正在崛起:ToF。 ToF究竟是什么實際上,ToF這個詞我們已經(jīng)聽了得有兩年。 早在2018年,我們就見識到了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”(飛行時間測距法),是3D深度攝像頭的其中一種方案。 而除了ToF之外,我們常見的3D深度攝像方案還有兩種:雙目測距和結(jié)構(gòu)光測距。 “奢侈”的雙目測距雙目測距的原理很好理解:請諸位來做一個實驗,兩臂向前伸直,同時雙手食指對指,在睜開雙眼的時候,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候,我們往往就無法做到指尖相碰。 這就是“雙目效應(yīng)”,因為人的雙眼就是為了在不同的視角觀察物體,并在大腦中將兩個圖像信息結(jié)合,生成三維圖像(距離感)的原理。 而雙目測距也是如此,兩個攝像頭(Stereo Camera)拍攝同一物體,因為攝像頭之間的空隙,理論上就可以構(gòu)建出一個物體的三維模型。 只要知道兩個攝像頭之間的距離,計算偏角,就可以得出物體到攝像頭的距離。 但與此同時,雙目攝像頭帶來的計算量將會陡然升高,并且,兩個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個紅外雙目傳感器,1個1080P的RGB傳感器,1個魚眼鏡頭,1個紅外激光發(fā)射器,加上1個閃光燈。 而谷歌宣稱,它在功能上也很強(qiáng)大:支持感知測繪,三維場景建模,運動跟蹤,以及AR技術(shù)等,是Project Tango的集大成者。 然而,為了實現(xiàn)“雙目測距”,谷歌的左右攝像頭岔開了一個手機(jī)的高度,這在消費級手機(jī)上是根本不可能實現(xiàn)的。 而除了對距離有要求外,雙攝像頭帶來的最直接的結(jié)果就是運算量的提高,同時,它在低光環(huán)境下運行不佳,無法在夜間使用。 所以,目前的雙目測距,主要還是在不擔(dān)心運算性能性能和距離的高端汽車上使用。 曾“高精尖”的結(jié)構(gòu)光而在2017年,蘋果公司帶來了他們的深度構(gòu)思:結(jié)構(gòu)光。 和雙目測距相比,結(jié)構(gòu)光只需要一個激光發(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)光打到物體表面時候,勢必會因為物體表面的凹凸不平導(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,蘋果將這項技術(shù)放到了人臉識別中,由于投放的是點陣,夜間也可以很好地工作,同時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。 為了保證識別精度,點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。 其次,結(jié)構(gòu)光不抗強(qiáng)光,白天投射出來的激光點陣,很容易被強(qiáng)自然光淹沒。 并且,當(dāng)物體距離相機(jī)較遠(yuǎn)時,物體上投射到的圖像或光點越大,精度也越差,所以,結(jié)構(gòu)光近距離體驗占優(yōu),但無法在遠(yuǎn)距離上發(fā)揮優(yōu)勢(大多在1米內(nèi))。 “互補(bǔ)”的ToF而ToF開始受到人們親睞,也受益于小模組。 和結(jié)構(gòu)光投射點陣不同的是,ToF投射的是一整個面,根據(jù)紅外線的反射時間來計算深度信息,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,作為人臉識別的支持硬件。 而一向固執(zhí)的蘋果也動了心,根據(jù)目前的情報,今年的新iPhone將會在后置攝像頭上上馬ToF模組。 但是,盡管ToF體積小巧,測量范圍遠(yuǎn),但它也有著自己的缺點。 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)雜程度一點都不遜于結(jié)構(gòu)光(內(nèi)部走線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,部分廠商將ToF技術(shù)用到了人臉識別上,而為了解決分辨率問題,廠商只能再加一個紅外傳感器,來感知人臉,進(jìn)行解鎖支付。 ToF和結(jié)構(gòu)光之爭:各取所需事實上,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別,而ToF適合大范圍的場景識別,前攝用結(jié)構(gòu)光,后攝ToF,才是最理想的方案。 只不過,在目前“深度信息”的玩法還沒被摸透,廠商都在相對保守的場景需求之下進(jìn)行開發(fā)。而除了蘋果之外,如今也很少有人去用“劉?!眮砻娌拷怄i,屏下指紋它不香嗎? 如果說安卓后攝ToF還沒有找到合適的落地場景的話,那么蘋果的結(jié)構(gòu)光也是如此。模組大小遲遲降不下來,也無法做屏下處理,讓iPhone的“顏值”毫無競爭力。 說到底,這還是一個“技術(shù)概念大于技術(shù)落地”的時代。 可以預(yù)見,今年安卓旗艦,依舊會秉著“人無我有”的精神,在ToF的玩法上多下功夫。 而“我全都要”的蘋果,可能就比較難受了。 |