從iPhone7 Plus 2倍光學(xué)變焦雙攝方案的光學(xué)創(chuàng)新之門到OPPO潛望式5倍變焦方案，計算光學(xué)在手機上一直作為創(chuàng)新重頭戲吸引著消費者，而iPhone8要推3D成像的傳聞更是引起行業(yè)轟動，行業(yè)普遍認為這是2D成像通往3D成像的一次重大變革。
iPhone8因傳感器延遲發(fā)布的消息更是不絕于耳。查閱資料發(fā)現(xiàn)，不管是國外網(wǎng)站還是國內(nèi)科技網(wǎng)站均時刻緊盯相關(guān)事件發(fā)展最新情況。如今更有媒體報道，iPhone8不僅會繼續(xù)延續(xù)上一代后置雙攝像頭方案，而且前置也將采用3D攝像頭。
另據(jù)Zion Research預(yù)計2015—2021年，3D攝像頭市場以35%的復(fù)合年增長率持續(xù)增長。由此可見3D攝像頭強大的市場爆發(fā)力。
? 啥是3D成像
筆者獲悉，通俗點來講，3D成像就是在二維圖像基礎(chǔ)上增加了景深的信息，也就是三維的位置和尺寸信息，于是整個計算系統(tǒng)就獲得了環(huán)境和對象的三維立體數(shù)據(jù)，在拍照的同時，獲取對象的景深數(shù)據(jù)，應(yīng)用于人臉識別、3D建模、室內(nèi)導(dǎo)航、3D試衣、VR、AR、MR、物流配貨、虹膜識別、手勢控制，機器視覺，計算攝影等多領(lǐng)域。
簡而言之就是傳感器內(nèi)集成了紅外發(fā)射模組，然后通過紅外模組發(fā)射和反射的時間差來計算被拍攝物體的具體及景深信息。
而3D傳感器的作用在于只用一個攝像頭就可實現(xiàn)雙攝像頭的景深效果，據(jù)悉，iPhone8攝像頭模組由索尼提供，富士康負責(zé)提供記錄景深信息的紅外接收器。
根據(jù)實現(xiàn)方式，目前行業(yè)內(nèi)所采用的主流3D成像方案約有三種，分別為結(jié)構(gòu)光、TOF、雙目立體成像。
“TOF測量的精準度和穩(wěn)定性較好，結(jié)構(gòu)光可以做得更小，功耗小，測量分辨率也相對高，奧比中光目前的方案選擇的是結(jié)構(gòu)光。業(yè)界偏向認為手機的前置攝像頭更適合結(jié)構(gòu)光方案，后置攝像頭更適合TOF方案。”一業(yè)內(nèi)資深人士向筆者透露。
那么究竟是什么因素驅(qū)動結(jié)構(gòu)光方案在手機3D成像技術(shù)取得重大突破，并成為蘋果新機的創(chuàng)新功能。
? 為何iPhone8會采用結(jié)構(gòu)光方案
筆者獲悉iPhone8采用結(jié)構(gòu)光主要做3D建模，而實現(xiàn)3D建模的方案主要有兩種，一種是結(jié)構(gòu)光方案，另一種是TOF方案。那么究竟為何，頻頻傳出iPhone8會選擇采用結(jié)構(gòu)光方案？
帶著疑問，筆者查閱了大量資料和詢問行業(yè)人士獲悉，首先從廣義來看，蘋果選用3D成像作為創(chuàng)新“一角”和其前期布局有著密切的聯(lián)系，蘋果有產(chǎn)品鏈中的各個環(huán)節(jié)，相對其他手機廠商有先天的優(yōu)勢。
在芯片領(lǐng)域，早在2013年11月蘋果公司以 3.45 億美元的價格收購了以色列傳感器公司 PrimeSense。這次收購是蘋果公司史上最大手筆的收購之一，筆者獲悉，該公司的3D掃描技術(shù)已經(jīng)北極應(yīng)用在超過2000萬臺設(shè)備上并且可被植入與智能手機及平臺電腦上。
PrimeSense有一顆獨立的PS1080景深算法芯片，該芯片除了能高效的處理3D景深算法，也為降低手機功耗起到舉足輕重的作用，更值得一提的是，該公司研發(fā)的3D傳感器為結(jié)構(gòu)光方案。
而在 2015 年，蘋果收購了另外一家攝像頭技術(shù)公司 LinX，這家公司不僅提供了畫質(zhì)增強的技術(shù)，還有基于單張照片的部分 3D 建模和景深映射。2017年年初，蘋果又收購了面部識別技術(shù)公司 RealFace，簡言之，這一切，都和臉、3D 有關(guān)。
很顯然在芯片領(lǐng)域，蘋果芯片的布局為其結(jié)構(gòu)光方案提供了強有力的支撐。
從狹義來看，采用結(jié)構(gòu)光和其自身的原理、供應(yīng)鏈有著直接關(guān)系。
“從技術(shù)上看普通雙目做3D并不靠譜，而TOF的面陣傳感器尚未出，結(jié)構(gòu)光相對來說技術(shù)較為成熟，而且蘋果3年前收購了一家最大的結(jié)構(gòu)光公司，所以結(jié)構(gòu)光使用概率更大一些”另一位傳感器相關(guān)人士表示。
筆者獲悉，結(jié)構(gòu)光采用的紅外CMOS傳感器，主流廠家三星、OV、國內(nèi)廠家格科微，產(chǎn)品線豐富，大Pixel，小尺寸，高動態(tài)，各大平臺也有驅(qū)動的適配，制程經(jīng)過手機行業(yè)大規(guī)模制造和批量出貨檢驗。
而圖像傳感器的分辨率和尺寸是制約TOF在手機端的應(yīng)用。
“TOF相對于結(jié)構(gòu)光方案，精度高，可以達到mm級別，處理速度快，可以同時捕捉整幅畫面的深度信息，但是在實際應(yīng)用中攝像想過僅幾百萬像素，它和目前市面上1300萬像素的拍照效果相差甚遠，而且功耗非常大。”上述業(yè)內(nèi)資深人士繼續(xù)補充道“對于TOF方案來說，光源是限制其另一個因素.”
筆者獲悉，結(jié)構(gòu)光還有一大優(yōu)勢，它可通過延長快門時間來捕捉足夠的光信息，而TOF是通過調(diào)制的高頻脈沖來技術(shù)飛行時間的，要讓傳感器在這么短時間捕捉足夠的光信息，把傳感器單個像素的感光面積做得足夠大是一大技術(shù)瓶頸。
更值得注意的是，針對3D攝像，國內(nèi)外巨頭都已經(jīng)做相關(guān)布局，且雛形已經(jīng)初現(xiàn)，例如意法半導(dǎo)體、濱松、歐司朗、艾邁斯、博通等元器件及歐菲光、舜宇、丘鈦等模組生產(chǎn)廠商，蘋果、微軟、英特爾、三星、谷歌、索尼等綜合系統(tǒng)方案商，都在搶食這塊“肥肉”。
