爲什麼說 TOF 3D 技術是手機圈的下一個風口?

手機同質化的問題,愛範兒在《OPPO 和 vivo 的機械美學,滿足了所有人對智能手機的創新渴望》一文中就已經提到過——

是不是所有手機都要長得和 iPhone X 一個樣?

但 vivo 用 NEX 這款機型來告訴你,不。

為什麼說 TOF 3D 技術是手機圈的下一個風口?

在這兩年裡,手機廠商在手機外觀上的「創新」精力都花在了提升屏佔比身上,在度過清一色的 18:9 全面屏後,跟隨著 iPhone X 的腳步,19:9 的「劉海屏」也在今年內大幅普及。原因無他,提升屏佔比和正面傳感器這又是一個「魚與熊掌」的問題,難以兼得的妥協下才造就了屏幕頂部那個難看的「劉海」。

但還好,作為份額排名靠前的廠商,vivo 和 OPPO 仍然有著自身的獨立思考。NEX 和 Find X 的誕生,就是最好的證明。

vivo 在 MWCS 上秀肌肉已成為慣例。在去年展出了「屏幕指紋識別」技術後,今年 vivo 在 MWCS 2018 的展會現場發佈了「TOF 3D 超感應技術」。未來,它將為智能終端賦予廣闊的應用場景,為行業探索更多可能。當前,這項技術首先為用戶解決的,是讓面部識別更準確、更安全。

為什麼說 TOF 3D 技術是手機圈的下一個風口?

雖說目前已經有很多機型,只需要簡單的前置攝像頭,就能實現 2D 層面上的面部識別。但就準確性和安全性而言,基於 2D 平面的面部識別,可以輕易被平面圖像所破解。要想提高安全性,還是要在硬件和技術層面上入手,將平面 2D圖像往立體 3D圖像方向進發。

TOF 是什麼?為何要選擇 TOF?

目前可應用在智能手機上的 3D 深度攝像有三種方案可選:雙目成像、結構光、TOF。

首先「雙目成像」相對難以在智能手機上應用,該技術的缺點在於算法非常複雜、容易受到環境因素干擾、依賴環境光源,暗光場景表現不佳,造價成本高,微型化困難。

為什麼說 TOF 3D 技術是手機圈的下一個風口?

另外,iPhone X 所領銜的 Face ID——3D結構光技術,在可用性上已得到了驗證。但其高昂的成本和碩大的傳感器,都與智能手機行業需要批量生產和微型化方向不符,而且容易受到強光 光照影響。

為什麼說 TOF 3D 技術是手機圈的下一個風口?

而 vivo 選擇的TOF 則是一種相對穩定高效的方案。TOF 是 Time Of Flight (飛行時間)的縮寫,這是一項深度攝像技術。測算近紅外光線自發射後遇到對象後反射到傳感器的時間,配合恆定光速可輕易得出傳感器與對象之間的距離和深度信息。

為什麼說 TOF 3D 技術是手機圈的下一個風口?

在投射了一整面近紅外光幕後,接收反射光來計算出每個點的深度,就能還原物體表面形貌,形成 3D 立體視覺。

為什麼說 TOF 3D 技術是手機圈的下一個風口?

雖然 TOF 技術早已在物流、安防、醫療乃至無人駕駛等領域大顯身手,但量產應用在消費級電子產品上仍不多見。

事實上,TOF 原本就是一項快速、易於安裝、簡單且成本效益高的技術,相比起 3D 結構光技術來說,有著更多優勢可言。

為什麼說 TOF 3D 技術是手機圈的下一個風口?

首先是功耗和效率上的表現。

TOF 在機器視覺應用中有較為廣泛的應用,區別於傳統相機,TOF 傳感器能夠直接獲得深度和強度信息。由於深度信息和物體的顏色無關,光速等物理信息均為已知,因此通過相對簡單的算法就可以將對象從背景當中分離出來,準確地呈現對象,同時降低了對於性能和功耗的需求。

為什麼說 TOF 3D 技術是手機圈的下一個風口?

相比起結構光技術,TOF 有著更低的功耗和反應速度。按照 vivo 官方所述,vivo TOF 3D 超感應技術的有效深度信息點達到了30萬個,為結構光技術(Structured light)的10倍,成像深度更加精確細緻。

為什麼說 TOF 3D 技術是手機圈的下一個風口?

除此以外,TOF攝像頭的體積相比結構光的組件更加小巧,無需再留出「劉海」和更多的機身內部空間來獲得 3D 深度攝像功能,從而達到「魚與熊掌均可兼得」的理想效果。

畢竟,我們從 NEX 當中就可以看出,vivo 對全面屏手機的理解,仍然是「不以破壞形態的完整性為代價」。

TOF 不僅是解個鎖那麼簡單

其實vivo 決心要研發 TOF 3D 超感應技術,並不是為了解個鎖那麼簡單,包括未來應用相同技術的智能手機,都不只是為了解鎖一個功能而去用上 TOF。

為什麼說 TOF 3D 技術是手機圈的下一個風口?

實際上,由於TOF 具備有效深度信息高、工作距離遠、結構佈局靈活、應用場景豐富等優勢,在功能上除了能提升 3D 深度攝像所帶來的安全性以外,還能滿足用戶對於立體視覺體驗的更多期待,帶來更多新玩法。

得益於更低的功耗,TOF 能夠在低功耗的情況下實時回傳清晰準確地 3D 立體圖像。以vivo為例的 TOF 3D 超感應技術的工作距離長達 3 米,這無形中也進一步拓展了智能手機在AR 和 MR 的場景應用。

例如在發佈會上,vivo 就舉出了 TOF 方案的三個場景應用案例:3D 試衣、MR 體感遊戲以及3D 拍照。這三項功能,都是 TOF 技術特性在生活場景化當中的延伸引用。

為什麼說 TOF 3D 技術是手機圈的下一個風口?

近期較為火爆的 MR 類遊戲,透過 vivo TOF 技術來實現也變得簡單許多。把 TOF 傳感器放置在玩家身前一段距離,就能實時追蹤到玩家的活動狀態。

同樣地,映射識別用戶的全身範圍後,概念中的「雲試衣」也能夠變為現實,但要普及這項功能還需要商家和平臺方面的支持才能落地。

為什麼說 TOF 3D 技術是手機圈的下一個風口?

而主打 AI 美顏的自拍功能也能借助 TOF 3D 超感應技術,來提供更加「精修」的美顏效果。首先要做的就是為用戶的頭部進行 3D 建模,獲得了面部信息後,再通過 AI 美顏算法提供更為精細的美顏和背景虛化效果。在 TOF 的加持下,調整人像光效、加入背景虛化甚至在全身美體方面,都能變得更加精準好用。

但回過頭來看,正如每個新技術剛推出時的窘境,就目前的體驗而言,vivo TOF 技術雖然在硬件方面基本完善並即將投入量產,可軟件端的適配和交互體驗上還是剛剛起步而已。

為什麼說 TOF 3D 技術是手機圈的下一個風口?

不過所幸的是,從 vivo 在今年 MWCS 的發佈會上看,vivo TOF 3D 超感應技術再次獲得了微信團隊的認可,併成功支持微信人臉識別支付功能,成為國內首家支持微信人臉識別支付的手機廠商。

為什麼說 TOF 3D 技術是手機圈的下一個風口?

雖然 vivo TOF 3D 超感光技術在 MWCS 上,是以「魔改」的原型機的姿態亮相,但從以往的經驗來看,vivo 在推動屏幕指紋的效率還是非常驚人的。從去年的首發展示到今年多款產品的商用量產,從概念到量產中間所耗費的時間並不算多,相信 TOF 也會擁有類似的節奏。

在發佈會後,vivo 軟件部門的技術專家臧亞奎,在專訪中透露,vivo 的 TOF 3D 超感應技術已經達到了可量產的狀態,而擁有 TOF 技術的新品最快將會在今年下半年與消費者見面。

TOF 會引領新一輪的「軍備競賽」嗎?

智能手機除了追求更好的交互體驗以外,帶來一些「差異化」特性,才能在線上線下市場當中,給予消費者們更深刻的印象。vivo 的「屏幕指紋識別」和「零界全面屏」就是很好的例子,為智能手機行業引入了不一樣的東西。

如今,vivo 的屏幕指紋技術已經發展到第三代,識別速度和準確率都趨向成熟,不但 vivo 旗下已有多款產品搭載了這項技術,當下其他廠商也開始逐步跟進屏下指紋,以提升自家全面屏產品的競爭力。

為什麼說 TOF 3D 技術是手機圈的下一個風口?

而圍繞面部識別功能,從 2D 平面化轉向 3D 立體應該是大勢所趨的表現。vivo 選擇 TOF 為 3D 視覺領域的到來提前佈局,可以算得上又是一次大膽的嘗試,試圖避開 iPhone 已經走過的路,並尋找更優解決方案,這樣激進的舉動對於 vivo和看客來說都並不陌生。

至於結構光和 TOF 這兩種方案,究竟哪一種更適用於消費級智能手機市場?那就要看下半年 vivo 發佈量產新品後,由市場和消費者去進行判斷了。

為什麼說 TOF 3D 技術是手機圈的下一個風口?

誠然,消費者的需求已經非常明顯,他們不但想要差異化強個性化足的產品,而且還希望擁有提升體驗效率的表現。由此可見,繼屏幕指紋之後,3D 面部識別技術或許也將引起智能手機新一輪的「技術博弈」。


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