从iPhone7 Plus 2倍光学变焦双摄方案的光学创新之门到OPPO潜望式5倍变焦方案，计算光学在手机上一直作为创新重头戏吸引着消费者，而iPhone8要推3D成像的传闻更是引起行业轰动，行业普遍认为这是2D成像通往3D成像的一次重大变革。
iPhone8因传感器延迟发布的消息更是不绝于耳。查阅资料发现，不管是国外网站还是国内科技网站均时刻紧盯相关事件发展最新情况。如今更有媒体报道，iPhone8不仅会继续延续上一代后置双摄像头方案，而且前置也将采用3D摄像头。
另据Zion Research预计2015—2021年，3D摄像头市场以35%的复合年增长率持续增长。由此可见3D摄像头强大的市场爆发力。
▷ 啥是3D成像
笔者获悉，通俗点来讲，3D成像就是在二维图像基础上增加了景深的信息，也就是三维的位置和尺寸信息，于是整个计算系统就获得了环境和对象的三维立体数据，在拍照的同时，获取对象的景深数据，应用于人脸识别、3D建模、室内导航、3D试衣、VR、AR、MR、物流配货、虹膜识别、手势控制，机器视觉，计算摄影等多领域。
简而言之就是传感器内集成了红外发射模组，然后通过红外模组发射和反射的时间差来计算被拍摄物体的具体及景深信息。
而3D传感器的作用在于只用一个摄像头就可实现双摄像头的景深效果，据悉，iPhone8摄像头模组由索尼提供，富士康负责提供记录景深信息的红外接收器。
根据实现方式，目前行业内所采用的主流3D成像方案约有三种，分别为结构光、TOF、双目立体成像。
“TOF测量的精准度和稳定性较好，结构光可以做得更小，功耗小，测量分辨率也相对高，奥比中光目前的方案选择的是结构光。业界偏向认为手机的前置摄像头更适合结构光方案，后置摄像头更适合TOF方案。”一业内资深人士向笔者透露。
那么究竟是什么因素驱动结构光方案在手机3D成像技术取得重大突破，并成为苹果新机的创新功能。
▷ 为何iPhone8会采用结构光方案
笔者获悉iPhone8采用结构光主要做3D建模，而实现3D建模的方案主要有两种，一种是结构光方案，另一种是TOF方案。那么究竟为何，频频传出iPhone8会选择采用结构光方案？
带着疑问，笔者查阅了大量资料和询问行业人士获悉，首先从广义来看，苹果选用3D成像作为创新“一角”和其前期布局有着密切的联系，苹果有产品链中的各个环节，相对其他手机厂商有先天的优势。
在芯片领域，早在2013年11月苹果公司以 3.45 亿美元的价格收购了以色列传感器公司 PrimeSense。这次收购是苹果公司史上最大手笔的收购之一，笔者获悉，该公司的3D扫描技术已经北极应用在超过2000万台设备上并且可被植入与智能手机及平台电脑上。
PrimeSense有一颗独立的PS1080景深算法芯片，该芯片除了能高效的处理3D景深算法，也为降低手机功耗起到举足轻重的作用，更值得一提的是，该公司研发的3D传感器为结构光方案。
而在 2015 年，苹果收购了另外一家摄像头技术公司 LinX，这家公司不仅提供了画质增强的技术，还有基于单张照片的部分 3D 建模和景深映射。2017年年初，苹果又收购了面部识别技术公司 RealFace，简言之，这一切，都和脸、3D 有关。
很显然在芯片领域，苹果芯片的布局为其结构光方案提供了强有力的支撑。
从狭义来看，采用结构光和其自身的原理、供应链有着直接关系。
“从技术上看普通双目做3D并不靠谱，而TOF的面阵传感器尚未出，结构光相对来说技术较为成熟，而且苹果3年前收购了一家最大的结构光公司，所以结构光使用概率更大一些”另一位传感器相关人士表示。
笔者获悉，结构光采用的红外CMOS传感器，主流厂家三星、OV、国内厂家格科微，产品线丰富，大Pixel，小尺寸，高动态，各大平台也有驱动的适配，制程经过手机行业大规模制造和批量出货检验。
而图像传感器的分辨率和尺寸是制约TOF在手机端的应用。
“TOF相对于结构光方案，精度高，可以达到mm级别，处理速度快，可以同时捕捉整幅画面的深度信息，但是在实际应用中摄像想过仅几百万像素，它和目前市面上1300万像素的拍照效果相差甚远，而且功耗非常大。”上述业内资深人士继续补充道“对于TOF方案来说，光源是限制其另一个因素.”
笔者获悉，结构光还有一大优势，它可通过延长快门时间来捕捉足够的光信息，而TOF是通过调制的高频脉冲来技术飞行时间的，要让传感器在这么短时间捕捉足够的光信息，把传感器单个像素的感光面积做得足够大是一大技术瓶颈。
更值得注意的是，针对3D摄像，国内外巨头都已经做相关布局，且雏形已经初现，例如意法半导体、滨松、欧司朗、艾迈斯、博通等元器件及欧菲光、舜宇、丘钛等模组生产厂商，苹果、微软、英特尔、三星、谷歌、索尼等综合系统方案商，都在抢食这块“肥肉”。
孙俐俐
2017-05-05 16:57
JJ.Huang
03-18
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