3月18日晚,蘋果又悄悄地在線上發(fā)布了幾款新品,此番新品中的“C位”,毫無疑問是最新的 iPad Pro,它更新了諸多吸引人的特性,“你的下一臺電腦,何必是電腦”,蘋果顯然很有信心。
在諸多新的特性中,有一項功能被蘋果放在了優(yōu)先級很高的位置上進(jìn)行宣傳,那就是全新的攝像頭模組。
這個一語雙關(guān)的“深入”,代表著蘋果引入了一項全新的技術(shù)——激光雷達(dá) (LiDAR 光探測和測距) ,這枚“沒睜眼”的攝像頭,其實并不能拍照,那么它到底是干嘛的?
啥技術(shù)?能干嘛?
蘋果采用的激光雷達(dá) LiDAR,全名是 Light Detection and Ranging,簡單來說,發(fā)射脈沖激光投射到物體上,再返回傳感器中,從而測量目標(biāo)的距離、形狀、體積等,這個過程是納秒級別的。蘋果沒有在宣傳材料中采用 ToF(Time of Flight) 這樣的叫法,但是技術(shù)原理是差不多的,LiDAR 是實現(xiàn)飛行時間計算的一種方式。
LiDAR 發(fā)射的光波存在兩種調(diào)制方式:直接飛行時間(Direct-ToF)測量和間接飛行時間(Indirect-ToF)測量,直接測距, 是通過發(fā)射、接收光并測量光子飛行時間,直接計算確定距離,而非直接測距iToF,是通過測量發(fā)射波形和接收波形間的相位差來換算,從而確定距離,直接測距擁有響應(yīng)快、功耗低等優(yōu)勢,但同時成本也會更高。
此前,OPPO 和 LG 在手機上采用的均是間接飛行時間,而蘋果此項技術(shù)采用的是相對更復(fù)雜的直接飛行時間。
而和傳統(tǒng)的紅外 ToF 相比,LiDAR 的精度更高,因此常被應(yīng)用在地圖繪制、三維建模、體積測定等場景,比如自動駕駛、航空航天。
蘋果引入此項技術(shù),并不是為了拍照,而是為了 AR,蘋果表示,支持 ARKit 的應(yīng)用程序都將自動獲得 LiDAR 所能提供的特性,并且能極大地縮短 AR 建模的速度,提高測量精度,降低抖動、錯位的情況。比如 AR 尺子能更準(zhǔn)了,室內(nèi)設(shè)計時的建模能快了。
蘋果還演示了一款名為《熾熱熔巖(Hot Lava)》的游戲,游戲通過 LiDAR 對客廳進(jìn)行建模,再加入巖漿特效,玩家可以跳到家具上躲避熔巖。
蘋果把過去應(yīng)用在汽車、飛機上的模組做小,集成到薄薄的 iPad 中,如何在如此小的體積下實現(xiàn)高精度的測量,是這套技術(shù)的核心。蘋果并沒有采取市面上第三方的雷達(dá)供應(yīng),而是選擇了自己研發(fā)。蘋果本身還會融合自家的算法以及攝像頭技術(shù),根據(jù)蘋果官方的介紹,iPadOS 采用全新深度架構(gòu),可以和激光雷達(dá)探測到的深度點、兩個攝像頭和運動傳感器捕捉的數(shù)據(jù)相結(jié)合,并通過 A12Z 仿生芯片的計算機視覺算法來進(jìn)一步優(yōu)化,以更詳細(xì)地理解場景。
和過去所有的技術(shù)一樣,蘋果針對 LiDAR 也布局已久。
映維網(wǎng)報道,2018 年 11 月,美國專利及商標(biāo)局公布了一份與深度攝像頭相關(guān)的蘋果專利。專利文件顯示,蘋果正在優(yōu)化深度攝像頭,主要是與光電感應(yīng)組件有關(guān),蘋果有意將 LiDAR 與 VCSEL(垂直腔面發(fā)射激光器)技術(shù)進(jìn)行結(jié)合,探索 MR、ToF、以及 AR 上的應(yīng)用。
2019 年 4 月,路透報道稱, 蘋果公司正在與多家 LiDAR 供應(yīng)商公司談判,知情人士表示,蘋果正在尋求比當(dāng)前技術(shù)更小、更便宜、更容易批量生產(chǎn)的 LiDAR 傳感器,目標(biāo)是必須要有“革命性設(shè)計”?,F(xiàn)在看來,蘋果想要的革命性,也許就是讓 LiDAR 走入消費級數(shù)碼當(dāng)中,而不只是應(yīng)用于自動駕駛。
蘋果能否再次引領(lǐng)行業(yè)風(fēng)向?
種種消息顯示,在 iPad 上試水后,今年秋天,旗艦版的 iPhone 新機也會搭載類似的技術(shù),從而讓更多的消費者能夠接觸到 LiDAR 技術(shù)。
實際上,過去一段時間,國內(nèi)外廠商針對三維建模、測距等技術(shù)都進(jìn)行過相關(guān)探索,也有產(chǎn)品推出。
2018 年 10 月,OPPO 推出的 R17 Pro 就搭載了 ToF 鏡頭,能夠?qū)崿F(xiàn)三維建模、測距、AR 尺子等功能,但很顯然,這樣便娛樂的非剛需,沒能掀起什么水花;同年 12 月,榮耀發(fā)布的 V20 也搭載了 ToF 鏡頭模組,推出了 3D Qmoji、AR合影、趣味變妝等功能,但依然沒什么反響。
除了手機廠商,類似 Keep 這樣的互聯(lián)網(wǎng)公司,針對健身這一場景,也有推出包含 ToF 技術(shù)的硬件。
都沒有探索出能被廣泛接受的應(yīng)用場景,究其原因,很大程度上是因為這些都是“癢點”,而不是“痛點”,有就玩幾下,沒有也沒關(guān)系,它沒有和日常最高頻的需求(比如拍照、安全等)很好地結(jié)合起來,成為類似超廣角拍照、指紋識別這樣不可替代的技術(shù)。
iPad 與 iPhone 的引入,會讓 LiDAR、ToF 功能再次走入行業(yè)的主流視野,蘋果也就被寄予了引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的重任。
而從蘋果演示和介紹的場景來看,也沒有超出此前三維建模暢想的一些應(yīng)用,不過樂觀來看,量變引起質(zhì)變,更高的精度與速度,可能會讓整套技術(shù)使用的體驗更佳,從而使得一些場景具備實用價值。蘋果官方表示,已經(jīng)向開發(fā)者釋出 iPad Pro 的 ARKit,并預(yù)告在今年稍后帶來對應(yīng)的 AR 應(yīng)用,涵蓋生活、醫(yī)學(xué)、游戲、建筑等不同方向的應(yīng)用。也許,AR 換裝、試衣之類的場景會受到歡迎?
而除了應(yīng)用生態(tài),蘋果也會帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。
ToF 模組也包括一個完整的上下游,包括傳感器芯片、模組、算法、以及VCSEL(垂直腔面發(fā)射激光器)等等,此前,國產(chǎn)廠商采用的 ToF 模組,芯片主要來自索尼,攝像頭模組來自舜宇光學(xué)和歐菲光。
集微網(wǎng)消息顯示,蘋果采用的 3D 模組還是由夏普(鴻海)和 LG 提供,而配合 ToF 用到的 VCSEL 激光器則是由蘋果公司自主設(shè)計交給穩(wěn)懋代工,后者與宏捷科是主要的激光器供應(yīng)商。
產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)后,相關(guān)模組的價格也會下降,不會對整機的價格有明顯的影響,比如新的 iPad Pro 就是加量不加價,未來這一技術(shù)有望下放到中低段 Android 機上,屆時市場規(guī)模會有明顯提升。
行業(yè)普遍認(rèn)為,5G 時代 AR/VR 會得到爆發(fā),屆時,ToF 將作為設(shè)備與現(xiàn)實的窗口,得到更廣泛的應(yīng)用,不過這不是短時間內(nèi)能看到的成果,更多的是為未來布局。蘋果的入局是一個節(jié)點,2020 年,也許真正會成為 ToF 與消費級 LiDAR 的元年。