一文看懂結(jié)構(gòu)光與TOF究竟的區(qū)別！

說起全面屏時代的解鎖方式，前有屏下指紋后有結(jié)構(gòu)光。屏下指紋識別想必大家都很熟悉，目前國內(nèi)主攻全面屏設計的智能機產(chǎn)品大多選擇了屏下指紋設計，很大程度上加速了屏下指紋技術的普及。

相反采用結(jié)構(gòu)光技術的產(chǎn)品并不多，但結(jié)構(gòu)光名聲之響較屏下指紋是有之過而無不及。究其原因還在于iPhone，這個全球最成功的智能機品牌，最新的產(chǎn)品均選擇了結(jié)構(gòu)光技術。

隨著結(jié)構(gòu)光技術登場，TOF技術也開始進入消費者的視野。由于其技術原理和結(jié)構(gòu)光技術類似而引起了不少消費者的關注。但結(jié)構(gòu)光技術與TOF技術有何差別？兩者的應用范圍又是否一致呢？

結(jié)構(gòu)光技術與TOF技術原理

以搭載有結(jié)構(gòu)光技術的iPhone X為例，其搭載的點陣投影儀在工作時可以投射出30000個光點到被測物體上。同時紅外鏡頭開始工作，通過讀取點陣圖案，捕捉紅外圖像，經(jīng)過處理便能獲得一張“結(jié)構(gòu)圖”。結(jié)合前置鏡頭記錄的2D圖像，最終生成一張精準的3D數(shù)據(jù)圖。

簡單來說，結(jié)構(gòu)光技術是利用光學手段拍攝物體的三維結(jié)構(gòu)，再將獲取到的信息進行深入處理的技術。

TOF技術同結(jié)構(gòu)光技術不同，其發(fā)射的是持續(xù)不斷的“面光源”。光線遇到不可穿透物體會發(fā)生反射。利用這一原理，通過記錄反射光達到接收器的時間，由于光速和光波長已知，理論上便能快速計算出光源與物體的距離，由此得到一張被測物體的3D圖像。

目前來說，結(jié)構(gòu)光技術主要有編碼結(jié)構(gòu)光和散斑結(jié)構(gòu)光兩類。前者優(yōu)點在于算法簡單，但功耗較大；后者優(yōu)點在于透過率高、能耗低，但對于技術能力要求相對更高。

但無論是哪種方案，都可能會出現(xiàn)光信息衰減的問題，其應用距離不可避免受到限制。而TOF方案由于是使用面光源，理論上只要提高發(fā)射功率，就能夠保證足夠的應用距離。

對比來看，結(jié)構(gòu)光技術功耗更小，技術更成熟，更適合靜態(tài)場景。而TOF方案在遠距離下噪聲較低，同時擁有更高的FPS，因此更適合動態(tài)場景。

目前，結(jié)構(gòu)光技術主要應用于解鎖以及安全支付等方面，其應用距離受限。而TOF技術主要用于智能機后置攝影，并在AR、VR等領域（包括3D拍照、體感游戲等）有一定的作用。

行業(yè)現(xiàn)狀與未來發(fā)展

據(jù)Trend Force預測，未來幾年3D傳感市場規(guī)模將呈現(xiàn)幾何式增長，到2020年市場規(guī)?？蛇_到108.9億美元，到2023年市場空間有望達到180億美元。其中智能機市場的滲透率正不斷提升，從2017年的2.1%提升到2020年的28.6%。

中信建投也預測，隨著國內(nèi)廠商開始在結(jié)構(gòu)光領域發(fā)力，2019年國內(nèi)結(jié)構(gòu)光市場規(guī)模有望達到40億美元規(guī)模，滲透率在25%左右。

目前結(jié)構(gòu)光方面的供應鏈已經(jīng)較為完善，國內(nèi)廠商如丘鈦科技等已經(jīng)取得重大突破。據(jù)悉OPPO Find X的結(jié)構(gòu)光模組便是來自丘鈦科技。

TOF技術方面，有消息表示vivo已經(jīng)同松下展開合作。未來vivo的TOF產(chǎn)品模組有望由舜宇光學和歐菲科技一同供應。

此外，知名分析師郭明錤也表示蘋果有望在2019年iPhone中采用TOF技術。如果該傳聞為真，必將加速TOF技術的普及。

就長期發(fā)展來看，結(jié)構(gòu)光技術仍將主要用于前置解鎖與支付認證，TOF技術則將主攻后置用于AR應用。隨著蘋果與谷歌相繼發(fā)布新一代AR SDK，結(jié)構(gòu)光與TOF未來將與AR擦出怎樣的火花，著實值得期待。

拋去TOF技術，結(jié)構(gòu)光技術與屏下指紋識別技術之間的競爭也是業(yè)界一大看點。目前來看，無論是結(jié)構(gòu)光技術還是屏下指紋技術都存在應用上的缺陷。

結(jié)構(gòu)光技術對多角度識別精度不高，屏下指紋在識別速度以及識別區(qū)域等方面尚有進步空間。而且，結(jié)構(gòu)光技術對帶口罩等場景無能為力，屏下指紋對濕手、臟手等情況心有余而力不足。

因此，在上述問題尚未得到完全解決之前，也許兩者共存是最好的選擇。

總結(jié)

隨著AR應用不斷深入，結(jié)構(gòu)光技術與TOF技術必將迎來爆發(fā)期。TOF技術有望真正成為智能機的眼睛，使智能機更準確地感知環(huán)境，給予使用者正確的反饋。

除了AR應用，結(jié)構(gòu)光技術也將在身份識別領域繼續(xù)發(fā)揮作用。可以預見，隨著技術的不斷成熟，飽受詬病的“劉海屏”問題將得到解決。到時也許我們就將進入真全面屏時代了。