結(jié)構(gòu)光與TOF是未來手機(jī)的必備？看這篇文章秒懂
說起全面屏?xí)r代的解鎖方式，前有屏下指紋后有結(jié)構(gòu)光。屏下指紋識別技術(shù)想必大家都很熟悉，現(xiàn)在國內(nèi)主攻全面屏規(guī)劃的智能機(jī)產(chǎn)品大多選擇了屏下指紋規(guī)劃，很大程度上加速了屏下指紋技術(shù)的普及。相反，采用結(jié)構(gòu)光技術(shù)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(gè)全球最成功的智能機(jī)品牌，最新的產(chǎn)品均選擇了結(jié)構(gòu)光技術(shù)。
隨著結(jié)構(gòu)光技術(shù)登場，TOF（飛行時(shí)間）技術(shù)也開始進(jìn)入消費(fèi)者的視野。由于其技術(shù)原理和結(jié)構(gòu)光技術(shù)相似而引起了不少消費(fèi)者的關(guān)心。但結(jié)構(gòu)光技術(shù)與TOF技術(shù)有何差別？兩者的使用范圍又是否一致呢？
結(jié)構(gòu)光技術(shù)與TOF技術(shù)原理
以搭載有結(jié)構(gòu)光技術(shù)的iPhone X為例，其搭載的點(diǎn)陣投影儀在工作時(shí)可以投射出30000個(gè)光點(diǎn)到被測物體上。同時(shí)紅外鏡頭開始工作，通過讀取點(diǎn)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(zhǔn)的3D數(shù)據(jù)圖。
簡單來說，結(jié)構(gòu)光技術(shù)是利用光學(xué)手段拍攝物體的三維結(jié)構(gòu)，再將獲得到的信息進(jìn)行深入處理的技術(shù)。
TOF技術(shù)同結(jié)構(gòu)光技術(shù)不一樣，其發(fā)射的是連續(xù)不斷的“面光源”。光線遇到不可穿透物體會(huì)發(fā)生反射。利用這一原理，通過記錄反射光達(dá)到接收器的時(shí)間，由于光速和光波長已知，理論上便能快速計(jì)算出光源與物體的距離，由此得到一張被測物體的3D圖像。
現(xiàn)在來說，結(jié)構(gòu)光技術(shù)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(diǎn)在于算法簡單，但功耗較大；后者優(yōu)點(diǎn)在于透過率高、能耗低，但對于技術(shù)能力要求相對更高。但無論是哪種方案，都可能會(huì)出現(xiàn)光信息衰減的問題，其使用距離不可避免受到限制。而TOF方案由于是運(yùn)用面光源，理論上只要提升發(fā)射功率，就能夠保證足夠的使用距離。
對比來看，結(jié)構(gòu)光技術(shù)功耗更小，技術(shù)更成熟，更適合靜態(tài)場景。而TOF方案在遠(yuǎn)距離下噪聲較低，同時(shí)擁有更高的FPS，因此更適合動(dòng)態(tài)場景。現(xiàn)在，結(jié)構(gòu)光技術(shù)主要使用于解鎖以及安全支付等方面，其使用距離受限。而TOF技術(shù)主要用于智能機(jī)后置攝影，并在AR、VR等領(lǐng)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(yù)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_(dá)到108.9億美元，到2023年市場空間有望達(dá)到180億美元。其中智能機(jī)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(yù)測，隨著國內(nèi)廠商開始在結(jié)構(gòu)光領(lǐng)域發(fā)力，2019年國內(nèi)結(jié)構(gòu)光市場規(guī)模有望達(dá)到40億美元規(guī)模，滲透率在25%左右。
現(xiàn)在結(jié)構(gòu)光方面的供應(yīng)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(shù)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(xué)和歐菲科技一同供應(yīng)。
此外，知名分析師郭明Z也表示蘋果有望在2019年iPhone中采用TOF技術(shù)。如果該傳聞為真，必將加速TOF技術(shù)的普及。
就長期發(fā)展來看，結(jié)構(gòu)光技術(shù)仍將主要用于前置解鎖與支付認(rèn)證，TOF技術(shù)則將主攻后置用于AR使用。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(shí)值得期待。
拋去TOF技術(shù)，結(jié)構(gòu)光技術(shù)與屏下指紋識別技術(shù)技術(shù)之間的競爭也是業(yè)界一大看點(diǎn)?，F(xiàn)在來看，無論是結(jié)構(gòu)光技術(shù)還是屏下指紋技術(shù)都存在使用上的缺陷。結(jié)構(gòu)光技術(shù)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(jìn)步空間。而且，結(jié)構(gòu)光技術(shù)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夠。因此，在上述問題尚未得到完全搞定之前，也許兩者共存是最好的選擇。
總結(jié)
隨著AR使用不斷深入，結(jié)構(gòu)光技術(shù)與TOF技術(shù)必將迎來爆發(fā)期。TOF技術(shù)有望真正成為智能機(jī)的眼睛，使智能機(jī)更準(zhǔn)確地感知環(huán)境，給予運(yùn)用者正確的反饋。
除了AR使用，結(jié)構(gòu)光技術(shù)也將在身份識別領(lǐng)域繼續(xù)發(fā)揮作用。可以預(yù)見，隨著技術(shù)的不斷成熟，飽受詬病的“劉海屏”問題將得到搞定。到時(shí)，也許我們就將進(jìn)入真全面屏?xí)r代了。