科普：iPhone 12搭载的激光雷达是啥黑科技？

　　苹果iPhone 12的到来不仅补齐了5G短板，加速5nm芯片落地应用，更通过多项先进技术引入带来应用层面的革新。比如首次引入iPhone 12的激光雷达，不仅可以在手机端带来更强大的摄影能力及AR应用，更是未来智能万物的“慧眼”。

　　丝毫不夸张的说，机器3D视觉伴随着未来智能汽车的爆发，而成为未来科技领域新风口!在iPhone 12发布前夕，先让我们来看看激光雷达究竟是啥黑科技。

　　3D感知技术原理

　　目前3D感知技术分为双目测距、3D结构光，以及TOF飞行时间三大流派。以前手机后摄模组通过双目测距法来获取物体的3D信息，这种方式需要调用两颗以上的摄像头，通过视觉差计算出物体的深度信息，大量耗费电力和计算资源，且精度和速度都相对较低。

　　主流3D视觉方案对比

　　而在iPhone X之后，苹果首次推出3D结构光技术的Face ID，并一下子带火了3D视觉应用。3D结构光技术通过红外光投射到物体上约3万个点阵，通过这些点阵的深度信息来描绘物体3D结构，其精度高但有效距离很近，因此更适合作为前置刷脸支付。

　　而TOF则为飞行时间法，顾名思义就是通过光源飞行投射到物体上的时间来计算深度信息。相对于3D结构光的点阵投射，TOF则是一面均匀的光源，虽然精度上逊色于3D结构光，但是速度更快，距离更远，范围更大，更适合3D建模、强化拍摄、AR应用。

　　苹果激光雷达解读

　　其实在最新款iPad Pro发布时，苹果就引入了激光雷达扫描仪(LiDAR)。当然苹果的激光雷达扫描仪仍属于TOF技术流派中的一个分支，只是把传统的红外光换成了闪光激光模式，这令其获得更高的精度、更快的速度、更强的抗干扰性，相比以前可谓质的飞跃。

　　苹果激光雷达引入iPhone 12

　　事实上苹果LiDAR激光雷达厉害之处还不仅于此，苹果是第一个将DTOF技术商用化的消费级硬件公司，这里就需要解读iTOF和DTOF两个分支的差异。简单的说，主流手机常用的是iTOF方案，而苹果LiDAR则为DTOF，前者精度为厘米级，而后者则为毫米级。

　　当初iPad Pro引入LiDAR激光雷达，是因为苹果将其从娱乐工具定义为生产力工具，因为高精度的3D建模能力在很多领域拥有者极大的商用价值。而此次苹果把LiDAR激光雷达下放到iPhone 12 Pro当中，显然苹果吃透了这项技术，并赋予iPhone更高的应用价值。

　　激光雷达有什么用

　　iPhone 12引入LiDAR激光雷达最直接的用途显然就是增强拍摄及AR应用的能力，其中我们在日常应用中收益最大的当属拍摄能力的提升。LiDAR激光雷达解决的是拍摄中对焦的部分，不仅对焦的精度更高，甚至在完全黑暗的地方完成对焦。

　　激光雷达眼中的世界

　　精准的对焦不仅可以让你获得一幅清晰锐利的照片，而且还能够通过LiDAR激光雷达强大的3D视觉能力把人物从环境中以更高的精度剥离出来，并通过算法进行机内多张合成，从而形成更符合真实光学特性的照片，足以媲美单反相机的拍摄效果。

　　而在AR的部分，因为LiDAR激光雷达带来的更高精度的3D建模能力，无疑对于强化AR应用起到了关键性的提升。据悉，LiDAR激光雷达所能实现的虚实遮挡效果已经达到了几乎“无法区分真假”的地步，AR虚拟出来的物体已经高度融合于实景当中。

　　新的技术战场形成

　　仅需一部手机，房产经纪就能瞬间完成房屋建模，配合VR实现远程3D实景看房。激光雷达扫地机器人能分辨物体3D形态，绕开宠物粪便避免“粪发涂墙”的尴尬。这些只是3D激光雷达的小把戏，未来机器人、自动驾驶、工业自动化等领域价值不可估量。

　　利用激光雷达快速3D建模

　　至于未来智能汽车乃至万物互联是多么大的一片蓝海，便不需要我再赘述。遗憾的是，自苹果iPhone X发布的那一刻，其实我们在3D感知领域就已经起步晚了。事实上目前苹果和微软等美国科技巨头垄断了大量的相关技术专利，新的技术壁垒正在形成当中。

　　但3D感知作为新兴技术仍存在追赶的机会，比如华为公司在3D感知领域拥有巨大研发投入，华为Mate或P系列旗舰型号均配备3D深感摄像技术。此外华为近期宣布加入激光雷达战局，布局未来的智能汽车产业。国内配套企业也在快速成长，产业链条正在形成。

　　结束语：

　　如果把芯片比喻人类的大脑，那3D感知就像双眼一样重要。在3D感知的新赛道上，以苹果为首的美国科技巨头再次抢跑成功，我们只有更奋力追赶才能避免技术壁垒再次形成。