vivo又展示了另外一個(gè)領(lǐng)先行業(yè)的「武器」——TOF 3D超感應(yīng)技術(shù)

進(jìn)入 2018 年之后，vivo 的「秀肌肉」之路有些一發(fā)而不可收。在不到六個(gè)月的時(shí)間里，vivo 先后展示并量產(chǎn)了包括屏幕指紋、升降式攝像頭、屏幕發(fā)聲、SIP 封裝音頻模塊等多個(gè)堪稱「黑科技」的技術(shù)。

6 月 27 日，在上海舉辦的 MWCS 上，vivo 又展示了另外一個(gè)領(lǐng)先行業(yè)的「武器」——TOF 3D 超感應(yīng)技術(shù)。

什么是 TOF 3D 超感應(yīng)技術(shù)？

TOF 的英文是 Time of Flight，直接翻譯過來就是「飛行時(shí)間」，它的原理是適應(yīng)特殊的發(fā)射器發(fā)出經(jīng)調(diào)制的近紅外光，紅外光線遇到人或物體后反射后再折回到接收器上，通過測(cè)算這個(gè)過程所需的時(shí)間差，來形成立體視覺。

在 vivo 展示的 TOF 3D 超感應(yīng)技術(shù)中，包含了 30 萬個(gè)可以通過這種方式進(jìn)行測(cè)距的有效深度信息點(diǎn)，將這些數(shù)據(jù)組合在一起，理論上就可以獲得被拍攝對(duì)象精準(zhǔn)的深度信息，從而為高精度的 3D 人臉識(shí)別提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

大家知道，TOF 3D 超感應(yīng)技術(shù)并不是第一個(gè)應(yīng)用在智能手機(jī)上的 3D 人臉識(shí)別技術(shù)，去年 11 月上市的 iPhone X 搭載的 Face ID 同樣是 3D 人臉識(shí)別，不過背后的技術(shù)是 3D 結(jié)構(gòu)光。

3D 結(jié)構(gòu)光的原理是使用點(diǎn)陣投影器向被測(cè)物體發(fā)射結(jié)構(gòu)光點(diǎn)，光點(diǎn)形成的陣列打到人臉后經(jīng)反射回到紅外鏡頭，通過分析光信號(hào)的變化，可以獲得高精度的 3D 點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

圖片來自 iFixit

根據(jù)蘋果的數(shù)據(jù)，iPhone X 的 3D 結(jié)構(gòu)光可以實(shí)現(xiàn)百萬分之一的安全級(jí)別，這個(gè)數(shù)字不僅讓目前安卓手機(jī)上常見的基于前置 RGB 鏡頭和 AI 算法的 2D 人臉識(shí)別望塵莫及，也要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)指紋識(shí)別五萬分之一的安全級(jí)別。

有了這樣的安全保障，蘋果也就理所應(yīng)當(dāng)?shù)赜?Face ID 徹底取代了 Touch ID，不僅用于解鎖手機(jī)，也用在了對(duì)安全要求更高的支付上。

問題來了，既然行業(yè)老大蘋果已經(jīng)開了 3D 結(jié)構(gòu)光這個(gè)頭，并且 Face ID 的速度、安全性表現(xiàn)都已經(jīng)很出色了，vivo 為什么還要做 TOF 3D 超感應(yīng)技術(shù)？

TOF 3D 超感應(yīng)技術(shù)相比 3D 結(jié)構(gòu)光的 3 個(gè)優(yōu)勢(shì)

發(fā)布會(huì)上，vivo 主要強(qiáng)調(diào)了 3 點(diǎn) TOF 3D 超感應(yīng)技術(shù)相比 3D 結(jié)構(gòu)光的優(yōu)勢(shì)。

第一是有效深度信息多。

我們上面提到了，vivo 的 TOF 3D 超感應(yīng)技術(shù)包含了 30 萬個(gè)可以進(jìn)行測(cè)距的有效深度信息點(diǎn)，而采用 DOE 衍射的 iPhone X 只有 3 萬個(gè)，而且這已經(jīng)是目前 DOE 衍射能做到的最高數(shù)量了。理論上講，有效深度信息點(diǎn)更多的 TOF 3D 超感應(yīng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)比 3D 結(jié)構(gòu)光更好的圖像品質(zhì)和細(xì)節(jié)。

也正是因?yàn)榘踩缘拇蠓嵘?，vivo 宣布已經(jīng)和微信展開了深度技術(shù)合作，目前 TOF 3D 超感應(yīng)技術(shù)已成功支持微信人臉識(shí)別支付，并將于 2018 年下半年投入商用，這意味著 TOF 3D 超感應(yīng)技術(shù)的安全級(jí)別已經(jīng)達(dá)到了支付的標(biāo)準(zhǔn)。畢竟在支付安全這件事上，無論是 vivo 還是微信，都不敢馬虎。

第二是工作距離遠(yuǎn)。

由于結(jié)構(gòu)光本身的限制，目前最長的工作距離只能到 1 米左右，而 vivo 展示的 TOF 3D 超感應(yīng)技術(shù)可以做到至少3 米的測(cè)量距離。對(duì)于人臉解鎖來說，1 米和 3 米不會(huì)對(duì)體驗(yàn)上造成什么區(qū)別，不過更遠(yuǎn)的工作距離意味著 TOF 3D 超感應(yīng)技術(shù)可以應(yīng)用在更多的場(chǎng)景中。

根據(jù) vivo 官方的介紹，TOF 3D 超感應(yīng)技術(shù)將率先應(yīng)用于人臉解鎖/支付，3D拍照（人體/人臉美顏），3D建模，3D 具象化體驗(yàn)（如3D屏幕）四個(gè)大領(lǐng)域。

舉例來說，通過使用 TOP 3D 超感應(yīng)技術(shù)獲取的全身 3D 數(shù)據(jù)，結(jié)合 AR 技術(shù)，未來用戶可以在線上遠(yuǎn)程虛擬試衣，避免買到衣服后尺碼不合適的情況。TOF 3D 超感應(yīng)技術(shù)還可以和 MR 體感游戲結(jié)合，通過快速高精度的實(shí)時(shí)建模，配合 vivo 3D 屏幕，讓用戶可以更加真實(shí)地「沉浸」在虛擬的游戲中。此外，在進(jìn)行拍照時(shí)，基于 3D 建模可以進(jìn)行捏臉，打光，虛化等修飾。

TOF 3D 超感應(yīng)技術(shù)未來的想象空間還遠(yuǎn)不止于次，在正在到來的 AR 時(shí)代，精度高且工作距離遠(yuǎn)的 TOF 3D 超感應(yīng)技術(shù)可以賦予手機(jī)「理解」真實(shí)世界的能力，為更深層次的 AR 應(yīng)用提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。另外，據(jù)傳蘋果也在考慮在后置相機(jī)上加入了類似的 TOF 3D 超感應(yīng)技術(shù)，目的當(dāng)然是 ARKit，考慮到 TOF 3D 超感應(yīng)技術(shù)巨大的潛力，這也就不難理解了。

第三個(gè)優(yōu)點(diǎn)是體積小。

為了保證識(shí)別精度，3D 結(jié)構(gòu)光的投射器和接收器需要保留一定的距離，也就是所謂的基線（baseline），iPhone X 上的 3D 結(jié)構(gòu)光需要 25 毫米左右，目前安卓陣營方案還要更長一些，帶來的結(jié)果就是 3D 結(jié)構(gòu)光模組普遍較長。反映在產(chǎn)品上，除非像 Find X 那樣通過特殊的升降式結(jié)構(gòu)把 3D 結(jié)構(gòu)光隱藏起來，否則 3D 結(jié)構(gòu)光會(huì)不可避免地導(dǎo)致「大劉?！埂?/p>

相比之下，TOF 模組的 baseline 幾乎是零，體積上可以做到非常小巧，從而給手機(jī)的設(shè)計(jì)師留下更大的發(fā)揮空間，也為消除劉海提供了可能。

選擇 TOF 3D 超感應(yīng)技術(shù)是一個(gè)艱難的決定

作為手機(jī)行業(yè)的標(biāo)桿，蘋果的每一次重大技術(shù)選擇都會(huì)深刻地影響到其他手機(jī)廠商。大多數(shù)情況下，當(dāng)蘋果選定了一種技術(shù)路線后，其他手機(jī)廠商通常會(huì)選擇「追隨」，而不是「另辟蹊徑」。

因此，當(dāng) vivo 在 3D 成像這個(gè)重要的技術(shù)點(diǎn)上，選擇繞開蘋果主導(dǎo)的 3D 結(jié)構(gòu)光，用 TOF 3D超感應(yīng)技術(shù)方案取而代之，這其實(shí)是一件并不尋常并且危險(xiǎn)系數(shù)很高的事情。

「當(dāng)初內(nèi)部還是有壓力的，因?yàn)檫@個(gè)技術(shù)涉及的投資是巨大的，vivo TOF 3D超感應(yīng)技術(shù)組件的成本比好多 CPU 都貴，這么貴的東西，如果投下去結(jié)果發(fā)現(xiàn)方向不對(duì)，那這些東西怎么辦？不但影響產(chǎn)品，還給公司的資源造成浪費(fèi)，也沒有給消費(fèi)者帶來價(jià)值，這會(huì)是難以估量的損失?！箆ivo 軟件部門負(fù)責(zé)人劉旭東在接受媒體采訪時(shí)表示。

當(dāng)然了，vivo 之所以敢于在 TOF技術(shù)應(yīng)用 上「另辟蹊徑」，前期也做了很多的準(zhǔn)備工作。

2017 年 3 月的時(shí)候，vivo 開始注意到結(jié)構(gòu)光和 TOF 技術(shù)在手機(jī) 3D 技術(shù)上的價(jià)值，隨即就開始對(duì)這兩項(xiàng)技術(shù)的研究和追蹤。

直到 2017 年 12 月，也就是在 iPhone X 正式上市一個(gè)月后，vivo 決定選擇當(dāng)時(shí)關(guān)注度并不高但前景廣闊的 TOF 技術(shù)。

在選擇 TOF 之后的 6 個(gè)月里，vivo 在 TOF 技術(shù)上投入了更大的研發(fā)精力，克服了行業(yè)內(nèi)公認(rèn)的溫漂和精度問題，這才得以能夠在本次的 MWCS 上正式對(duì)外展示 TOF 3D 超感應(yīng)技術(shù)。

采訪中，vivo 軟件部門負(fù)責(zé)人劉旭東表示，「TOF 最難的是 ID，如何把強(qiáng)大的技術(shù)和漂亮的外觀做好是最難的事情?！?/p>

從 vivo 在現(xiàn)場(chǎng)展示的手機(jī)上看，TOF 3D 超感應(yīng)技術(shù)的硬件模塊體積還比較大，不過劉旭東透露，未來的量產(chǎn)機(jī)將不會(huì)采用這種設(shè)計(jì)，目前 vivo 內(nèi)部已經(jīng)做出來了體積小很多的解決方案。

今年內(nèi)量產(chǎn) TOF，和屏幕指紋不沖突

和屏幕指紋、升降式攝像頭等 vivo 今年早些時(shí)候展示的技術(shù)類似，TOF 3D 超感應(yīng)技術(shù)也不會(huì)是一張「PPT」，而是會(huì)很快以產(chǎn)品的形式和用戶見面。

vivo 表示，目前 TOF 3D 超感應(yīng)技術(shù)已經(jīng)做好了「量產(chǎn)的準(zhǔn)備」，第一款搭載這項(xiàng)技術(shù)的 vivo 手機(jī)將在今年年底前正式推出。

至于大家關(guān)心的 TOF 3D 超感應(yīng)技術(shù)是否會(huì)和 vivo 在今年上半年主推的、已經(jīng)進(jìn)化到第三代的屏幕指紋技術(shù)發(fā)生沖突，vivo 軟件部門負(fù)責(zé)人劉旭東在采訪時(shí)也給出了他的觀點(diǎn)。

劉旭東認(rèn)為，「屏幕指紋解鎖技術(shù)跟 vivo TOF 3D 超感應(yīng)技術(shù)從技術(shù)端來看是兩個(gè)獨(dú)立的技術(shù)；從消費(fèi)端來看每一位用戶對(duì)產(chǎn)品的需求是不一樣的，用戶對(duì)于指紋解鎖還是有非常強(qiáng)的需求，這兩個(gè)需求是不沖突的?！?/p>

至于 vivo 在之后的產(chǎn)品上是如何搭配屏幕指紋和 TOF 3D 超感應(yīng)技術(shù)，我們只能等待之后推出的產(chǎn)品了。

可以確定的是，有了 TOF 3D 超感應(yīng)技術(shù)的加持，今年下半年的 vivo 手機(jī)將更加值得期待。X20 Plus 屏幕、APEX 概念機(jī)、NEX 之后，vivo 的「大招」在 2018 下半年還將繼續(xù)下去。