蘋果加雷達,到底要看啥?
蘋果又悄悄地在線上發布了幾款新品,一如既往地,引起了熱烈的討論。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,“你的下一台電腦,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先級很高的位置上進行宣傳,那就是全新的攝像頭模組。
這個一語雙關的“深入”,代表著蘋果引入了一項全新的技術——激光雷達(LiDAR 光探測和測距) ,這枚“沒睜眼”的攝像頭,其實並不能拍照,那麼它到底是乾嘛的?
啥技術?能幹嘛?
蘋果採用的激光雷達LiDAR,全名是Light Detection and Ranging,簡單來說,發射脈衝激光投射到物體上,再返回傳感器中,從而測量目標的距離、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採用ToF(Time of Flight) 這樣的叫法,但是技術原理是差不多的,LiDAR 是實現飛行時間計算的一種方式。
LiDAR 發射的光波存在兩種調製方式: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, 是通過發射、接收光並測量光子飛行時間,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,直接測距擁有響應快、功耗低等優勢,但同時成本也會更高。
此前,OPPO和LG在手機上採用的均是間接飛行時間,而蘋果此項技術採用的是相對更複雜的直接飛行時間。
而和傳統的紅外ToF 相比,LiDAR 的精度更高,因此常被應用在地圖繪製、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,並不是為了拍照,而是為了AR,蘋果表示,支持ARKit 的應用程序都將自動獲得LiDAR 所能提供的特性,並且能極大地縮短AR 建模的速度,提高測量精度,降低抖動、錯位的情況。比如AR 尺子能更準了,室內設計時的建模能快了。
蘋果還演示了一款名為《熾熱熔岩(Hot Lava)》的遊戲,遊戲通過LiDAR 對客廳進行建模,再加入岩漿特效,玩家可以跳到家具上躲避熔岩。
蘋果把過去應用在汽車、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高精度的測量,是這套技術的核心。蘋果並沒有採取市面上第三方的雷達供應,而是選擇了自己研發。蘋果本身還會融合自家的算法以及攝像頭技術,根據蘋果官方的介紹,iPadOS 採用全新深度架構,可以和激光雷達探測到的深度點、兩個攝像頭和運動傳感器捕捉的數據相結合,並通過A12Z 仿生芯片的計算機視覺算法來進一步優化,以更詳細地理解場景。
和過去所有的技術一樣,蘋果針對LiDAR 也佈局已久。
映維網報導,2018 年11 月,美國專利及商標局公佈了一份與深度攝像頭相關的蘋果專利。專利文件顯示,蘋果正在優化深度攝像頭,主要是與光電感應組件有關,蘋果有意將LiDAR 與VCSEL(垂直腔面發射激光器)技術進行結合,探索MR、ToF、以及AR 上的應用。
2019 年4 月,路透報導稱, 蘋果公司正在與多家LiDAR 供應商公司談判,知情人士表示,蘋果正在尋求比當前技術更小、更便宜、更容易批量生產的LiDAR 傳感器,目標是必須要有“革命性設計”。現在看來,蘋果想要的革命性,也許就是讓LiDAR 走入消費級數碼當中,而不只是應用於自動駕駛。
蘋果能否再次引領行業風向?
種種消息顯示,在iPad上試水後,今年秋天,旗艦版的iPhone新機也會搭載類似的技術,從而讓更多的消費者能夠接觸到LiDAR技術。
實際上,過去一段時間,國內外廠商針對三維建模、測距等技術都進行過相關探索,也有產品推出。
2018年10月,OPPO推出的R17 Pro就搭載了ToF鏡頭,能夠實現三維建模、測距、AR尺子等功能,但很顯然,這樣便娛樂的非剛需,沒能掀起什麼水花;同年12月,榮耀發布的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,但依然沒什麼反響。
除了手機廠商,類似Keep 這樣的互聯網公司,針對健身這一場景,也有推出包含ToF 技術的硬件。
都沒有探索出能被廣泛接受的應用場景,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,沒有也沒關係,它沒有和日常最高頻的需求(比如拍照、安全等)很好地結合起來,成為類似超廣角拍照、指紋識別這樣不可替代的技術。
iPad 與iPhone 的引入,會讓LiDAR、ToF 功能再次走入行業的主流視野,蘋果也就被寄予了引領行業發展的重任。
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用,不過樂觀來看,量變引起質變,更高的精度與速度,可能會讓整套技術使用的體驗更佳,從而使得一些場景具備實用價值。蘋果官方表示,已經向開發者釋出iPad Pro 的ARKit,並預告在今年稍後帶來對應的AR 應用,涵蓋生活、醫學、遊戲、建築等不同方向的應用。也許,AR 換裝、試衣之類的場景會受到歡迎?
而除了應用生態,蘋果也會帶動相關產業鏈的發展。
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(垂直腔面發射激光器)等等,此前,國產廠商採用的ToF 模組,芯片主要來自索尼,攝像頭模組來自舜宇光學和歐菲光。
集微網消息顯示,蘋果採用的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計交給穩懋代工,後者與宏捷科是主要的激光器供應商。
產生規模效應後,相關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,未來這一技術有望下放到中低段Android 機上,屆時市場規模會有明顯提升。
行業普遍認為,5G 時代AR/VR 會得到爆發,屆時,ToF 將作為設備與現實的窗口,得到更廣泛的應用,不過這不是短時間內能看到的成果,更多的是為未來佈局。
拓墣產業研究院研究經理蔡卓在接受采訪時表示,雖然很多手機開始導入ToF 鏡頭,但是廠商不會特意宣稱ToF 所能帶來的AR 應用,可能要等到2020 年, iPhone 後鏡頭開始搭載ToF之後,結合蘋果這幾年來在AR 的發展,Android 陣營以及相關開發商,才會有較為明確的方向,而當這些開發商開發出應用功能之後,品牌廠商才會將他們的ToF 鏡頭與應用功能做連結,預期要到2020 年或2021 後才會比較明顯。
蘋果的入局是一個節點,2020 年,也許真正會成為ToF 與消費級LiDAR 的元年。