都说“文人相轻”,近来我发觉同行互怼的情况,在技术行业也蛮常见。这不,荣耀和魅族两侧的高管前几天就打起了嘴仗。
先是荣耀手机的总工裁熊军民发了条微博,晒了晒胸肌。
没过多久,魅族集团的总工裁卢伟冰就看不下去了,直接指责荣耀近来重点推技术是噱头,骗用户瞎花钱。
之所以魅族那边反应激烈,我恐怕还是荣耀说了如此一句:
巧了,近来这阵子魅族的宣传口径确实很“战斗”。
被骂以后,荣耀那边也很快反驳:
双方你来我往,在微博上打起了隔空形意……
作为一个科技科普作者,幺哥对对骂本身没啥兴趣,倒是双方的交火点——ToF技术吸引了我的注意。
两旁都是优秀的国产手机厂商,一边说ToF代表着一个大的行业方向;另一边却说它是“骗用户花钱的噱头”。
这么,这个ToF到底是哪些呢?到底是黑科技还是辣鸡?本期走进科学推文,幺哥和你一起找寻真相……
Let'sRock!
ToF虽然是深度摄像头的技术方案之一,要解释深度摄像头,那还得从说起……
2018年,X让我们认识了一个叫FaceID的东西,也就是刷脸验证,在此之前,手机大多用指纹或密码来解锁。
说上去,人脸辨识技术虽然早就有了!例如2015年,马云就在英国纽伦堡的一个大会上当中刷过一次脸。
你们可能在网上都看过这张相片
这么问题来了,人脸辨识既然早就有了,中间隔了三四年才拿来作手机解锁?其中一个很大部份的诱因就在于深度摄像头技术的成熟。
我们晓得,普通摄像头捕捉到的永远是一个二维图象,也就是三维世界在镜头方向的二维投影。
这都会造成一个问题:摄像头难以感知物体真实的立体形状,也很难直接辨别一张相片的前景和背景,甚至难以分辨相片和真人。
举个反例,摄像头看到后面有个孙越,以为是个几百公斤的大瘦子,可对方一站上去,显然是个纸片人(瘦身成功后的孙越)。
这引起一个很严重的问题,用相片很容易骗过基于普通摄像头的人脸辨识。
之所以2018年敢用人脸解锁,正是由于用了深感摄像头技术,这项技术能让摄像头直接捕捉到三维图象信息,分辨相片和真人。
如何做到的呢?
幺哥了解到,目前深感摄像头技术有三个主流的技术方案。第一种方式叫3D结构光,也就是用的方案。
考你一个问题:
假如你的面前2米远摆着一副作家冷军的绘画,真伪难辨,它的一侧站着一个真人,你观察的视角未能联通,可以用辅助工具,请问怎么快速鉴别那个是真人,那个是绘画?
冷军作品《小姜》
假如你手头有一支能投射纹样的激光笔(就是我们小时候玩的那个绿色激光笔),事情就好办了。
把纹样打在两个物体头上,假如纹样腰线发生扭曲,就说明是三维物体,假若纹样没发生扭曲,说明是平面纹样。
这就是3D结构光的基本原理。X的人脸辨识就是基于类似原理,使用时,它会用红外线射得你一脸,之后用摄像头捕捉纹样变型的规律,因而判定物体形状或面部轮廓。
OPPO新品手机人脸辨识也用的3D结构光
第二种方式叫双目立体成像,用两个摄像头来捕捉图象,再用软件估算还原出3D信息。
原理有点类似人的两只耳朵,主要基于视差原理。当你盯住一个物体看,反复交替眨左右眼,你会发觉听到的两个画面有略微不同。
人的脑部可以在刹那间比对两个画面的细微差别,脑补出“三维感”。计算机则通过“三角测距”等物理原理估算并还原出3D信息。
这个方案不须要主动发射光,成本也比较低平面镜成像的原理实验视频,但估算量很大,对处理器的硬件配置要求较高。
正如人的耳朵虽然是两个非常精密的摄像头,人的3D视觉主要借助脑部的估算来“脑补”。
第三种方式就是荣耀手机用的ToF方案了。
ToF的全称是Timeof,翻译过来通常叫“飞行时间测距”。
顾名思义,当摄像头拍摄一个物体时,摄像头旁的器件会发射一段段的激光到物体的表面。
只要掐表估算激光脉冲“折返跑”的时间,经过估算能够晓得目标物体的距离。
它既可以发射像六脉神剑那样的脉冲调制讯号……
也可以发射像雷射眼那样的连续光波讯号……
只要在连续波中调制出一定的规律,估算发射讯号和接受讯号的相位偏斜才能算出距离。
其实,它是基于“光波的飞行时间”来估算距离的。
因为这三种方式的原理不同,所以在工作距离、深度精度、XY码率、抗干扰、功耗等方面各有优劣,适用场景也不同。
魅族的产品总监@王腾在微博上早已把几种方案的对比整理好了,你们可以体会一下:

可以看出,ToF方案目前最适用的场景是3D建模、AR应用和体感游戏。
具体能干哪些用呢?
说来也巧,年前的荣耀V20手机发布会在上海召开,幺哥去了现场溜了溜,翻出几张当时拍的合照讲讲。
现场,V20手机代言人胡歌把手机置于面前大概两米的椅子上,试玩了一款滑冰体感游戏。
主持人说,不仅滑冰,V20能够玩例如羽毛球、劲舞时代、飞镖之类的体感游戏,ToF深感镜头会直接捕捉到人的肢体和手势动作。
另一个演示是让一个人站在镜头前,手机画面出现一个3D小人,她会跟着人作出各类动作,例如跳起轻快的广场舞。
不过我个人觉的这两个场景稍为有点冷门,像我这样不如何运动的安静美女子平常不会常常用。
相对来说,ToF的另一个应用——3D纤体塑性,对于我这些每逢佳节胖三斤的人来说,可以说是特别适用了。
现场演示疗效十分夸张,并且除了支持照相减肥,还支持视频减肥,甚至能用在抖音上:
左侧是使用后,左侧是使用前
更厉害的是,因为ToF获得深度信息后,能把人体和背景完美区分开,实现“人瘦墙不歪”的疗效。
现场就演示了这三项,但据我所知,ToF技术的想像力并不止于此,虽然它让摄像头捕捉到的信息多了一个维度。
例如照相时,它能辅助测光,更好地散景背景;可以来扫描并计算一个物体的容积,检测距离。
5G网路普及之后,ToF的应用场景可能更多,即使目前还没实现,但不妨跟幺哥一起开个脑洞:
陪女同事遛弯时,不再须要反复试大衣,直接用ToF深感摄像搭配VR、AR技术来试穿校服和衣服,能够轻易实现个性化订制,让优衣库不再须要试衣间。
家装或布置卧室时,直接用ToF技术扫描并生成家中物品的完整信息,在手机上查看灯具摆放疗效,省得挪来挪去反复比对。
开VR时大会,ToF深感摄像头能直接扫描并创建虚拟的你,和VR大会中和另一个人互动…(不晓得会不会基于这个原理开发点儿哪些)
听上去似乎有些胡说,但这并非幺哥章口就莱。被称为“硅谷预言帝”的凯文凯利也以前预言过未来世界的样子。
他说:
未来会出现一个镜像世界(World),化学世界的每位东西都将出现虚拟的复制品。每一条街道、每一个灯杆、每一栋建筑、每一间屋子都将在镜像世界中拥有全规格的数字景色……虚拟世界如同是化学世界的一面穿衣镜。
具体他是怎样说的平面镜成像的原理实验视频,有兴趣的浅友可以自行学习,emmm……总之听上去比我说的可唬人多了。但只要世界真朝向饱含VR、AR的方向发展,ToF等深度摄像技术必不可少。
说回魅族和荣耀的微博对骂。
2月15日这天,荣耀总工裁熊军民在微博上晒出一组荣耀V20手机的宣传图,主打3D纤体。
