3月26日，華爲在法國(guó)發(fā)布P40系列手機，P40 Pro及P40 Pro+确認搭載後(hòu)置ToF鏡頭。3月18日，蘋果上線的iPad Pro也搭載了ToF模組，開(kāi)啓了ToF在安卓和蘋果陣營的雙重發(fā)展。兩(liǎng)大巨頭看中了ToF的哪些能(néng)力，ToF還(hái)有哪些技術潛能(néng)？ToF的普及發(fā)展還(hái)有哪些挑戰待解，又將(jiāng)對(duì)相關産業鏈産生什麼(me)影響？
蘋果借ToF完善AR版圖
目前，ToF（飛行時間法）與雙目立體視覺法、結構光法是市面(miàn)上的主流3D光學(xué)方案，ToF具備成(chéng)本适中、體積小、功耗低、響應快等綜合優勢。ADI系統應用工程經(jīng)理李佳表示，相比結構光以及雙目的技術，ToF的适配範圍更廣、工作距離更遠，能(néng)相對(duì)準确地提取深度信息，很多應用廠商已經(jīng)從雙目、結構光慢慢轉向(xiàng)ToF技術。
蘋果全新iPad Pro首次搭載ToF模組，并稱基于ToF的激光雷達掃描儀將(jiāng)iPad變成(chéng)了“體驗AR（增強現實）的強大裝備”。其激光雷達利用了直接飛行時間技術(dToF)，能(néng)測量室内或室外環境中最遠五米處的反射光，與iPad的廣角及超廣角攝像頭、運動傳感器和 iPadOS 系統協同進(jìn)行深度測量。
iPad加入ToF技術，拓展了蘋果産品線的AR布局。蘋果于2017年發(fā)布了AR開(kāi)發(fā)平台ARKit，賦予開(kāi)發(fā)者在iOS環境下爲iPhone開(kāi)發(fā)AR應用的能(néng)力。在iPad Pro上線後(hòu)，蘋果表示，iPadOS、iOS 13 操作系統與 ARKit3開(kāi)發(fā)平台將(jiāng)依托 iPhone 和 iPad 硬件，使虛拟世界更流暢地與現實生活融爲一體。
華爲“河圖”大招正在路上
ToF技術一般分爲dToF和iToF（間接飛行時間）兩(liǎng)種(zhǒng)，安卓手機更多采用iToF方案。華爲Fellow Cyberverse（河圖）總工程師、Camera總工程師羅巍近日在社交媒體表示，蘋果的dToF技術側重室内XR（泛指VR、AR、MR等擴展現實技術）場景，所以優先着力室内和5米以内的ToF測距。而華爲河圖將(jiāng)部署地球級XR，需要將(jiāng)測距能(néng)力拓展到10米以上。
河圖是“地球級”虛實融合的空間計算平台，由華爲在2019年發(fā)布。河圖能(néng)結合AR技術，將(jiāng)地标信息以三維立體的方式投射到手機攝像頭的取景中，讓數字信息更加具象、生動地投射到物理世界，并具備3D高精地圖、全場景空間、強環境理解、虛實融合渲染四項核心能(néng)力。在3D光學(xué)的構建上，河圖先後(hòu)引入了結構光和ToF。羅巍表示，蘋果和華爲都(dōu)在爲自己的XR平台構想匹配硬件，這(zhè)是一個好(hǎo)的開(kāi)始。
在華爲P40 Pro及P40 Pro+确認搭載ToF鏡頭之後(hòu)，河圖是否會在4月8日發(fā)布的P40國(guó)行版系列搭載引起(qǐ)消費者熱議。3月18日，河圖在華爲花粉俱樂部正式開(kāi)版。3月27日，羅巍在社交媒體曝光了河圖開(kāi)機畫面(miàn)，并透露河圖公測已經(jīng)提上日程。
ToF還(hái)有哪些應用潛力
除增強個人消費産品的AR體驗，ToF在車載、工業、金融等行業市場也具備可觀的應用空間。
車載市場是ToF重要的落地場景之一，包括車内手勢交互，監測疲勞駕駛，乘客姿态監測等。李佳表示，ADI的ToF産品在車載領域有三個應用方向(xiàng)。一是作爲車内傳感器，用于手勢操控，以及駕駛員、副駕駛與乘客的體态監控。在歐洲市場，一些車險公司需要根據事(shì)故發(fā)生時司機或者乘客的即時狀況進(jìn)行理賠，這(zhè)推動了ToF成(chéng)爲車内領域的重要應用；二是車外近距離的人臉解鎖；三是車外輔助駕駛。
“ToF相對(duì)于其他光學(xué)方案（雙目立體視覺法、結構光），最大的特點是可以進(jìn)行更遠距離的探測，從而將(jiāng)ToF方案拓展到車外輔助駕駛。”李佳說。
随着金融支付、機場安檢等場景越來越多地引入人臉識别，如何提升應用的安全級别成(chéng)爲關鍵。ToF能(néng)在比對(duì)二維人臉圖像的基礎上，增加3D深度信息，适用于活體檢測，更好(hǎo)地保證“刷臉”應用安全。
在工業、物流等場景，ToF能(néng)采集物體的三維信息以快速計算體積，在貨物裝填、庫存計算等物流運輸場景發(fā)揮作用。例如，VR廠商Pico的深度傳感器解決方案Pico Zense通過(guò)在挂車裝載ToF深度相機，實時測算多台挂車的裝載量及進(jìn)度，提升了空間利用及裝載效率。
發(fā)揮ToF潛力還(hái)有多項挑戰待解
雖然蘋果、華爲、OPPO等廠商希望通過(guò)ToF增強個人設備的AR體驗，但目前移動端ToF主要用于輔助對(duì)焦以及量尺等簡單的AR交互，與消費者設想的AR體驗仍有差距。
集邦拓墣分析師蔡卓卲向(xiàng)記者指出，在移動終端領域，ToF處在一個比較尴尬的地位，因爲ToF的價值在于廣範圍、中距離的深度感測，而移動終端普遍缺乏該類型的應用。
“目前ToF最有潛力的應用還(hái)是AR，但AR内容的不足是最關鍵的問題。” 蔡卓卲說。
在行業市場，ToF還(hái)需要提升硬件功率和算法準确度。另一市場調研機構在答複記者采訪時表示，ToF在無接觸式支付和工業設計、掃描領域存在應用潛能(néng)，主要訴求在于解決遠距離和大物件掃描。目前受困于移動設備支持的功率小，掃描遠距離還(hái)有困難。同時，ToF算法的準确性仍需精進(jìn)，運用場景和市場需求還(hái)有待挖掘。
“5G的普及和大數據的應用，以及AI算力的提升，將(jiāng)對(duì)ToF的軟件算法突破起(qǐ)到很大幫助。”該研究機構表示。
有望帶動上下遊軟硬件發(fā)展
對(duì)于ToF從業廠商來說，精确度與成(chéng)本的平衡是一個挑戰。蔡卓卲表示，ToF的性能(néng)提升對(duì)CIS（圖像傳感器）的分辨率、光學(xué)組件的制造都(dōu)是挑戰。iPad Pro采用的dToF技術門坎更高，零組件和技術的供應廠商較少，提高性能(néng)與精确度需要廠商投入更多的資源和時間。同時，精确度提高將(jiāng)帶來成(chéng)本的提升，在ToF市場應用仍未充分開(kāi)掘的情況下，高精确ToF模塊隻有頭部廠商有能(néng)力搭載，且機型較少、市場保有量較低，廠商需要和終端廠商充分配合，尋找成(chéng)本與性能(néng)的平衡點。
ToF的發(fā)展將(jiāng)對(duì)CIS、光學(xué)組件等上下遊産業起(qǐ)到推動作用。蔡卓卲指出，如果ToF順利發(fā)展，首先將(jiāng)推動相對(duì)應的CIS發(fā)展；其次是光學(xué)組件，包括鏡片甚至衍射光學(xué)元件，ToF提升精準度的同時將(jiāng)提升光學(xué)設計的難度；最後(hòu)是發(fā)光源的VCSEL（垂直腔面(miàn)發(fā)射激光器）以及其他ToF模塊需要用到的零組件。除了硬件，AR應用服務會随之擴張，帶動開(kāi)發(fā)工具、AR轉換工具的發(fā)展。
“爲了增加AR應用服務，最好(hǎo)的方式不是從零到有地開(kāi)發(fā)AR，而是將(jiāng)既有的應用服務轉換爲AR模式，這(zhè)會拉動轉換工具的發(fā)展。” 蔡卓卲說。