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3D ToF技術於2020年之後,手機廠商積極搶進

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科技產業資訊室 (iKnow) - Gloria 發表於 2020年4月14日

圖、3D ToF技術於2020年之後,手機廠商積極搶進

近年來,相機技術的不斷創新已經成為智慧型手機差異化的主要因素。從2017年開始,由蘋果領頭正往3D深度感測的方向發展。

基本上,深度感測是電腦視覺研究中一個非常活躍的領域,創新範圍從肖像模式和AR等應用,到透明物體檢測的感應創新。

現在隨著蘋果於3月中下旬於新款iPad Pro加入LiDAR掃描器(即是3D D-ToF),這表示著2020年底之前推出的iPhone 12勢必也將加入這項功能。因而,3D深度感測勢必成為未來智慧型手機創新的焦點。

其實,3D深度感測技術可採行的方式有三種,第一種是採用RGB立體聲深度感測,第二種是採用ToF(飛時測距)技術,第三種是採用結構光(Structured Light)。

由於RGB立體聲深度感測非常昂貴,且容易受到光線影響,因而很少公司採用。至於蘋果,從2017年推出iPhone X開始,將結構光的FaceID帶入臉部辨識,當然也開始掀起了3D深度相機的手機應用風潮。

可是歷經幾年的時間,蘋果似乎認為採用結構光的FaceID未來發展性不佳,因此從2020年起,決定改採用ToF來強化其在3D深度相機應用。

目前市場預計2020年的蘋果iPad Pro與iPhone 12都將配備具備擴增實境應用的ToF技術。未來透過ToF技術,手機不僅能夠即時讓虛擬物體融合在真實世界之中,甚至可以優化未來人們在鏡頭前的捕捉,進而實現更多樣化的AR應用。

基本上,現今的安卓手機都是採用3D iToF技術,這比起蘋果所採用的3D D-ToF技術,無論在反應速度、功耗上與性能上都略遜一籌。因而,市場判斷蘋果積極往3D ToF的應用之路前進,除了想要帶動更多應用程式往AR方向邁進之外,未來Apple智慧眼鏡也將依循這一趨勢,讓ToF技術不斷升級。

更重要的是,全球在AI技術不斷進步,以及5G網路布建也愈來愈密集之下,勢必讓3D ToF生態體系的未來發展變得更具成長潛力。也就是說,5G的低延遲與無線高速寬頻網路,給需要即時通訊的AR與VR結合雲端帶來希望,同一時間,AI晶片性能提升與邊緣運算的加入,更將進一步完善整個生態體系。畢竟,ToF納入行動裝置之後,其不僅能夠提供3D拍照、3D辨識甚至能強化3D建模,更有助於AR應用的發展。(731字)
 
◎飛時測距(ToF:Time of Flight):利用發光二極體(LED:Light Emitting Diode)或雷射二極體(LD:Laser Diode)發射出紅外光,照射到物體表面反射回來,也就是利用紅外光影像感測器量測物體不同深度的位置反射回來的時間,再利用簡單的數學公式就可以計算出物體不同位置的距離(深度)。
◎結構光(Structured light):利用雷射二極體(LD:Laser Diode)或數位光源處理器(DLP:Digital Light Processor)打出不同的光線圖形,經由物體不同深度的位置反射回來會造成光線圖形扭曲,再進入紅外光影像感測器後就可以利用圓弧形條紋反推該立體結構。
 

參考資料:
LiDAR vs. 3D ToF Sensors — How Apple Is Making AR Better for Smartphones. Gadget Hacks,2020/3/31
Direct time-of-flight (D-TOF) image sensor for LiDAR applications. EPFL, 2020


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