2020款 iPad Pro 已經在 Apple Store正式開售,現仲璇商城也正在火熱預售中,今年的 iPad Pro 對比上一代有三個更新熱點,新的妙控鍵盤和A12Z處理器,還有讓人熱議的那顆集成了激光雷達掃描儀的浴霸攝像模組。
有許多人認為這個激光雷達不就是安卓手機上早就出來的3D Tof 相機嗎?
比如華為手機中出現過的隔空操控屏幕,就是利用了ToF鏡頭來實現的。但 iPad Pro 這裡使用的ToF鏡頭技術和這些廠商所用Tof 技術差異還是蠻大的。
雖然這個激光雷達背後仍是ToF(Time of flight)的三維視覺技術方案。但iPad Pro 採用的測量方法為計算直接飛行時間 dToF(Direct-ToF),需要產生短時間、高頻率、高強度的激光搭配高精密時鐘進行測量,對精密儀器領域的技術儲備和工藝保障要求都是非常高的。
可能你對這項技術並沒有什麼概念,但其實激光雷達 (LiDAR 光探測和測距) 之前早就應用在測繪學、遙感、機器人視覺、無人駕駛等需要精密測量的領域,同時也是美國航空航天局(NASA)火星測繪的選定技術。
比如說現在熱門的電動汽車的自動駕駛、輔助駕駛技術,其中就有通過激光雷達檢測周圍環境配合算法控制汽車得以實現的方案,而 Apple 這次將原本非常龐大的元器件集成在如此狹小的空間裡,雖然實現的探測距離不同,但也足見 Apple 在精密器械領域的技術積累與工業設計能力。
什麼是 ToF 呢?
ToF(Time of Flight)譯為飛行時間法,指的是通過測算光、氣體、液體等粒子的速度計算距離的一種技術。
激光雷達和 Tof 相機使用的技術都屬於 TOF 範疇, 那 iPad Pro 上的激光雷達和安卓手機上的 ToF深度相機到底有什麼區別呢?
激光雷達掃描儀使用的是 dToF 直接測量飛行時間法(direct time of flight),通過計算光子飛行的兩段時間差來計算距離。它的信息測量精準、響應速度也更快、功耗低、對多物體同時測量的數據也非常精確,但缺點就是工藝複雜、供應商少、對使用廠家的集成設計能力要求高。
而安卓使用的 ToF 相機指的則是通過紅外線相機與泛光照明器測距的一種技術,屬於 iToF 間接測量飛行時間法(indirect time of flight)。是利用相位差來獲取距離的一種方法,它的優點就是簡單、技術成熟、能滿足基本的深度測量需求,但缺點也很明顯,功耗大、易受干擾、測量的精度也比較低。
iPad Pro 上的激光雷達掃描儀測量距離達五米,解決了直接測距面臨的低時間分辨率的難題,達到了 ps 級時間分辨率,測量精度也不會因為距離拉遠有很大的衰減。簡單來說,iPad Pro 可以作為進階版的TOF相機使用,讓用戶在使用 AR增強現實應用時的精準度、流暢度大大提高,功耗也降低不少。
早在2017年 WWDC Apple 就推出了推出的AR開發平臺AR Kit。開發人員可以使用這套工具iPhone和iPad創建增強現實應用程序,但受限於當時的產品性能以及計算能力,AR應用一直不溫不火,雖然出現過一些類似於 Pokemon GO、我的世界AR版本、Ikea一些優秀的AR應用,但市場一直卻沒有火起來。
如今這次由 iPad Pro 作為開端的dToF技術應用,搭配至強性能的A12Z芯片,勢必會給技術領域與應用開發市場帶來新的空間。很有可能會催生出真正的殺手級AR應用。相信在以後搭配激光雷達的設備一定能像 Airpods 無線耳機一樣廣泛流行,而消費者則能體驗到技術更新帶來的各方面升級,未來可期。
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