在9月即將發布的蘋果iPhone 12中,我們通過渲染圖,發現iPhone 12 Pro Max可能搭載了與2020款iPad Pro類似的LiDAR(激光雷達),那么這個模塊將帶來什么作用呢,會不會引領下一波手機潮流?
網傳iPhone 12系列手機將于下個月(9月)正式亮相,目前很多爆料者展示了關于該系列手機的渲染圖。8月25日,媒體9TechEleven展示了它們制作的iPhone 12 Pro Max渲染圖。
iPhone 12 Pro Max渲染圖
從該媒體公布的渲染圖中可以看到,iPhone 12 Pro Max這款手機的外觀與此前網上曝光的該機外觀信息基本一致。該手機的邊框不再是圓潤的過渡,而是變得有棱角,有點像iPhone 4時代的產品。但是,手機背部的設計又顯示它是蘋果公司最新款的設計,因為相機模組中設計有三枚鏡頭。
有一點值得注意,我們從這些渲染圖中看到,iPhone 12 Pro Max的后置相機模組上出現了LiDAR掃描模塊。該元件此前出現在蘋果公司的iPad產品上,獲得了不少用戶的好評,而蘋果公司現在計劃將它裝配在手機產品上,同樣是為了提升用戶的使用體驗。
iPad Pro上的LiDAR
在今年新推出的2020款iPad Pro上,蘋果裝配了新配件:LiDAR,稱之為激光雷達掃描儀。
什么是LiDAR?
其實LiDAR并不是蘋果原創,全稱為“Light Detection and Ranging”,中文名叫“光學雷達”,在蘋果之前,這項技術已經被用于很多領域,以往主要應用在測繪、林業、地理學等專業領域,如今一些汽車也會用到LiDAR技術,用以判斷道路車況,實現自動輔助駕駛。
在iPad Pro上,LIDAR由發射器和接收器兩部分組成,發射器發射激光后接觸物體反彈被接收器捕獲,因此計算出到物體的距離。
AR增強現實是蘋果未來重點發展的項目,而LiDAR能幫助AR“感覺”周圍的世界,然后在屏幕上呈現。
有了LiDAR后,利用iOS系統里面自帶的測量儀app可以測量人的身高。
iPad Pro上LiDAR的原理
在LiDAR的最基本工作原理中,主要由發射器和接收器兩部分組成,發射器會發射出激光,在觸及到物體后反射回來,被接收器捕獲,然后LiDAR會通過計算光線從射出到接收這個過程的時間,乘上發射光的速度,再除于2(射出和返回路程),從而獲得LiDAR與物體之間的距離,這是一道非常簡單的算術題,被稱為ToF(飛行時間)測量方式。
這個ToF出現在消費電子產品上,大家可能會想起前幾年一些手機上,用到的“激光對焦”,其中的原理是比較接近的,但在iPad Pro上的LiDAR,卻遠不止是為了測量設備與物體的單個距離數據,而是為了獲得高密度的深度(Depth)信息分布,簡單來講,就是iPad Pro不僅想知道它到桌子桌面的距離,還要知道四個桌角、桌腳,甚至桌子外四周圍其它物體與它的距離。
這就要求LiDAR有更高精準度的測量方式,所以蘋果用到了dToF(直接測量飛行時間),能達到ps級時間分辨率,并且在準確度、響應速度上,也要被此前一些設備采用的iToF方式更快更強,有認為蘋果應該是在SPAD(Single-Photon Avalanche Diode,單光子雪崩二極管),以及TDC(Time-to-Digital Converter)這兩個dToF的關鍵部件投入了很大研發改進,使得dToF能被應用到iPad Pro這樣的小型設備上。
再就是LiDAR的掃描方式上,據稱蘋果選擇用到的是Flash(快閃)方案,工作時會快速發射一大片光線,能在同一時間內獲得數量較多的距離數據,這個方案由于是非機械式掃描,所以蘋果號稱是“納秒速度運行”,但Flash方案的掃描范圍較小,據蘋果介紹,iPad Pro最大測量5米范圍的物體距離,還算能應付目標大多數使用場景。
所以iPad Pro上這個LiDAR的工作過程,大致就是激光雷達的發射器通過Flash形式,脈沖出一大片光線投放到目標探測的環境,這些光線經過反射后回到接收器,然后利用dToF技術計算不同物體、不同部位的距離數據,再最終經過處理成一幅3D的深度信息地圖。
由此也可以看出,LiDAR在iPad Pro的整套硬件中只是個傳感器部件,而實際使用時,它還需要與iPad Pro上其它硬件和軟件結合,比如新的后置雙攝相機、以及運動傳感器,并利用到A12Z Bionic的圖像視覺運算能力,才能發揮最大的作用。
iPad Pro上的LiDAR有什么用?
iPad Pro之所以要配備LiDAR,最主要的目的是為了AR(Augmented Realit,增強現實),因為AR需要結合周邊的現實世界,在屏幕上來呈現一些虛擬的內容,所以便要求設備對物體遠近的環境位置有感知能力,而能讓硬件讀懂這些3D空間的情況,靠的就是深度信息,也就是LiDAR所收集到數據。
為此蘋果也是布局已久,他們早在2017年就推出ARkit的開發套件,讓開發者們利用設備后置攝像頭來做AR應用,現在LiDAR的加入,可以讓這些AR應用更加精準和生動,比如iOS系統里面自帶的測量儀app,現在可以算出具體的數值,算出人的身高,還有宜家的app,有了更詳細的室內環境空間數據,更好模擬出擺放了新家具后的情況,再就是游戲里面,角色也能看起來更融入到真實世界。
另外盡管蘋果沒有特別介紹,但從原理來看,由于LiDAR可以獲取深度信息,所以在手機相機標配的人像模式拍攝中,可以幫助產生景深虛化(即模擬主體外背景模糊)的效果,這在蘋果以往的iPhone上面,主要是通過不同焦距的鏡頭,以及結合AI算法來實現的。
可能大家看到這里,會感覺這個LiDAR對自己的日常使用體驗,也沒有很大用處啊,確實如果你不是有與空間測繪相關的使用需求,它絕對不會是你入手iPad Pro的理由,最多也就在剛買來時,玩個一兩次AR游戲,就忘掉這個功能,但你有做AR應用、家居設計、模型繪制等工作,那么iPad Pro才會是你的生產力工具。
結語:iPhone 12上LiDAR的作用
當人們越來越離不開手機的時候,手機也逐漸成了很多人的生產力工具,因此,蘋果可能從iPhone12開始強化手機的生產力效率,與iPad Pro一樣。
搭載一樣傳感器,看起來很小,微不足道,但是基于蘋果強大的整合能力和架構設計,以及完善的App生態,一個激光的雷達LiDAR可能衍生出很多很多的應用,就像蘋果的攝像頭一樣,永遠是手機界的攝像頭一哥,手機上裝在LiDAR也將引領下一波潮流。
那么,國產手機是跟還是不跟呢?
蘋果的東西一貫都被模仿,盡管無法超越,跟,還是大概率要跟的吧......
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原文標題:iPhone 12 Pro Max或將裝配與iPad Pro類似的LiDAR(激光雷達),有什么作用,會不會引領新一波潮流?
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