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手機上的ToF鏡頭到底是前途未卜還是一片光明?

手機上的ToF鏡頭到底是前途未卜還是一片光明?


圖片來源@視覺中國

文 | 雷科技leitech,編輯 | 定西

隨著技術的不斷成熟,手機廠商的“靈感”也越來越枯竭,當處理器、螢幕等硬體都逐漸趨於同質化後,手機廠商們又把眼光放在了手機拍照領域,希望自己能透過一些特殊的點搞出差異化,從而吸引使用者。

手機上的ToF鏡頭到底是前途未卜還是一片光明?


而提到手機影像發展,最讓小雷印象深刻的莫過於一顆僅有200萬畫素的特殊鏡頭。 當然,它既不是我們印象中的戰術黑白鏡頭或是微距鏡頭,手機廠商把它稱之為ToF鏡頭,不過它並不會參與到手機成像環節中。

說起iPhone和安卓手機之前的區別,除了系統和處理器之外,其實還有一個值得注意的點,那就是你在iPhone Pro系列(特指iPhone 12 Pro系列及 ihone 13 Pro系列)上能看到一顆看似是鏡頭實際上被稱作是LiDA雷達的“黑洞”。實際上iPhone的這顆LiDA雷達感測器就是安卓前兩年已經"玩爛"的TOF感測器。

ToF鏡頭在手機行業算是一個坐過山車的配置,2018年時有一個小高峰,當時的手機大廠,如三星、華為、OPPO、vivo、小米、LG等也在中高階機型中配置了ToF鏡頭,但近兩年我們幾乎難以再見到它的身影。

手機上的ToF鏡頭到底是前途未卜還是一片光明?


在安卓手機陣營的帶動下,曾經被市場“熱炒”的ToF似乎正面臨著尷尬的境地。消費者不在意,手機廠商不願意繼續研發,種種原因都導致了ToF鏡頭在短短兩年時間內從頂峰跌至低谷,這到底是因為ToF鏡頭自身的問題還是市場的外部因素?

01 所謂的ToF不過是一個噱頭?

首先我們需要明白,ToF只是Time-of-Flight(飛行時間)的縮寫,它的原理是將一組人眼看不到的紅外光(鐳射脈衝)向外發射,遇到物體後反射,反射到攝像頭結束,計算從發射到反射回攝像頭的時間差或相位差,並將資料收集起來,形成一組距離深度資料,從而得到一個立體的3D模型的成像技術。

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而將這項技術運用到手機上時,它的作用就變成了輔助手機增加拍照對焦速度,最佳化大光圈背景虛化功能,透過計算光線從光源到被拍攝物體的時間,以此計算出被拍攝物體的深度資訊。

2018年,OPPO R17 Pro成為首款搭載ToF 3D鏡頭的機型,隨後釋出的vivo NEX、榮耀V20和華為P30都表示自己搭載了ToF技術,能夠實現3D測距、3D拍攝等功能,根據相關資料顯示,2019年TOF機型出貨量為77.6百萬臺, 其佔比越來越高。

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此外ToF鏡頭對環境的要求並沒有那麼大,幾乎可以在任何環境下執行;也沒有那麼大的資料偏差,ToF鏡頭可以把景深資訊直接傳送給手機,不用二需要次計算,所以它要比傳統的相機更有優勢。最為重要的是ToF鏡頭比較容易量產,所以成本比較低,而且可塑性極強,你不用操心它放在什麼位置。

種種優點使得ToF鏡頭一時間成為手機市場中的寵兒,當時幾乎所有的旗艦手機都會配備這麼一顆ToF鏡頭。可是就當市場都以為這可能就是未來手機影像的發展方向之一時,搭載ToF鏡頭的手機又突然消失得無影無蹤。

問其原因,其實很簡單,ToF技術缺乏剛需應用支援。在手機的發展史上,新軟體功能的開發通常和新的元器件的搭載是相輔相成,互相促進的。就好像當年14G應用和4G手機一樣,如果沒有大範圍的4G手機和套餐的普及,就不會有抖音為代表的短影片,王者榮耀為代表的團隊競技遊戲,釘釘為代表的多人線上視訊會議以及遠端教育等應用的崛起。而這些應用的出現反過來又促進了4G網路的進一步發展。但就目前來看,根本沒有一款現象級應用能夠支撐ToF技術的進步。

比如說,ToF可以用來掃描物體的形狀,然後自動建立一個3D模型。 但問題就在於,大多數消費者家中並不會有3D印表機,就算建出了模型也沒有什麼實際作用。

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又比如說,它可以用於物體測距,能把手機變成AR“尺子”來使用。但問題在於,這種測距功能看似科幻,但精確度極易受光線、物體表面紋理、測量角度等等因素的影響,所以真要用起來,可能遠不如捲尺來得更方便和精確。

再比如說,它可以用於手機影像功能的輔助對焦,但實際上ToF的測量速度其實並沒有想象中那麼快,無論是精度還是速度都遠不及傳統的鐳射感測器。以至於去年年初一些配備了ToF的機型,在去年下半年和今年上半年的後續產品中,又把ToF去掉,換成了鐳射對焦模組。

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種種“雞肋”的功能讓使用者難以再提起興趣,因此TOF技術似乎失去了切入點和落腳點。

當然,ToF鏡頭模組功耗和發熱量大、解析度較低、成本較高等缺陷也使得手機廠商不得不放棄這麼一個“前途可期”的硬體,畢竟對於消費者而言,成熟的技術才能引起他們的注意。

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根據國外媒體GSMarena的投票結果顯示,湊數鏡頭成了今年手機中最令人深惡痛絕的設計,所謂的ToF鏡頭、AI感測器和微距大部分在手機成像中起到的作用微乎其微,即使不搭載這些湊數鏡頭,手機的影像系統也能保證正常工作,廠商為了噱頭無所不用其極,成為了這個行業中的普遍行為。

02 誰能拯救“雞肋”的ToF?

雖然ToF短時間內在手機上沒有用武之地,但這就能證明它真的沒有用武之地嗎、答案顯然是否定的,從前文中可以看出ToF技術最大的優點在於測距,它的深度計算精度並不會隨距離改變而變化,而且能夠保持在釐米級別,這使得它在包含大範圍運動的場景下適用度非常高。

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因此,近兩年爆火的掃地機器人就成了市場最看好的落地場景,但是根據市場調研,買完掃地機的消費者的評價並不高,主要原因有2個,一是根本掃不乾淨,二是機器人太傻,不知道規劃路徑,還經常被卡住。

針對這些痛點,不少掃地機器人廠商紛紛將掃地機器人上的單線機械掃描式鐳射雷達替換為2-3個廣角TOF深感相機,在成本相當的情況下,就能讓掃地機器人的體積能變得更加輕薄、高效,更加受到消費者的喜愛。

另外像什麼自動駕駛中行車環境的測距、感知,工業領域人機協同安全距離的監測、物流行業的體積、重量計算,機器人的導航等等都是ToF技術目前能夠真正發揮作用的地方。

不過話說回來,ToF技術想要進一步發展,成為未來的主流技術之一,目前最大的問題仍是成本。我們將ToF鏡頭的產業鏈進行拆解,可詳細分為:上游為紅外感測器、紅外光源、光學元件、光學鏡頭以及影象感測器(CCD和CMOS影象感測器),中游為感測器模組、攝像頭模組、光源代工、光源檢測以及影象演算法,下游即為終端和應用廠商。

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其中影象感測器是ToF感測器的核心元件,此前CCD影象感測器一直是ToF的必備元件,但是我們知道CCD影象感測器一直以來都是用在醫療、航空航天等高階領域,用在ToF十分不利於普及。

另外解析之前搭載ToF鏡頭的手機,不難發現其供應商無一例外是外國廠商,國內廠商目前差距較大,仍需不斷追趕。

早在2019年時,小米副總裁盧偉冰曾表示TOF鏡頭只是個噱頭,目前並沒有太大的實際效用。而榮耀發言人“榮耀老熊”卻認為,未來TOF能夠突破性的將現實世界物體、人像、空間虛擬化,必將是5G移動網際網路最重要的應用場景之一。 但就目前的情況來看,ToF鏡頭並沒有像大家想象中那樣成為主流配置,究其原因還是過於雞肋,沒有足夠實用的軟體去支撐。

不過小雷還是認為,ToF技術隨著5G網路的進一步覆蓋和相關技術的進一步下降,在上述提到的智慧家居、自動駕駛、AR/VR遊戲等領域還是有不小的發展空間。至於手機,可能還得需要一個“爆款”應用才能讓它被消費者和市場所重視起來。

03 “花裡胡哨”可站不住腳

除了ToF鏡頭之外,簡單回顧近兩年的手機上那些曇花一些的功能設計,“升降式全面屏設計”必然榜上有名。確實,升降式設計能夠提升手機的正面觀感,也符合部分有強迫症的使用者需求,但它與ToF鏡頭有著異曲同工之妙,為了實現這一設計,當時的手機不得不捨去太多更加實用的功能(例如防水、重量以及電池),這並不利於手機的發展,最終的結果大家都也都清楚,當下已經沒有手機廠商會再去使用曾被“部分消費者”喜愛的升降式全面屏設計。

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另外像什麼“雙屏”、“高畫素”、“高倍數變焦”等等等等,這些都是近兩年不少廠商曾大力推崇過的技術,然而隨著市場的檢驗,這些看似實用實則花裡胡哨的功能早已被拋棄。

從這些已被遺棄的功能中我們可以看出,如今的消費者早已不像之前那樣容易被一些所謂的“宣傳術語”給迷惑。手機技術在進步,我們的判斷能力也逐漸在進步,單純的噱頭功能已經不再靈驗,想要讓消費者心甘情願地為產品買單,還得看那些已經被消費者所認可的功能。 當然,小雷也不是反對手機廠商們去創新,畢竟沒有創新的話,手機發展早就停滯不前了,只是這些所謂的新功能,必須要建立在經常使用或足夠實用的情況之上。

在未來的市場上將會如何演變,都只是各大廠商做出的產品探索。現階段手機廠商想破頭皮研發出的各種花裡胡哨功能,無非也只是廠商對於市場需求,以及自己的產品發展方向,和其中的投入效益比等方面的綜合反應。智慧手機發展至如今的形態,似乎水到渠成,細數一下還是發現我們走過不少彎路,但這都是手機廠商們必然經歷的階段,我們也只能等待手機廠商們的下一次“靈感爆發”。

分類: 教育
時間: 2022-01-12

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