vivo為何要用TOF 3D超感應技術取代3D結構光？

是的，vivo 又又又來秀「黑科技」了。?

進入 2018 年之後，vivo 的「秀肌肉」之路有些一發而不可收。在不到六個月的時間裡，vivo 先後展示並量產了包括螢幕指紋、升降式攝影頭、螢幕發聲、SIP 封裝音頻模塊等多個堪稱「黑科技」的技術。

6 月 27 日，在上海舉辦的 MWCS 上，vivo 又展示了另外一個領先行業的「武器」——TOF 3D 超感應技術。

什麽是 TOF 3D 超感應技術？

TOF 的英文是 Time of Flight，直接翻譯過來就是「飛行時間」，它的原理是適應特殊的發射器發出經調製的近紅外光，紅外光線遇到人或物體後反射後再折回到接收器上，通過測算這個過程所需的時間差，來形成立體視覺。

在 vivo 展示的 TOF 3D 超感應技術中，包含了 30 萬個可以通過這種方式進行測距的有效深度資訊點，將這些數據組合在一起，理論上就可以獲得被拍攝對象精準的深度資訊，從而為高精度的 3D 人臉識別提供了數據基礎。

大家知道，TOF 3D 超感應技術並不是第一個應用在智能手機上的 3D 人臉識別技術，去年 11 月上市的 iPhone X 搭載的 Face ID 同樣是 3D 人臉識別，不過背後的技術是 3D 結構光。

3D 結構光的原理是使用點陣投影器向被測物體發射結構光點，光點形成的陣列打到人臉後經反射回到紅外鏡頭，通過分析光信號的變化，可以獲得高精度的 3D 點雲數據。

圖片來自 iFixit

根據蘋果的數據，iPhone X 的 3D 結構光可以實現百萬分之一的安全級別，這個數字不僅讓目前安卓手機上常見的基於前置 RGB 鏡頭和 AI 算法的 2D 人臉識別望塵莫及，也要遠遠高於傳統指紋識別五萬分之一的安全級別。

有了這樣的安全保障，蘋果也就理所應當地用 Face ID 徹底取代了 Touch ID，不僅用於解鎖手機，也用在了對安全要求更高的支付上。

問題來了，既然行業老大蘋果已經開了 3D 結構光這個頭，並且 Face ID 的速度、安全性表現都已經很出色了，vivo 為什麽還要做 TOF 3D 超感應技術？

TOF 3D 超感應技術相比 3D 結構光的 3 個優勢

發布會上，vivo 主要強調了 3 點 TOF 3D 超感應技術相比 3D 結構光的優勢。

第一是有效深度資訊多。

我們上面提到了，vivo 的 TOF 3D 超感應技術包含了 30 萬個可以進行測距的有效深度資訊點，而採用 DOE 衍射的 iPhone X 只有 3 萬個，而且這已經是目前 DOE 衍射能做到的最高數量了。理論上講，有效深度資訊點更多的 TOF 3D 超感應技術可以實現比 3D 結構光更好的影像品質和細節。

也正是因為安全性的大幅提升，vivo 宣布已經和微信展開了深度技術合作，目前 TOF 3D 超感應技術已成功支持微信人臉識別支付，並將於 2018 年下半年投入商用，這意味著 TOF 3D 超感應技術的安全級別已經達到了支付的標準。畢竟在支付安全這件事上，無論是 vivo 還是微信，都不敢馬虎。

第二是工作距離遠。

由於結構光本身的限制，目前最長的工作距離只能到 1 米左右，而 vivo 展示的 TOF 3D 超感應技術可以做到至少3 米的測量距離。對於人臉解鎖來說，1 米和 3 米不會對體驗上造成什麽區別，不過更遠的工作距離意味著 TOF 3D 超感應技術可以應用在更多的場景中。

根據 vivo 官方的介紹，TOF 3D 超感應技術將率先應用於人臉解鎖/支付，3D拍照（人體/人臉美顏），3D建模，3D 具象化體驗（如3D螢幕）四個大領域。

舉例來說，通過使用 TOP 3D 超感應技術獲取的全身 3D 數據，結合 AR 技術，未來用戶可以在線上遠程虛擬試衣，避免買到衣服後尺碼不合適的情況。TOF 3D 超感應技術還可以和 MR 體感遊戲結合，通過快速高精度的實時建模，配合 vivo 3D 螢幕，讓用戶可以更加真實地「沉浸」在虛擬的遊戲中。此外，在進行拍照時，基於 3D 建模可以進行捏臉，打光，虛化等修飾。

TOF 3D 超感應技術未來的想象太空還遠不止於次，在正在到來的 AR 時代，精度高且工作距離遠的 TOF 3D 超感應技術可以賦予手機「理解」真實世界的能力，為更深層次的 AR 應用提供數據基礎。另外，據傳蘋果也在考慮在後置相機上加入了類似的 TOF 3D 超感應技術，目的當然是 ARKit，考慮到 TOF 3D 超感應技術巨大的潛力，這也就不難理解了。

第三個優點是體積小。

為了保證識別精度，3D 結構光的投射器和接收器需要保留一定的距離，也就是所謂的基線（baseline），iPhone X 上的 3D 結構光需要 25 毫米左右，目前安卓陣營方案還要更長一些，帶來的結果就是 3D 結構光模組普遍較長。反映在產品上，除非像 Find X 那樣通過特殊的升降式結構把 3D 結構光隱藏起來，否則 3D 結構光會不可避免地導致「大瀏海」。

相比之下，TOF 模組的 baseline 幾乎是零，體積上可以做到非常小巧，從而給手機的設計師留下更大的發揮太空，也為消除瀏海提供了可能。

選擇 TOF 3D 超感應技術是一個艱難的決定

作為手機行業的標杆，蘋果的每一次重大技術選擇都會深刻地影響到其他手機廠商。大多數情況下，當蘋果選定了一種技術路線後，其他手機廠商通常會選擇「追隨」，而不是「另辟蹊徑」。

因此，當 vivo 在 3D 成像這個重要的技術點上，選擇繞開蘋果主導的 3D 結構光，用 TOF 3D超感應技術方案取而代之，這其實是一件並不尋常並且危險系數很高的事情。

「當初內部還是有壓力的，因為這個技術涉及的投資是巨大的，vivo TOF 3D超感應技術組件的成本比好多 CPU 都貴，這麽貴的東西，如果投下去結果發現方向不對，那這些東西怎麽辦？不但影響產品，還給公司的資源造成浪費，也沒有給消費者帶來價值，這會是難以估量的損失。」vivo 軟體部門負責人劉旭東在接受媒體採訪時表示。

當然了，vivo 之所以敢於在 TOF技術應用 上「另辟蹊徑」，前期也做了很多的準備工作。

2017 年 3 月的時候，vivo 開始注意到結構光和 TOF 技術在手機 3D 技術上的價值，隨即就開始對這兩項技術的研究和追蹤。

直到 2017 年 12 月，也就是在 iPhone X 正式上市一個月後，vivo 決定選擇當時關注度並不高但前景廣闊的 TOF 技術。

在選擇 TOF 之後的 6 個月裡，vivo 在 TOF 技術上投入了更大的研發精力，克服了行業內公認的溫漂和精度問題，這才得以能夠在本次的 MWCS 上正式對外展示 TOF 3D 超感應技術。

採訪中，vivo 軟體部門負責人劉旭東表示，「TOF 最難的是 ID，如何把強大的技術和漂亮的外觀做好是最難的事情。」

從 vivo 在現場展示的手機上看，TOF 3D 超感應技術的硬體模塊體積還比較大，不過劉旭東透露，未來的量產機將不會採用這種設計，目前 vivo 內部已經做出來了體積小很多的解決方案。

今年內量產 TOF，和螢幕指紋不衝突

和螢幕指紋、升降式攝影頭等 vivo 今年早些時候展示的技術類似，TOF 3D 超感應技術也不會是一張「PPT」，而是會很快以產品的形式和用戶見面。

vivo 表示，目前 TOF 3D 超感應技術已經做好了「量產的準備」，第一款搭載這項技術的 vivo 手機將在今年年底前正式推出。

至於大家關心的 TOF 3D 超感應技術是否會和 vivo 在今年上半年主推的、已經進化到第三代的螢幕指紋技術發生衝突，vivo 軟體部門負責人劉旭東在採訪時也給出了他的觀點。

劉旭東認為，「螢幕指紋解鎖技術跟 vivo TOF 3D 超感應技術從技術端來看是兩個獨立的技術；從消費端來看每一位用戶對產品的需求是不一樣的，用戶對於指紋解鎖還是有非常強的需求，這兩個需求是不衝突的。」

至於 vivo 在之後的產品上是如何搭配螢幕指紋和 TOF 3D 超感應技術，我們只能等待之後推出的產品了。

可以確定的是，有了 TOF 3D 超感應技術的加持，今年下半年的 vivo 手機將更加值得期待。X20 Plus 螢幕、APEX 概念機、NEX 之後，vivo 的「大招」在 2018 下半年還將繼續下去。