科技獵手機(jī)上的ToF鏡頭到底是前途未卜還是一片光明？
手機(jī)上的ToF鏡頭到底是前途未卜還是一片光明？
雷科技leite...
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英雄無用武之地。
圖片來源@視覺中國
文 | 雷科技leitech，編輯 | 定西
隨著技術(shù)的不斷成熟，手機(jī)廠商的“靈感”也越來越枯竭，當(dāng)處理器、屏幕等硬件都逐漸趨于同質(zhì)化后，手機(jī)廠商們又把眼光放在了手機(jī)拍照領(lǐng)域，希望自己能通過一些特殊的點(diǎn)搞出差異化，從而吸引用戶。
而提到手機(jī)影像發(fā)展，最讓小雷印象深刻的莫過于一顆僅有200萬像素的特殊鏡頭。 當(dāng)然，它既不是我們印象中的戰(zhàn)術(shù)黑白鏡頭或是微距鏡頭，手機(jī)廠商把它稱之為ToF鏡頭，不過它并不會(huì)參與到手機(jī)成像環(huán)節(jié)中。
說起iPhone和安卓手機(jī)之前的區(qū)別，除了系統(tǒng)和處理器之外，其實(shí)還有一個(gè)值得注意的點(diǎn)，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(shí)際上被稱作是LiDA雷達(dá)的“黑洞”。實(shí)際上iPhone的這顆LiDA雷達(dá)傳感器就是安卓前兩年已經(jīng)"玩爛"的TOF傳感器。
ToF鏡頭在手機(jī)行業(yè)算是一個(gè)坐過山車的配置，2018年時(shí)有一個(gè)小高峰，當(dāng)時(shí)的手機(jī)大廠，如三星、華為、OPPO、vivo、小米、LG等也在中高端機(jī)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。
在安卓手機(jī)陣營的帶動(dòng)下，曾經(jīng)被市場“熱炒”的ToF似乎正面臨著尷尬的境地。消費(fèi)者不在意，手機(jī)廠商不愿意繼續(xù)研發(fā)，種種原因都導(dǎo)致了ToF鏡頭在短短兩年時(shí)間內(nèi)從頂峰跌至低谷，這到底是因?yàn)門oF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(gè)噱頭？
首先我們需要明白，ToF只是Time-of-Flight（飛行時(shí)間）的縮寫，它的原理是將一組人眼看不到的紅外光（激光脈沖）向外發(fā)射，遇到物體后反射，反射到攝像頭結(jié)束，計(jì)算從發(fā)射到反射回?cái)z像頭的時(shí)間差或相位差，并將數(shù)據(jù)收集起來，形成一組距離深度數(shù)據(jù)，從而得到一個(gè)立體的3D模型的成像技術(shù)。
而將這項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用到手機(jī)上時(shí)，它的作用就變成了輔助手機(jī)增加拍照對焦速度，優(yōu)化大光圈背景虛化功能，通過計(jì)算光線從光源到被拍攝物體的時(shí)間，以此計(jì)算出被拍攝物體的深度信息。
2018年，OPPO R17 Pro成為首款搭載ToF 3D鏡頭的機(jī)型，隨后發(fā)布的vivo NEX、榮耀V20和華為P30都表示自己搭載了ToF技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)3D測距、3D拍攝等功能，根據(jù)相關(guān)資料顯示，2019年TOF機(jī)型出貨量為77.6百萬臺， 其占比越來越高。
此外ToF鏡頭對環(huán)境的要求并沒有那么大，幾乎可以在任何環(huán)境下運(yùn)行；也沒有那么大的數(shù)據(jù)偏差，ToF鏡頭可以把景深信息直接傳送給手機(jī)，不用二需要次計(jì)算，所以它要比傳統(tǒng)的相機(jī)更有優(yōu)勢。最為重要的是ToF鏡頭比較容易量產(chǎn)，所以成本比較低，而且可塑性極強(qiáng)，你不用操心它放在什么位置。
種種優(yōu)點(diǎn)使得ToF鏡頭一時(shí)間成為手機(jī)市場中的寵兒，當(dāng)時(shí)幾乎所有的旗艦手機(jī)都會(huì)配備這么一顆ToF鏡頭。可是就當(dāng)市場都以為這可能就是未來手機(jī)影像的發(fā)展方向之一時(shí)，搭載ToF鏡頭的手機(jī)又突然消失得無影無蹤。
問其原因，其實(shí)很簡單，ToF技術(shù)缺乏剛需應(yīng)用支持。在手機(jī)的發(fā)展史上，新軟件功能的開發(fā)通常和新的元器件的搭載是相輔相成，互相促進(jìn)的。就好像當(dāng)年14G應(yīng)用和4G手機(jī)一樣，如果沒有大范圍的4G手機(jī)和套餐的普及，就不會(huì)有抖音為代表的短視頻，王者榮耀為代表的團(tuán)隊(duì)競技游戲，釘釘為代表的多人在線視頻會(huì)議以及遠(yuǎn)程教育等應(yīng)用的崛起。而這些應(yīng)用的出現(xiàn)反過來又促進(jìn)了4G網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展。但就目前來看，根本沒有一款現(xiàn)象級應(yīng)用能夠支撐ToF技術(shù)的進(jìn)步。
比如說，ToF可以用來掃描物體的形狀，然后自動(dòng)建立一個(gè)3D模型。 但問題就在于，大多數(shù)消費(fèi)者家中并不會(huì)有3D打印機(jī)，就算建出了模型也沒有什么實(shí)際作用。
又比如說，它可以用于物體測距，能把手機(jī)變成AR“尺子”來使用。但問題在于，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(yuǎn)不如卷尺來得更方便和精確。
再比如說，它可以用于手機(jī)影像功能的輔助對焦，但實(shí)際上ToF的測量速度其實(shí)并沒有想象中那么快，無論是精度還是速度都遠(yuǎn)不及傳統(tǒng)的激光傳感器。以至于去年年初一些配備了ToF的機(jī)型，在去年下半年和今年上半年的后續(xù)產(chǎn)品中，又把ToF去掉，換成了激光對焦模組。
種種“雞肋”的功能讓用戶難以再提起興趣，因此TOF技術(shù)似乎失去了切入點(diǎn)和落腳點(diǎn)。
當(dāng)然，ToF鏡頭模組功耗和發(fā)熱量大、分辨率較低、成本較高等缺陷也使得手機(jī)廠商不得不放棄這么一個(gè)“前途可期”的硬件，畢竟對于消費(fèi)者而言，成熟的技術(shù)才能引起他們的注意。
根據(jù)國外媒體GSMarena的投票結(jié)果顯示，湊數(shù)鏡頭成了今年手機(jī)中最令人深惡痛絕的設(shè)計(jì)，所謂的ToF鏡頭、AI傳感器和微距大部分在手機(jī)成像中起到的作用微乎其微，即使不搭載這些湊數(shù)鏡頭，手機(jī)的影像系統(tǒng)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(gè)行業(yè)中的普遍行為。
02 誰能拯救“雞肋”的ToF？
雖然ToF短時(shí)間內(nèi)在手機(jī)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(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)在于測距，它的深度計(jì)算精度并不會(huì)隨距離改變而變化，而且能夠保持在厘米級別，這使得它在包含大范圍運(yùn)動(dòng)的場景下適用度非常高。
因此，近兩年爆火的掃地機(jī)器人就成了市場最看好的落地場景，但是根據(jù)市場調(diào)研，買完掃地機(jī)的消費(fèi)者的評價(jià)并不高，主要原因有2個(gè)，一是根本掃不干凈，二是機(jī)器人太傻，不知道規(guī)劃路徑，還經(jīng)常被卡住。
針對這些痛點(diǎn)，不少掃地機(jī)器人廠商紛紛將掃地機(jī)器人上的單線機(jī)械掃描式激光雷達(dá)替換為2-3個(gè)廣角TOF深感相機(jī)，在成本相當(dāng)?shù)那闆r下，就能讓掃地機(jī)器人的體積能變得更加輕薄、高效，更加受到消費(fèi)者的喜愛。
另外像什么自動(dòng)駕駛中行車環(huán)境的測距、感知，工業(yè)領(lǐng)域人機(jī)協(xié)同安全距離的監(jiān)測、物流行業(yè)的體積、重量計(jì)算，機(jī)器人的導(dǎo)航等等都是ToF技術(shù)目前能夠真正發(fā)揮作用的地方。
不過話說回來，ToF技術(shù)想要進(jìn)一步發(fā)展，成為未來的主流技術(shù)之一，目前最大的問題仍是成本。我們將ToF鏡頭的產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行拆解，可詳細(xì)分為:上游為紅外傳感器、紅外光源、光學(xué)組件、光學(xué)鏡頭以及圖像傳感器（CCD和CMOS圖像傳感器），中游為傳感器模組、攝像頭模組、光源代工、光源檢測以及圖像算法，下游即為終端和應(yīng)用廠商。
其中圖像傳感器是ToF傳感器的核心組件，此前CCD圖像傳感器一直是ToF的必備組件，但是我們知道CCD圖像傳感器一直以來都是用在醫(yī)療、航空航天等高端領(lǐng)域，用在ToF十分不利于普及。
另外解析之前搭載ToF鏡頭的手機(jī)，不難發(fā)現(xiàn)其供應(yīng)商無一例外是外國廠商，國內(nèi)廠商目前差距較大，仍需不斷追趕。
早在2019年時(shí)，小米副總裁盧偉冰曾表示TOF鏡頭只是個(gè)噱頭，目前并沒有太大的實(shí)際效用。而榮耀發(fā)言人“榮耀老熊”卻認(rèn)為，未來TOF能夠突破性的將現(xiàn)實(shí)世界物體、人像、空間虛擬化，必將是5G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)最重要的應(yīng)用場景之一。 但就目前的情況來看，ToF鏡頭并沒有像大家想象中那樣成為主流配置，究其原因還是過于雞肋，沒有足夠?qū)嵱玫能浖ブ巍?/strong>
不過小雷還是認(rèn)為，ToF技術(shù)隨著5G網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步覆蓋和相關(guān)技術(shù)的進(jìn)一步下降，在上述提到的智能家居、自動(dòng)駕駛、AR/VR游戲等領(lǐng)域還是有不小的發(fā)展空間。至于手機(jī)，可能還得需要一個(gè)“爆款”應(yīng)用才能讓它被消費(fèi)者和市場所重視起來。
03 “花里胡哨”可站不住腳
除了ToF鏡頭之外，簡單回顧近兩年的手機(jī)上那些曇花一些的功能設(shè)計(jì)，“升降式全面屏設(shè)計(jì)”必然榜上有名。確實(shí)，升降式設(shè)計(jì)能夠提升手機(jī)的正面觀感，也符合部分有強(qiáng)迫癥的用戶需求，但它與ToF鏡頭有著異曲同工之妙，為了實(shí)現(xiàn)這一設(shè)計(jì)，當(dāng)時(shí)的手機(jī)不得不舍去太多更加實(shí)用的功能（例如防水、重量以及電池），這并不利于手機(jī)的發(fā)展，最終的結(jié)果大家都也都清楚，當(dāng)下已經(jīng)沒有手機(jī)廠商會(huì)再去使用曾被“部分消費(fèi)者”喜愛的升降式全面屏設(shè)計(jì)。
另外像什么“雙屏”、“高像素”、“高倍數(shù)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(shù)，然而隨著市場的檢驗(yàn)，這些看似實(shí)用實(shí)則花里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(fèi)者早已不像之前那樣容易被一些所謂的“宣傳術(shù)語”給迷惑。手機(jī)技術(shù)在進(jìn)步，我們的判斷能力也逐漸在進(jìn)步，單純的噱頭功能已經(jīng)不再靈驗(yàn)，想要讓消費(fèi)者心甘情愿地為產(chǎn)品買單，還得看那些已經(jīng)被消費(fèi)者所認(rèn)可的功能。 當(dāng)然，小雷也不是反對手機(jī)廠商們?nèi)?chuàng)新，畢竟沒有創(chuàng)新的話，手機(jī)發(fā)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(jīng)常使用或足夠?qū)嵱玫那闆r之上。
在未來的市場上將會(huì)如何演變，都只是各大廠商做出的產(chǎn)品探索。現(xiàn)階段手機(jī)廠商想破頭皮研發(fā)出的各種花里胡哨功能，無非也只是廠商對于市場需求，以及自己的產(chǎn)品發(fā)展方向，和其中的投入效益比等方面的綜合反應(yīng)。智能手機(jī)發(fā)展至如今的形態(tài)，似乎水到渠成，細(xì)數(shù)一下還是發(fā)現(xiàn)我們走過不少彎路，但這都是手機(jī)廠商們必然經(jīng)歷的階段，我們也只能等待手機(jī)廠商們的下一次“靈感爆發(fā)”。
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