讓榮耀和小米高管差點(diǎn)打起來的ToF技術(shù)究竟是什么？

都說“文人相輕”，最近我發(fā)現(xiàn)同行互懟的情況，在技術(shù)行業(yè)也蠻常見。這不，榮耀和小米兩邊的高管前幾天就打起了嘴仗。

先是榮耀手機(jī)的副總裁熊軍民發(fā)了條微博，曬了曬肌肉。

沒過多久，小米集團(tuán)的副總裁盧偉冰就看不下去了，直接炮轟榮耀最近重點(diǎn)推技術(shù)是噱頭，騙用戶瞎花錢。

之所以小米這邊反應(yīng)激烈，我估計(jì)還是榮耀說了這么一句：

巧了，最近這陣子小米的宣傳口徑確實(shí)很“戰(zhàn)斗”。

被罵之后，榮耀這邊也很快回?fù)簦?/p>

雙方你來我往，在微博上打起了隔空太極……

作為一個(gè)科技科普作者，幺哥對罵戰(zhàn)本身沒啥興趣，倒是雙方的交火點(diǎn)—— ToF 技術(shù)吸引了我的注意。

兩邊都是優(yōu)秀的國產(chǎn)手機(jī)廠商，一邊說 ToF 代表著一個(gè)大的行業(yè)方向;另一邊卻說它是“騙用戶花錢的噱頭”。

那么，這個(gè) ToF 究竟是什么呢?究竟是黑科技還是辣雞?本期走近科學(xué)推文，幺哥和你一起尋找真相……

Let's Rock !

ToF 其實(shí)是深度攝像頭的技術(shù)方案之一，要解釋深度攝像頭，那還得從 iPhone 說起……

2018年， iPhone X 讓我們認(rèn)識了一個(gè)叫 Face ID 的東西，也就是刷臉驗(yàn)證，在此之前，手機(jī)大多用指紋或密碼來解鎖。

說起來，人臉識別技術(shù)其實(shí)早就有了!比如2015年，馬云就在德國漢諾威的一個(gè)會議上當(dāng)中刷過一次臉。

大家可能在網(wǎng)上都看過這張照片

那么問題來了，人臉識別既然早就有了，中間隔了三四年才用來作手機(jī)解鎖?其中一個(gè)很大部分的原因就在于深度攝像頭技術(shù)的成熟。

我們知道，普通攝像頭捕捉到的永遠(yuǎn)是一個(gè)二維圖像，也就是三維世界在鏡頭方向的二維投影。

這就會導(dǎo)致一個(gè)問題：攝像頭無法感知物體真實(shí)的立體形狀，也很難直接分辨一張照片的前景和背景，甚至無法辨別照片和真人。

舉個(gè)例子，攝像頭看見前面有個(gè)孫越，以為是個(gè)幾百公斤的大胖子，可對方一站起來，其實(shí)是個(gè)紙片人(減肥成功后的孫越)。

這導(dǎo)致一個(gè)很嚴(yán)重的問題，用照片很容易騙過基于普通攝像頭的人臉識別。

之所以 2018年 iPhone 敢用人臉解鎖，正是因?yàn)橛昧松罡袛z像頭技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)能讓攝像頭直接捕捉到三維圖像信息，區(qū)分照片和真人。

怎么做到的呢?

幺哥了解到，目前深感攝像頭技術(shù)有三個(gè)主流的技術(shù)方案。第一種方法叫3D結(jié)構(gòu)光，也就是 iPhone 用的方案。

考你一個(gè)問題：

如果你的面前2米遠(yuǎn)擺著一副畫家冷軍的油畫，真假難辨，它的右邊站著一個(gè)真人，你觀察的視角無法移動，可以用輔助工具，請問如何快速分辨哪個(gè)是真人，哪個(gè)是油畫?

冷軍作品《小姜》

如果你手頭有一支能投射圖案的激光筆(就是我們小時(shí)候玩的那種紅色激光筆)，事情就好辦了。

把圖案打在兩個(gè)物體身上，如果圖案線條發(fā)生扭曲，就說明是三維物體，如果圖案沒發(fā)生扭曲，說明是平面圖案。

這就是3D結(jié)構(gòu)光的基本原理。iPhone X 的人臉識別就是基于類似原理，使用時(shí)，它會用紅外線射得你一臉，然后用攝像頭捕捉圖案變形的規(guī)律，從而判斷物體形狀或臉部輪廓。

OPPO 新款手機(jī)人臉識別也用的3D結(jié)構(gòu)光

第二種方法叫雙目立體成像，用兩個(gè)攝像頭來捕捉圖像，再用軟件計(jì)算還原出3D信息。

原理有點(diǎn)類似人的兩只眼睛，主要基于視差原理。當(dāng)你盯著一個(gè)物體看，反復(fù)交替眨左右眼，你會發(fā)現(xiàn)看到的兩個(gè)畫面有略微不同。

人的大腦可以在一瞬間比對兩個(gè)畫面的細(xì)微差距，腦補(bǔ)出“三維感”。計(jì)算機(jī)則通過“三角測距”等數(shù)學(xué)原理計(jì)算并還原出3D信息。

這個(gè)方案不需要主動發(fā)射光，成本也比較低，但計(jì)算量很大，對處理器的硬件配置要求較高。

正如人的眼睛其實(shí)是兩個(gè)極其精密的攝像頭，人的3D視覺主要依靠大腦的計(jì)算來“腦補(bǔ)”。

第三種方法就是榮耀手機(jī)用的 ToF 方案了。

ToF 的全稱是Time of Flight，翻譯過來一般叫“飛行時(shí)間測距”。

顧名思義，當(dāng)攝像頭拍攝一個(gè)物體時(shí)，攝像頭旁的元件會biubiubiu發(fā)射一段段的激光到物體的表面。

只要掐表計(jì)算激光脈沖“折返跑”的時(shí)間，經(jīng)過計(jì)算就能知道目標(biāo)物體的距離。

只要在連續(xù)波中調(diào)制出一定的規(guī)律，計(jì)算發(fā)射信號和接受信號的相位偏移就能算出距離。

總之，它是基于“光波的飛行時(shí)間”來計(jì)算距離的。

由于這三種方法的原理不同，所以在工作距離、深度精度、XY分辨率、抗干擾、功耗等方面各有利弊，適用場景也不同。

小米的產(chǎn)品經(jīng)理@王騰Thomas 在微博上已經(jīng)把幾種方案的對比整理好了，大家可以感受一下：

可以看出， ToF 方案目前最適用的場景是3D建模、AR應(yīng)用和體感游戲。

具體能干什么用呢?

說來也巧，年前的榮耀V20手機(jī)發(fā)布會在北京舉辦，幺哥去了現(xiàn)場溜了溜，翻出幾張當(dāng)時(shí)拍的照片講講。

現(xiàn)場，V20手機(jī)代言人胡歌把手機(jī)放在面前大約兩米的桌子上，試玩了一款滑雪體感游戲。

主持人說，除了滑雪，V20還能玩譬如羽毛球、勁舞時(shí)代、飛鏢之類的體感游戲，ToF 深感鏡頭會直接捕捉到人的肢體和手勢動作。

另一個(gè)演示是讓一個(gè)人站在鏡頭前，手機(jī)畫面出現(xiàn)一個(gè)3D小人，她會跟隨人做出各種動作，比如跳起歡快的廣場舞。

不過我個(gè)人覺的這兩個(gè)場景稍微有點(diǎn)小眾，像我這樣不怎么運(yùn)動的安靜美男子平時(shí)不會經(jīng)常用。

相對來說， ToF 的另一個(gè)應(yīng)用 ——3D 美體塑性，對于我這種每逢佳節(jié)胖三斤的人來說，可以說是非常適用了。

現(xiàn)場演示效果非常夸張，而且不僅支持拍照瘦身，還支持視頻瘦身，甚至能用在抖音上：

左邊是使用后，右邊是使用前

更厲害的是，由于 ToF 獲得深度信息后，能把人體和背景完美區(qū)分開，實(shí)現(xiàn)“人瘦墻不歪”的效果。

現(xiàn)場就演示了這三項(xiàng)，但據(jù)我所知，ToF 技術(shù)的想象力并不止于此，畢竟它讓攝像頭捕捉到的信息多了一個(gè)維度。

比如拍照時(shí)，它能輔助對焦，更好地虛化背景;可以來掃描并估算一個(gè)物體的體積，測量距離。

5G 網(wǎng)絡(luò)普及以后，ToF的應(yīng)用場景可能更多，雖然目前還沒實(shí)現(xiàn)，但不妨跟幺哥一起開個(gè)腦洞：

陪女朋友逛街時(shí)，不再需要反復(fù)試衣服，直接用 ToF 深感攝像搭配 VR、AR技術(shù)來試穿衣服和鞋子，還能輕易實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制，讓優(yōu)衣庫不再需要試衣間。

裝修或布置房間時(shí)，直接用 ToF 技術(shù)掃描并生成屋內(nèi)物品的完整信息，在手機(jī)上查看家具擺放效果，省得挪來挪去反復(fù)比對。

開 VR 時(shí)會議，ToF 深感攝像頭能直接掃描并創(chuàng)建虛擬的你，和VR會議中和另一個(gè)人互動…(不知道Pornhub會不會基于這個(gè)原理開發(fā)點(diǎn)兒什么)

聽起來或許有些胡扯，但這并非幺哥章口就萊。被稱為“硅谷預(yù)言帝”的凱文凱利也曾經(jīng)預(yù)言過未來世界的樣子。

他說：

未來會出現(xiàn)一個(gè)鏡像世界(Mirror World)，物理世界的每個(gè)東西都將出現(xiàn)虛擬的復(fù)制品。每一條街道、每一個(gè)燈柱、每一棟建筑、每一間房間都將在鏡像世界中擁有全尺寸的數(shù)字景象……虛擬世界就像是物理世界的一面鏡子。

具體他是怎么說的，有興趣的淺友可以自行學(xué)習(xí)，emmm……總之聽起來比我說的可玄乎多了。但只要世界真朝向充滿 VR、AR的方向發(fā)展，ToF 等深度攝像技術(shù)必不可少。

說回小米和榮耀的微博罵戰(zhàn)。

2月15日那天，榮耀副總裁熊軍民在微博上曬出一組榮耀V20手機(jī)的宣傳圖，主打3D美體。

隨后小米副總裁盧偉冰又轉(zhuǎn)發(fā)評論：

結(jié)合之前他口中“是個(gè)噱頭，騙用戶瞎花錢”的說法，可以看出盧總可能并不是對 ToF技術(shù)本身有意見(否則小米也不會做技術(shù)預(yù)研了)，而是他認(rèn)為 ToF 用來做3D美體、體感游戲等應(yīng)用沒啥用，是個(gè)噱頭。所以他才諷刺用戶“你以為自己瘦了嗎?”

這讓我想起幾年前手機(jī)行業(yè)發(fā)生的幾件小事。

當(dāng)年的手機(jī)行業(yè)五花八門，有的主打“發(fā)燒”，強(qiáng)調(diào)性價(jià)比，有的主打高性能順滑體驗(yàn)，有的主打高端奢華，還有的主打砸核桃。但大家都不太看重拍照功能，更別說自拍和美顏了。

不知從什么時(shí)候，也忘了最早是 OPPO、VIVO 還是美圖手機(jī)，市面上忽然刮起了一股高清美顏?zhàn)耘牡娘L(fēng)。

當(dāng)時(shí)我們一幫直男朋友也在私底下聊天時(shí)嘲笑用這幾個(gè)品牌的用戶人傻錢多，因?yàn)樗鼈兛雌饋砜萍己坎桓撸詢r(jià)比也不高，唯獨(dú)主打一個(gè)拍照效果好，簡直是噱頭，簡直是騙用戶的錢。

我們也抱怨美顏功能讓世界變得不真實(shí)了，也在心里諷刺那些用相機(jī)美顏的人：“你真的以為變美了嗎?”

但后來的事大家也都知道了，主打美顏拍照的幾款手機(jī)賣得風(fēng)生水起，把當(dāng)時(shí)我們那幫理工直男的臉都打腫了。

從那時(shí)我就明白了一件事：消費(fèi)者就是喜歡柔光自拍，就是喜歡逆光也清晰，就喜歡照亮我的帥氣，人民群眾喜聞樂見，你不喜歡，你算老幾?”

到了近幾年，美顏?zhàn)耘摹z像功能更是成為各大手機(jī)廠商的主打功能之一。

愛美之心人皆有，類似的事在地球另一邊也發(fā)生過。可能不少朋友都聽過這款名叫 Boom JB(炸??)的國產(chǎn)手機(jī)，在非洲賣瘋了。

生產(chǎn)它的公司在非洲地區(qū)占據(jù)超過40%的市場份額，擊敗蘋果、三星等一眾國際廠商，無人能敵，在非洲人民心中更是家喻戶曉。

但它確是最初來自深圳華強(qiáng)北的公司——Tecno ，傳音

據(jù)說，這款手機(jī)最受歡迎的兩大功能其實(shí)挺簡單：1.功放聲音大效果好，方便隨時(shí)隨地嗨起來2.黑人朋友自拍能看清五官輪廓，面部有質(zhì)感。

人類總是向往美好，所以甭管“美顏”還是“美體”，或許都比我們預(yù)想之中更重要。

這次榮耀和小米關(guān)于 ToF 的爭執(zhí)，歸根結(jié)底還是在于兩家公司對用戶、和對技術(shù)發(fā)展方向上的理解不同。

這種差異沒辦法一較高下，就像你愛上樹摘蘋果吃，我愛彎腰撿草莓吃，本沒有高下之分，只是單純不同罷了。

但是這種差異一旦長期積累，卻會對某項(xiàng)單點(diǎn)技術(shù)造成影響。蘋果摘得多了，爬樹本領(lǐng)自然就強(qiáng)。

正如榮耀認(rèn)為 ToF 很重要，所以大力投入研發(fā)，突破了核心問題，并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，把它變成了V20手機(jī)上的3D美體、體感游戲等功能;小米認(rèn)為 ToF 噱頭，沒用，所以自然也就停留在技術(shù)預(yù)研階段，沒有真正應(yīng)用。在 ToF 這個(gè)單點(diǎn)上，榮耀確實(shí)走在前面。

罵戰(zhàn)的最后，小米這邊也承認(rèn)：ToF 確實(shí)是個(gè)大的行業(yè)方向。但基于各種考量決定暫時(shí)不投入量產(chǎn)，未來會在他們認(rèn)為“合適的時(shí)間”做出來。

這些選擇是對是錯(cuò)，商業(yè)世界變化萬千，誰又說得準(zhǔn)?最終，時(shí)間將證明一切，人們會從自己的錢包里掏出選票。