比结构光更强更有用 vivo要出的TOF3D成像技术会成未来主流？

在iPhone X发布之后，人脸识别这个功能就重新回到人们的视野中。因为有着较为安全的识别人脸方案——也就是结构光方案，使得人脸识别真正成为了一个有对应生物特性的、安全的识别方式。不得不说，苹果在研发方面还是有点东西的，在几个月之后，OPPO和小米才拿出来相似的方案。

结构光方案在工业上已经非常成熟了，不过因为容易受到外界光的干扰、响应速度较慢、识别精度较低的各种原因，至到上一年年末，才正式在iPhone X上搭载并且商用。结构光识别人脸的原理是，元件投射特定的光信息到物体表面，由红外镜头进行采集。根据物体造成的光信号的变化来计算物体的位置和深度等信息，进而复原整个投射的三维空间脉络。也正是因为结构光的特性，它至少要有两个元件进行配合才能完成这个建模或者识别过程：一个是投射元件，负责投射特定的光信号；另一个是捕捉镜头，负责捕捉投射出去的光信号。

也正是因为这两个元件的搭配，所以让结构光的精度、识别速度、安全性比其他所有的2D人脸识别要高的多。同时也可以让用户在各种环境下、甚至是黑暗环境下使用人脸识别技术。不过也恰恰是因为这样的解决方案，结构光也有它的缺点：两个元件所占用的位置太大了，也因此造就了iPhone X那特殊的“刘海”设计；此外，即使是商用了，可是结构光技术依旧会受到环境光线的影响，环境越亮，结构光失效的概率就越大——环境光会盖住投射光，镜头无法捕捉到透射光、进而整个系统失效。

当然，移动端3D视觉的解决方案不仅仅只有结构光一种，在iPhone X出来后的一段时间里，就有人猜测它会不会是用TOF方案（Time Of Flight，飞行时间）——这种方案所用元件更小、更少，同时在抗干扰能力、响应速度、识别精度上均比结构光有着一定的优势。此外，TOF方案能干的事情更多，在未来能运用到更多的地方。可惜，iPhone X并不是使用这种方案。

不过，现在倒是有人爆出了vivo将会率先在MWC 2018（上海站）上，展示全新的、首款使用TOF方案的机型。对比目前的结构光方案，TOF方案有几个特点是比较实在的：1、整体模组小，因此能够尽可能的避免刘海，或者说在尽可能窄的边框上容纳这种方案；2、识别距离更远，同时响应速度和识别精度也更强一点；3、量产比较简单，毕竟占据的空间小一点，从设计上来说也比较容易实现。

vivo要展示的这个TOF方案的原理和结构光有相同的点，也有不同的点。相同的是它们都通过捕捉光信号来获取3D信息，不同的是，TOF方案是通过给目标连续发送光脉冲，然后用感测器接收从物体返回的光，通过探测光脉冲的飞行（往返）时间来得到目标物距离（结构光是计算光信息的不同，而不是采集光的往返时间）。通过计算光的往返时间而获得的景深信息，要比结构光方案来的更多、更君却。同时，在TOF方案中，图像的深度信息是能够在同一时间得到的，因此在识别速度方面，TOF方案要快上不少。

假如vivo真的能够实现TOF方案的商用，那很可能不只是运用在人脸识别方面。TOF方案能够带来更精确、更安全的识别结果，人脸识别的准确性必定有进一步的提高；而在支付方面，也因为TOF更精确的缘故，应该也可以做到指纹识别付款那样的程度。此外，因为TOF方案能识别到更多景深信息的缘故，在未来的AR方面也能做的更多——在交互的精度上会更高，一些应用比如测量距离的准确性也会更高。

可以说，vivo要展示的这个TOF方案，从性能上来讲要比结构光要更好。同时在元件体积的控制上，TOF方案的需要的元件也更小，在实现功能的同时更利于提高屏占比。当然了，使用TOF方案能在未来有更广阔的的使用空间，使用配合前置摄像头玩AR也不会是梦。现在就等vivo在MWC 2018上展示的这个TOF方案，能有着怎样的成熟度了。