vivo上海MWC上发布的TOF到底是啥？它与3D结构光谁强

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6月27日晚vivo在2018 MWC上海正式发布了“TOF 3D超感应技术”，根据官方描述这项技术能够利用感测器测量目标物的距离和轮廓实现手机对高精度3D信息的采集和运算，并且具备有效深度信息、工作距离远、结构布局灵活、未来应用场景丰富的特点。

vivo所展示的TOF 3D超感应工程样机

虽然说的好像很玄乎，但是其实这并不是刚刚出现的新技术，早在2016年TOF这种方案已经出现在市场上，并且有不少的变种类型，比如我们熟悉的Xbox上面用的Kinect二代实际上也是用的TOF方案。之所以今天仍然有新的厂商推出新的TOF技术，显然在成像品质、精度、小型化方面有了进一步升级。可是你知道除了TOF之外，市场上还有双目方案和3D结构光两种人脸识别方案存在吗？三者各自优缺点是什么？TOF与结构光的对垒你更看好谁呢？

TOF 3D超感应技术

TOF 3D超感应技术其工作原理是：发射器发出经调制的近红外光，遇到人或物体后反射，感测器在接收到红外光信息后，计算红外光线发射和反射的时间差，从而形成立体视觉。

TOF构建的立体图像边缘更清晰，细节更准确，可感应30万个有效深度信息点，是结构光技术的10倍；工作距离可达3米，是结构光技术的3倍；TOF模组的baseline（基线）近乎为零，相较于结构光技术的25mm做到了大幅提升。

由于采集深度信息点更丰富，所以TOF 3D超感应技术相比较结构光方案有更为安全、精确的面部识别体验，安全性能完整支持目前的移动支付需求。而该技术也不仅仅只可以用在手机上面，它也可以应用于3D拍照、3D试衣、MR体感游戏、3D打印等领域。

关键是…这项技术是支持屏下的，结合目前的vivo屏下技术，未来用在下一款产品上的确值得期待。

结构光人脸识别技术

结构光方案的优势来自于技术诞生久，成熟度高，是iPhone X所的采用的典型方案。但是缺点是受到光照的影响大，室内外不同环境下识别效果无法完全保证，这也是结构光根本上的一大问题。

小米8探索版搭载的3D结构光技术

于是3D结构光人脸识别在以往基础上做了更多做不到的事情。与传统的2D人脸识别不同， 3D结构光人脸识别技术透过3D编码结构光形成的点云信息取得深度，搭配红外图对检测到的人脸进行特征提取，进行人脸识别，同时利用数千个人脸特征进行比对运算。能克服以往大部分光照影响，对识别的精准性提升比较明显。目前3D结构光的服务提供商以国内的商汤科技最为典型。

他们所提供的3D结构光人脸识别技术不仅能保证识别的流畅性，并且无需屏幕给人脸补光。通过投射33000个编码点阵，创造出毫米级的面部模型，辅助以红外对面部人脸图像进行提取。在活体识别、识别安全上面都能做到安全可靠。

据悉，即将推出的小米8透明探索版就将会采用这种商汤科技所提供的3D结构光面部识别技术。

双目方案人脸技术

双目方案历史也比较早了，实际上它是原理最简单，方案成本最低的一种。所有采集的深度信息都依靠摄像头所采集的图像来通过软件算法得出，精度要求取决于捕捉分辨率。同时由于这种方案需要依靠算法分析图像今儿得到深度信息，计算负荷最大、算法复杂性最高、实现难度大，识别的快速和同步性会有影响。另外它也会受到光线的影响，尤其是昏暗环境下，由于捕捉的对象特征无法明显，所以会出现偏差。

对比之下，成本高、算法难度大、计算负荷高、最终效果差，这些现实情况摆在眼前，于是逐渐被主流的发展渐渐抛弃，新上的识别技术以TOF和3D结构光方案较多。

TOF 3D超感应与结构光的对垒

TOF即Time of Flight，其实这很好的描述了这项技术的根本原理，是依靠红外光反射时差来确定人脸表面的3D深度信息。

以iPhone X为代表的结构光方案

而结构光方案则是通过在人脸上面构建激光散斑，对这些激光散斑进行再编码获得人脸的深度信息。

vivo TOF 3D超感应方案与iPhone X结构光方案对比

目前趋势来看，两种技术被不同阵营的手机厂商所追捧。结构光方案以iPhone X和刚刚发布的OPPO Find X以及还未发布的小米8探索版为代表。通过运用结构光技术，用户可以获得类似Face ID般的人脸解锁体验、移动支付支持、网站账号自动填写、前置人像虚化、动态表情、第三方应用加密功能等。

TOF方案目前敢于说自己是成熟方案的，也就是vivo独一份。主要靠集成红外摄像头、TOF激光发射器、距离感应器以及光线感应器等诸多个元件之间的组合综合实现，目前从官方所提供的参数来看，vivo的TOF 3D超感应技术能够在诸多特性上超越iPhone X为代表的结构光技术，的确是非常值得期待。

只是我们目前还不知道作为结构光阵营的代表们，苹果、小米等一众厂商将拿出怎样的技术革新放在下一款产品上。在iPhone X时代，结构光无疑是市场上最认可的方案，但是技术的发展是流动的，面对新兴TOF 3D超感应的挑战，很难说究竟哪一种能发展成究极的优秀方案，只是就目前来看vivo所带来的TOF 3D超感应已经展现出了技术参数上面的优势，这一次vivo的确又一次站在了技术领先的高门槛上。

对于TOF和结构光两种方案人脸识别方案，你更看好哪一种呢？不妨在评论区与我们一起探讨。