在蘋果最新iPad Pro產(chǎn)品線中,最大的看點無疑是新iPad Pro上增加的一個激光雷達。一顆激光雷達未來將被蘋果應(yīng)用在哪些領(lǐng)域,可能是很多人都想了解的。
蘋果引用激光雷達的用意
激光雷達能通過測量光觸及物體并反射回來所需的時間來確定距離,利用直接飛行時間 (dToF),激光雷達能以納秒速度級測量到從最遠五米處反射回來的光,由此為增強現(xiàn)實開啟了無限可能。
對于大多消費級普通用戶來說,這個硬件的知名度不是那么高,而且也沒必要過多關(guān)注。但是對于手機供應(yīng)鏈,全球激光雷達市場,甚至AR/VR市場來說,蘋果的這一次發(fā)布,的確是一個不可忽視的信號。
蘋果引入此項技術(shù),并不是為了拍照,而是為了 AR,蘋果表示,支持 ARKit 的應(yīng)用程序都將自動獲得 LiDAR 所能提供的特性,并且能極大地縮短 AR 建模的速度,提高測量精度,降低抖動、錯位的情況。
蘋果在iPad Pro上使用的LiDAR通過發(fā)射/接收紅外激光來測量目標距離,同時進行測量成像,這項技術(shù)未來將被廣泛應(yīng)用到蘋果的AR應(yīng)用領(lǐng)域。
應(yīng)用于最新iPad Pro只是開始
iPad Pro 2020 最為重磅的升級,在于它的攝像頭模塊。而真正對后置雙攝像頭形成加持的,是iPad Pro 2020 攝像頭模塊配置的激光雷達掃描儀。
雖然如 iPhone XR 這樣的單攝像頭手機也能夠使用 AR 功能,但要在空間中精準定位依然需要有更強大的硬件支持,激光雷達掃描儀的精確度顯然是有必要的,而本次 iPad Pro 就充當(dāng)了這樣的排頭兵作用。
根據(jù)目前已經(jīng)披露的信息,iPad中的激光雷達很有可能是以硬件模塊的形式實現(xiàn)的,應(yīng)該是較為主流的Flash+DTOF方案,當(dāng)然,也加入了一些更為先進的工藝。
這類方案有個缺陷是會受到室外強光的干擾,但是根據(jù)蘋果可戶外使用的介紹,蘋果可能提高了SiPM光電傳感器的動態(tài)范圍以適應(yīng)戶外的強光。
和傳統(tǒng)的紅外 ToF 相比,LiDAR 的精度更高,因此常被應(yīng)用在地圖繪制、三維建模、體積測定等場景,比如自動駕駛、航空航天。
蘋果本身還會融合自家的算法以及攝像頭技術(shù),根據(jù)蘋果官方的介紹,iPad OS 采用全新深度架構(gòu),可以和激光雷達探測到的深度點、兩個攝像頭和運動傳感器捕捉的數(shù)據(jù)相結(jié)合,并通過 A12Z 仿生芯片的計算機視覺算法來進一步優(yōu)化,以更詳細地理解場景。
在系統(tǒng)層面,iPad OS 采用全新深度架構(gòu),可以和激光雷達探測到的深度點、兩個攝像頭和運動傳感器捕捉的數(shù)據(jù)相結(jié)合,并通過 A12Z 仿生芯片的計算機視覺算法來進一步優(yōu)化,以更詳細地理解場景。
通俗來說,有了這顆LiDAR可以讓我們AR體驗過程中速度加倍,例如以前放置一個虛擬物體需要等待一個時間,現(xiàn)在就可以做到很快,因為測距的過程交給了LiDAR,完成速度翻倍。
而與此同時,結(jié)合深度數(shù)據(jù)的虛實融合場景也會讓AR體驗更為沉浸,遮擋,盡可能降低大范圍活動時的抖動、錯位情況。
蘋果這次采用的是Flash激光雷達技術(shù),據(jù)推測應(yīng)該是以硬件模塊的形式實現(xiàn)的,是較主流的Flash+DTOF方案,但是有很強的技術(shù)壁壘。因此不少人推測,這個Flash激光雷達是蘋果跟現(xiàn)在主流芯片供應(yīng)商聯(lián)合設(shè)計的。
蘋果有可能只是在這里奠定基礎(chǔ),而將來會出現(xiàn)更多配備LiDAR的便攜式AR設(shè)備。
更長遠的供應(yīng)鏈和市場普及
當(dāng)大家還在一門心思往前看的時候,蘋果在向后尋找切入點。因為蘋果的激光雷達采用了DTOF測距技術(shù)。而現(xiàn)在,蘋果是第一個將DTOF技術(shù)商用化的消費級硬件公司。
ToF 模組也包括一個完整的上下游,包括傳感器芯片、模組、算法、以及VCSEL(垂直腔面發(fā)射激光器)等等,此前,國產(chǎn)廠商采用的 ToF 模組,芯片主要來自索尼,攝像頭模組來自舜宇光學(xué)和歐菲光。
蘋果采用的 3D 模組還是由夏普鴻海和 LG 提供,而配合 ToF 用到的 VCSEL 激光器則是由蘋果公司自主設(shè)計交給穩(wěn)懋代工,后者與宏捷科是主要的激光器供應(yīng)商。
產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)后,相關(guān)模組的價格也會下降,不會對整機的價格有明顯的影響,比如新的 iPad Pro 就是加量不加價,未來這一技術(shù)有望下放到中低段 Android 機上,屆時市場規(guī)模會有明顯提升。
雖然很多手機開始導(dǎo)入 ToF 鏡頭,但是廠商不會特意宣稱 ToF 所能帶來的 AR 應(yīng)用,可能要等到 2020 年,iPhone后鏡頭開始搭載 ToF 之后,結(jié)合蘋果這幾年來在 AR 的發(fā)展。
安卓陣營以及相關(guān)開發(fā)商,才會有較為明確的方向,而當(dāng)這些開發(fā)商開發(fā)出應(yīng)用功能之后,品牌廠商才會將他們的 ToF 鏡頭與應(yīng)用功能做連結(jié),預(yù)期要到 2020 年或 2021 后才會比較明顯。
結(jié)尾:
iPad與iPhone 的引入,會讓 LiDAR、ToF 功能再次走入行業(yè)的主流視野,蘋果也就被寄予了引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的重任。蘋果的入局是一個節(jié)點,2020年也許真正會成為 ToF 與消費級 LiDAR 的元年。