为什么说 TOF 3D 技术是手机圈的下一个风口？丨 MWCS 2018

手机同质化的问题，爱范儿在 《OPPO 和 vivo 的机械美学，满足了所有人对智能手机的创新渴望》一文中就已经提到过——

是不是所有手机都要长得和 iPhone X 一个样？

但 vivo 用 NEX 这款机型来告诉你，不。

在这两年里，手机厂商在手机外观上的「创新」精力都花在了提升屏占比身上，在度过清一色的 18：9 全面屏后，跟随着 iPhone X 的脚步，19:9 的「刘海屏」也在今年内大幅普及。原因无他，提升屏占比和正面传感器这又是一个「鱼与熊掌」的问题，难以兼得的妥协下才造就了屏幕顶部那个难看的「刘海」。

但还好，作为份额排名靠前的厂商，vivo 和 OPPO 仍然有着自身的独立思考。NEX 和 Find X 的诞生，就是最好的证明。

vivo 在 MWCS 上秀肌肉已成为惯例。在去年展出了「屏幕指纹识别」技术后，今年 vivo 在 MWCS 2018 的展会现场发布了「TOF 3D 超感应技术」。未来，它将为智能终端赋予广阔的应用场景，为行业探索更多可能。当前，这项技术首先为用户解决的，是让面部识别更准确、更安全。

虽说目前已经有很多机型，只需要简单的前置摄像头，就能实现 2D 层面上的面部识别。但就准确性和安全性而言，基于 2D 平面的面部识别，可以轻易被平面图像所破解。要想提高安全性，还是要在硬件和技术层面上入手，将平面 2D 图像往立体 3D 图像方向进发。

TOF 是什么？为何要选择 TOF？

目前可应用在智能手机上的 3D 深度摄像有三种方案可选：双目成像、结构光、TOF。

首先「双目成像」相对难以在智能手机上应用，该技术的缺点在于算法非常复杂、容易受到环境因素干扰、依赖环境光源，暗光场景表现不佳，造价成本高，微型化困难。

另外，iPhone X 所领衔的 Face ID——3D 结构光技术，在可用性上已得到了验证。但其高昂的成本和硕大的传感器，都与智能手机行业需要批量生产和微型化方向不符，而且容易受到强光 光照影响。

而 vivo 选择的 TOF 则是一种相对稳定高效的方案。TOF 是 Time Of Flight（飞行时间）的缩写，这是一项深度摄像技术。测算近红外光线自发射后遇到对象后反射到传感器的时间，配合恒定光速可轻易得出传感器与对象之间的距离和深度信息。

在投射了一整面近红外光幕后，接收反射光来计算出每个点的深度，就能还原物体表面形貌，形成 3D 立体视觉。

虽然 TOF 技术早已在物流、安防、医疗乃至无人驾驶等领域大显身手，但量产应用在消费级电子产品上仍不多见。

事实上，TOF 原本就是一项快速、易于安装、简单且成本效益高的技术，相比起 3D 结构光技术来说，有着更多优势可言。

首先是功耗和效率上的表现。

TOF 在机器视觉应用中有较为广泛的应用，区别于传统相机，TOF 传感器能够直接获得深度和强度信息。由于深度信息和物体的颜色无关，光速等物理信息均为已知，因此通过相对简单的算法就可以将对象从背景当中分离出来，准确地呈现对象，同时降低了对于性能和功耗的需求。

相比起结构光技术，TOF 有着更低的功耗和更快的反应速度。按照 vivo 官方所述，vivo TOF 3D 超感应技术的有效深度信息点达到了 30 万个，为结构光技术（Structured light）的 10 倍，成像深度更加精确细致。

除此以外，TOF 摄像头的体积相比结构光的组件更加小巧，无需再留出「刘海」和更多的机身内部空间来获得 3D 深度摄像功能，从而达到「鱼与熊掌均可兼得」的理想效果。

毕竟，我们从 NEX 当中就可以看出，vivo 对全面屏手机的理解，仍然是「不以破坏形态的完整性为代价」。

TOF 不仅是解个锁那么简单

其实 vivo 决心要研发 TOF 3D 超感应技术，并不是为了解个锁那么简单，包括未来应用相同技术的智能手机，都不只是为了解锁一个功能而去用上 TOF。

实际上，由于 TOF 具备有效深度信息高、工作距离远、结构布局灵活、应用场景丰富等优势，在功能上除了能提升 3D 深度摄像所带来的安全性以外，还能满足用户对于立体视觉体验的更多期待，带来更多新玩法。

得益于更低的功耗，TOF 能够在低功耗的情况下实时回传清晰准确地 3D 立体图像。以 vivo 为例的 TOF 3D 超感应技术的工作距离长达 3 米，这无形中也进一步拓展了智能手机在 AR 和 MR 的场景应用。

例如在发布会上，vivo 就举出了 TOF 方案的三个场景应用案例：3D 试衣、MR 体感游戏以及 3D 拍照。这三项功能，都是 TOF 技术特性在生活场景化当中的延伸引用。

近期较为火爆的 MR 类游戏，透过 vivo TOF 技术来实现也变得简单许多。把 TOF 传感器放置在玩家身前一段距离，就能实时追踪到玩家的活动状态。

同样地，映射识别用户的全身范围后，概念中的「云试衣」也能够变为现实，但要普及这项功能还需要商家和平台方面的支持才能落地。

而主打 AI 美颜的自拍功能也能借助 TOF 3D 超感应技术，来提供更加「精修」的美颜效果。首先要做的就是为用户的头部进行 3D 建模，获得了面部信息后，再通过 AI 美颜算法提供更为精细的美颜和背景虚化效果。在 TOF 的加持下，调整人像光效、加入背景虚化甚至在全身美体方面，都能变得更加精准好用。

但回过头来看，正如每个新技术刚推出时的窘境，就目前的体验而言，vivo TOF 技术虽然在硬件方面基本完善并即将投入量产，可软件端的适配和交互体验上还是刚刚起步而已。

不过所幸的是，从 vivo 在今年 MWCS 的发布会上看，vivo TOF 3D 超感应技术再次获得了微信团队的认可，并成功支持微信人脸识别支付功能，成为国内首家支持微信人脸识别支付的手机厂商。

虽然 vivo TOF 3D 超感光技术在 MWCS 上，是以「魔改」的原型机的姿态亮相，但从以往的经验来看，vivo 在推动屏幕指纹的效率还是非常惊人的。从去年的首发展示到今年多款产品的商用量产，从概念到量产中间所耗费的时间并不算多，相信 TOF 也会拥有类似的节奏。

在发布会后，vivo 软件部门的技术专家臧亚奎，在专访中透露，vivo 的 TOF 3D 超感应技术已经达到了可量产的状态，而拥有 TOF 技术的新品最快将会在今年下半年与消费者见面。

TOF 会引领新一轮的「军备竞赛」吗？

智能手机除了追求更好的交互体验以外，带来一些「差异化」特性，才能在线上线下市场当中，给予消费者们更深刻的印象。vivo 的「屏幕指纹识别」和「零界全面屏」就是很好的例子，为智能手机行业引入了不一样的东西。

如今，vivo 的屏幕指纹技术已经发展到第三代，识别速度和准确率都趋向成熟，不但 vivo 旗下已有多款产品搭载了这项技术，当下其他厂商也开始逐步跟进屏下指纹，以提升自家全面屏产品的竞争力。

而围绕面部识别功能，从 2D 平面化转向 3D 立体应该是大势所趋的表现。vivo 选择 TOF 为 3D 视觉领域的到来提前布局，可以算得上又是一次大胆的尝试，试图避开 iPhone 已经走过的路，并寻找更优解决方案，这样激进的举动对于 vivo 和看客来说都并不陌生。

至于结构光和 TOF 这两种方案，究竟哪一种更适用于消费级智能手机市场？那就要看下半年 vivo 发布量产新品后，由市场和消费者去进行判断了。

诚然，消费者的需求已经非常明显，他们不但想要差异化强个性化足的产品，而且还希望拥有提升体验效率的表现。由此可见，继屏幕指纹之后，3D 面部识别技术或许也将引起智能手机新一轮的「技术博弈」。