根據(jù)外媒報道，蘋果已經(jīng)確定將在iPhone 12 Pro和iPhone 12 Pro Max等兩款旗艦機中采用ToF傳感器，用于開發(fā)AR內(nèi)容和提升AR使用體驗。

其實ToF傳感器在手機中的應(yīng)用最近幾年也是屢見不鮮，它已經(jīng)逐漸成為手機攝像的潮流，此前三星、華為、小米在其旗艦機后置攝像頭上就搭載ToF相機。在工業(yè)相機領(lǐng)域，ToF已經(jīng)被應(yīng)用在機器人上，配合AI算法可以實現(xiàn)物體識別功能，輔助進行挑揀、打包、堆疊等操作。

ToF、雙目、結(jié)構(gòu)光的性能對比

什么是ToF傳感器？ToF傳感器又名飛行傳感器，是一種接近傳感器，簡單來說，它的主要原理是利用自身發(fā)出的對脈沖發(fā)射光在某種介質(zhì)中行進一段時間到達物體并反射回傳感器所用的時間來測量傳感器與物體之間的距離，進而再通過ToF內(nèi)部的圖像傳感器來確定測量的點形成的深度圖像（景深）或者3D圖像，前面所說的測量飛行時間來確定距離的方法其實有三種，分別為脈沖光法、幅度調(diào)制波的相移測量法以及帶電電容器的差分電壓測量法。

由于是通過發(fā)射器發(fā)射脈沖，ToF屬于主動光探測方案，ToF的發(fā)射對脈沖光之前都需要對光進行高頻調(diào)制后再發(fā)射，同時它還屬于激光全面照射而非局部區(qū)域，所以ToF的功耗較大。當然，ToF最大的優(yōu)點就是測距的優(yōu)勢，它的算法相對較為簡單，對于目標的景深、位置等指標的測量較為精確。作為3D成像傳感器，分辨率是ToF的最大問題，TOF相機上每一個像元對入射光往返相機與物體之間的相位分別進行記錄，但比一般圖像傳感器更復(fù)雜，它包含2個或者更多快門，用來在不同時間采樣反射光線ToF的像素要比一般圖像傳感器像素尺寸大得多，一般為100um。

除了ToF能夠?qū)崿F(xiàn)3D成像，另外討論最多的是與雙目立體視覺技術(shù)和結(jié)構(gòu)光技術(shù)，對比起來，這三者的優(yōu)缺點一目了然。

雙目立體視覺技術(shù)可以類比為人的兩只眼睛，帶兩個攝像頭的手機通常都會使用這種方法獲得深度信息，建立三維圖像，也就是利用了視差的原理。由于雙目立體視覺技術(shù)屬于被動光探測，所以其功耗較小。但是雙目立體視覺的算法較為復(fù)雜，在光照或者物體紋理不明顯的時候，其工作效果會大受影響，這也是為什么雙目立體技術(shù)的識別范圍、響應(yīng)速度等方面都不及ToF的原因。

其實結(jié)構(gòu)光的提出是為了解決雙目技術(shù)存在的問題（如，RGB雙目很依賴圖像的特征、受光照、紋理等影響），與ToF相似，結(jié)構(gòu)光也是主動光探測，但是原理是基于光學(xué)三角測量原理，通過投射器投射編碼好的結(jié)構(gòu)光到被測物體表面，然后通過單個或多個相機拍攝被測表面即得結(jié)構(gòu)光圖像；最后，基于三角測量原理經(jīng)過圖像三維解析計算從而實現(xiàn)三維重建。正想上面所說，由于是主動投射編碼光，結(jié)構(gòu)光與ToF類似，對于光照的需求沒有雙目那么嚴格。同時，投影圖案是編碼好的，所以在一定范圍內(nèi)，結(jié)構(gòu)光的測量精度較高。但是，在遠距離測量方面，結(jié)構(gòu)光不如ToF，如果物體離相機越遠，編碼的圖案投射在物體上圖案也就越大，精度也就隨之降低，所以一般應(yīng)用在近距離的場景。

ToF的未來究竟如何？