自從蘋果(Apple)去年推出iPhone X以來,，業(yè)界觀察家對于其3D傳感(3D sensing)技術(shù)的看法兩極。3D傳感技術(shù)在智能手機(jī)用戶中很流行嗎？它會是未來每一支智能手機(jī)的必備功能嗎,？
答案是還沒有,。當(dāng)今智能手機(jī)業(yè)者的共識是——現(xiàn)在仍然是3D成像“時(shí)代”的早期階段。
Apple TrueDepth相機(jī)系統(tǒng)（來源：Apple）
業(yè)界對于智能手機(jī)搭載3D傳感技術(shù)的看法紛歧——從“為什么要這么麻煩,？”到“這就是未來”等各種解讀都有,。反對3D傳感的論點(diǎn)就來自于那些深信“屏幕內(nèi)(in-display)指紋傳感器就夠了”和“數(shù)位攝影勝過3D傳感”的智能手機(jī)相機(jī)“鐵粉”。
雖然有些人認(rèn)為iPhone X競爭對手就是因?yàn)槿鄙倭顺墒斓?D傳感技術(shù)而導(dǎo)致市場興趣缺缺,，但其他人并不同意這樣的看法,。Yole Developpement成像技術(shù)與市場首席分析師Pierre Cambou解釋，這是因?yàn)椤癆pple在這方面的的發(fā)展更超前”,。
此外,，由于垂直共振腔面射型雷射(VCSEL)等關(guān)鍵3D傳感組件供應(yīng)受限，導(dǎo)致搭載結(jié)構(gòu)光3D傳感技術(shù)的智能手機(jī)短缺——超過8個月以上,。幾位業(yè)界人士指出,，這些關(guān)鍵3D傳感組件早就已經(jīng)被Apple等公司鎖定了。
中國業(yè)者崛起
同時(shí),，中國當(dāng)然也看準(zhǔn)了3D傳感市場,。
過去幾個月來，當(dāng)小米(Xioami),、Oppo和Vivo等中國智能手機(jī)OEM陸續(xù)發(fā)布其3D傳感計(jì)劃時(shí),，3D傳感應(yīng)用取得了積極進(jìn)展。今年5月,，小米宣布推出Mi 8 Explore Edition新機(jī),，被譽(yù)為”全球首款支持3D人臉識別的Android智能手機(jī)”。
而在6月,，Oppo推出配備6.42英吋AMOLED顯示器的Find X智能手機(jī),，支持3D傳感功能，價(jià)格高達(dá)750美元,，同時(shí)也被視為Mi 8的直接競爭對手,。
同樣在6月，Vivo表示其Face ID認(rèn)證系統(tǒng)將采用新的3D傳感技術(shù),。相較于使用結(jié)構(gòu)光技術(shù)實(shí)現(xiàn)3D傳感的Apple iPhone X,，Vivo將會部署的是3D飛行時(shí)間(ToF)傳感技術(shù)。
小米Mi 8 Explorer智能手機(jī)搭載Face ID（來源：小米）
業(yè)界一直密切關(guān)注這些中國OEM的3D傳感技術(shù)合作伙伴,。小米與以色列的迅聯(lián)光電(Mantis Vision)合作,，打造基于結(jié)構(gòu)光的3D技術(shù)。OPPO則與中國深圳奧比中光科技(Orbbec 3D Technology International Inc.)合作,，同樣使用結(jié)構(gòu)光,。據(jù)報(bào)導(dǎo)，Vivo使用的ToF技術(shù)來自與德國錫根(Siegen)的PMD Technologies AG合作。然而,，Cambou補(bǔ)充說,，Oppo還可能會改與Sony合作。
加碼投入3D技術(shù)進(jìn)展
Yole Developpment最近發(fā)表了一份名為“3D成像與傳感技術(shù),，2018年版”(3D Imaging & Sensing, 2018 edition)的報(bào)告,，詳細(xì)介紹各種系統(tǒng)所使用的技術(shù)、3D傳感生態(tài)系統(tǒng)中的關(guān)鍵參與者,，以及3D技術(shù)的市場規(guī)模和預(yù)測,。
Cambou是這份報(bào)告的共同作者之一，針對3D傳感進(jìn)行了深入分析,。他告訴《EE Times》的記者,，“Yole深信3D傳感技術(shù)將快速發(fā)展?！?/p>
他指出,，3D傳感模塊十分復(fù)雜，加上Apple為其TruDepth相機(jī)選擇的結(jié)構(gòu)光技術(shù)成本高,，這一部份解釋了為什么Android手機(jī)必須要花將近八個月甚至更長的時(shí)間才能趕上Apple,。
雖然Apple的TrueDepth在2017年之前就確立了3D前置相機(jī)的趨勢，但Yole坦言,，（3D傳感應(yīng)用）的浪潮在量方面轉(zhuǎn)趨保守,。
每一支新iPhone都有3D——包括正面和背面？
據(jù)坊間媒體猜測,，今年秋季計(jì)劃發(fā)布的Apple新款iPhone都將配備3D前置攝影機(jī),。
在iPhone X中，Apple僅將3D傳感技術(shù)用于前置攝影機(jī)?，F(xiàn)在更大的問題是3D是否也能翻轉(zhuǎn)以及支持后向攝影機(jī),。
盡管Cambou確信前置3D的發(fā)展，但對于后置攝影機(jī)采用3D仍抱持懷疑態(tài)度,。他指出,，擴(kuò)增實(shí)境(VR)和虛擬現(xiàn)實(shí)(AR)一直欠缺市場動能，AR的銷售推廣和游戲都尚未在市場起飛,。因此，他質(zhì)疑后置攝影機(jī)要搭載3D可能仍是“未來的一個利基市場“,。
但Apple的3D傳感供應(yīng)商們似乎不這么認(rèn)為,。Cambou承認(rèn)，他們看好3D傳感作為“通用接口“的前景,。從意法半導(dǎo)體(STMicroelectronics,；ST)最近召開的季度財(cái)報(bào)電話會議看來，據(jù)Cambou的觀察，”他們似乎過度看好3D傳感將進(jìn)入智能手機(jī)前,、后攝像頭市場“,。
那么有多少智能手機(jī)相機(jī)將會配備3D傳感技術(shù)？滲透率如何,？Yole預(yù)測,，2017年約有1.4%的滲透率，并將在2023年成長至55%,。至于營收呢,？
Yole預(yù)測這一市場正強(qiáng)勁成長。2017年3D傳感市場規(guī)模估計(jì)約有20億美元,，包括用于消費(fèi),、汽車、醫(yī)療,、商業(yè),、科學(xué)、國防和航天等領(lǐng)域,，并將在2023年達(dá)到180億美元,。據(jù)Cambou指出，這一營收數(shù)字的貢獻(xiàn)來自于較“先前預(yù)測更高的平均銷售價(jià)格(ASP),，以及消費(fèi)裝置的3D采用率成長“,。
事實(shí)上，在部署3D的所有細(xì)分市場中,，Yole預(yù)測3D傳感技術(shù)市場將以82%的復(fù)合年成長率(CAGR)成長,，自2017年的3.75億美元成長至2023年約為138億美元。相形之下,，他預(yù)測汽車市場的CAGR為35%,，自2017年的3.91億美元成長至2023年約為24億美元。
3D的發(fā)展脈絡(luò)
很顯然地,，3D傳感讓Apple得以用Face ID取代指紋傳感器,。正如Yole所說的，iPhone X的3D傳感應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了“輕松解鎖“,、”透過人臉識別實(shí)現(xiàn)安全性“,、”游戲“(如Avatar)以及”漸變“(morphing)等功能，包括在Facebook,、Snapchat和Instagram等社群媒體的實(shí)時(shí)濾鏡(AR,、臉部漸變與合成等)等。
但如果你只是在智能手機(jī)的發(fā)展背景下思考3D,，很可能會錯過3D為市場帶來的更大機(jī)會,。
Cambou：“想想亞馬遜(Amazon)的Echo如何透過連接語音與人工智能(AI),，并將語音提升為主要用戶接口(UI)，從而改變了人機(jī)接口(HMI)“,。同樣地,，3D傳感技術(shù)使得生物特征識別”萬無一失“，如人臉識別等,。因此,，他強(qiáng)調(diào)，3D也開啟了通往AI的大門,。
事實(shí)上,，智能手機(jī)讓3D傳感更加普及。但3D傳感并不僅僅是智能手機(jī)的專屬功能,。Cambou說,，它還具有深遠(yuǎn)的社會和政治影響力。
他在最近發(fā)表的“人臉識別技術(shù)：亟需公共監(jiān)管與企業(yè)責(zé)任“(Facial recognition technology: The need for public regulation and corporate responsibility)部落格文章中提到：”鑒于人臉識別技術(shù)的廣泛社會影響力以及被濫用的可能性,，政府實(shí)施周全的監(jiān)管似乎特別重要,，否則可能導(dǎo)致公共機(jī)構(gòu)以帶有缺陷或偏見的技術(shù)方法來決定要追蹤或調(diào)查誰，甚至逮捕罪犯等,?！?/p>
因此，3D傳感的影響力更甚于在這里討論誰家的智能手機(jī)搭載3D或使用哪一家的3D技術(shù)等,。
3D技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)
然而,，從工程的角度來看，最耐人尋味之處在于揭密移動設(shè)備中搭載的各種深度傳感技術(shù)途徑,。在即將來臨的3D傳感時(shí)代,，全球生態(tài)系統(tǒng)中的每一家參與業(yè)者都在爭搶設(shè)計(jì)訂單。
簡而言之,，結(jié)構(gòu)光和ToF技術(shù)是目前可用于深度傳感的兩種不同方法,。結(jié)構(gòu)光透過將已知圖案投影到對象上再進(jìn)行3D掃描。當(dāng)光線照射到物體上,，圖案會變形,。這時(shí)再透過結(jié)構(gòu)光分析已知圖案的變形情況，以推斷深度,。
ToF則透過調(diào)變光源照射場景,，并觀察反射光源。測量照明和反射之間的相移后,，再將其轉(zhuǎn)換為距離,。
雖然Apple為其前置深度相機(jī)選擇了結(jié)構(gòu)光途徑，作為3D成像時(shí)代的起點(diǎn),，但Yole深信3D前端模塊“未來可能會朝向ToF技術(shù)發(fā)展”,。Cambou認(rèn)為，ToF途徑“在陽光直射下更可靠,，而且運(yùn)算需求更低“,。
移動設(shè)備中的深度傳感技術(shù)（來源：Yole Developpement）
Yole描述了三種不同的3D成像和傳感技術(shù)——包括立體視覺、結(jié)構(gòu)光到ToF,。其中,，ToF在技術(shù)上最不成熟。但可提供ToF解決方案的主要業(yè)者包括PMD,、Sony,、ST和英飛凌科技(Infineon Technologies)。結(jié)構(gòu)光技術(shù)則有Mantis,、Vision,、ams和ST、英特爾(Intel),、奇景光電(Himax)以及韓國的Namuga,。ST同時(shí)投入兩大技術(shù)陣營。
Yole預(yù)期,，短期內(nèi),，Apple并不至于從結(jié)構(gòu)光轉(zhuǎn)向ToF。Cambou認(rèn)為,，Apple至少要再過二到四年才可能推出新的硬件,。同時(shí)，他補(bǔ)充說,，ST是iPhone X基于結(jié)構(gòu)光的3D技術(shù)供貨商,，“但它同時(shí)也推出了基于ToF的3D技術(shù)?！?/p>
數(shù)碼攝影與3D傳感
Apple如今面臨的一個窘境是對于3D傳感博下重注,，最后是否可能會因?yàn)闋奚鼈鹘y(tǒng)數(shù)碼攝影質(zhì)量反而傷害了Apple自己？
Cambou以華為(Huawei)為例指出,，該公司現(xiàn)正斥重資于數(shù)碼攝影,。以主動矩陣(用于傳統(tǒng)攝影)的尺寸來比較，他計(jì)算出Apple僅用了52 mm2,，而三星(Samsung)則有91 mm2,，華為的是112 mm2。
誰在打造3D深度傳感技術(shù),？
在Yole的協(xié)助下,，《EE Times》列出了3D傳感生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵業(yè)者，尤其是在3D軟件/計(jì)算和3D系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域,。