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2017-08-19 10:09 来源:极客公园 谷歌 /苹果 /摄像头 作者： 靖宇 1936 年，美国气象学家爱德华·罗伦兹提出著名的蝴蝶理论：亚马逊的蝴蝶扇动翅膀，可能会造成美国德克萨斯州的龙卷风。不仅气象，蝴蝶理论在其他行业同样十分适用。例如，某家远在英国威尔士的半导体公司，近半年来股票从不到 40 美元快速攀升至 140 美元，增速惊人。而引起这样一场股市风暴的「蝴蝶」不是别人，正是美国苹果公司的知名产品——iPhone 手机。 有知情人士透露，称英国威尔士半导体公司 IQE 已经成为苹果公司的供应商，前者生产的复合半导体晶圆是制作激光传感器的元件之一，而激光传感器能够实现 3D 环境感知、人脸识别、虹膜识别等多种功能，而这正是传闻中苹果新品 iPhone 8 的主打功能。虽然 IQE 公司对传言不置可否，但是股价的飙升无疑证明了市场的敏感。 从触摸屏到 Nano Sim 卡，iPhone 引领了智能手机的进化方向。当 10 周年版的 iPhone 8 将 3D 传感器变成必备配件时， 3D 传感器的普及也就是时间问题了。而得益于这些微小的半导体晶圆，用户的手机将变成一个沟通现实和虚拟世界的窗口，开奖，替换下鼠标、触摸屏，创造新的人机交互方式。 如何用光做「尺子」 让 IQE 公司的股票跃升至 140 美元的功臣是公司新开发的「光子业务」（Photonics），其中被传和 iPhone 取得了联系的是一种复合式半导体晶圆，这种晶圆的生产难度极大，需要在 6 英寸的晶圆上均匀生长 10 纳米厚度的材料，而且还要生长 300 层，且生产过程中每生长一次就要设定湿度、气压等参数。而这些「宝贵」的晶圆被制造出来后，主要会用在 VCSEL 激光器（垂直腔面发射激光器）上。这种激光器在物理和光学特性上都要比传统激光器高很多，因此被用在光数据通信和传感器等方面。 而传闻中 iPhone 8 将会配备的 VCSEL 激光器，其用途是环境感知、人脸识别和虹膜识别，简言之，就是不仅能利用摄像头纪录画面，而且能通过激光器测量手机周围环境的深度信息（Depth Information）。目前主流的深度信息捕捉方法有两种，ToF（Time of Flight）以及结构光（Structured Light Coding）。前者利用激光从物体表面反射回手机的速度来测量二者之间的距离，实现深度信息获取；后者利用发出的带有结构的光源，通过光在物体上图像的畸变判断距离，获取深度信息。虽然方式不同，但两种方案都不可避免的要用到 VCSEL 激光器。 在应用方面，Google 的 Tango 项目二代方案采用的就是 ToF 技术，而结构光的代表则是被苹果收购的 PrimeSense，其生产的体感设备 Kinect 早在 2009 年就被用在了微软的 Xbox 360 游戏机上。有机构预测，此次 iPhone 8 将会采用前置 ToF，后置双目结构光的方案，建立一个完整的 3D 感应体系，而这可能是颠覆的开始。
3D 感知的使用场景 当把用于 ToF 和结构光的激光传感器放进手机中后，我们就赋予了手机感知周围 3D 环境的能力，让机器能够「看懂」周边的世界。而有了这样的能力，能够打开更多手机的使用场景： 生物识别。目前手机上应用最广泛的就是指纹识别，3D 传感器的加入，将使得虹膜识别和人脸识别方案更加可靠。此前三星的 Galaxy Note 7 已经推出虹膜识别功能，但是成功率依然是问题。而有了 3D 传感器，iPhone 8 很可能将虹膜和人脸识别推广开来，增加生物识别的可能性。 环境扫描。谷歌的 Tango 和微软的 Hololens 有一个令人印象深刻的功能，就是用摄像头扫视房间一周后，即可在系统中建立一个房间的 3D 轮廓，类似于在机器的大脑中建立了一个深度地图，让机器能够认识到这个房间有多大，都有什么家具，同时了解到自己在这个三维环境中的位置，并时时做出调整。而让机器「认知」环境十分重要，因为这是接下来虚拟现实融合的基础。 混合现实。在苹果的 WWDC 大会上展示了 ARkit 的 Demo，在摄像头界面上，可以看到实体桌面上有一个虚拟的冒着热气的咖啡杯。现在看来效果已经不错，但如果想要将虚拟物体和现实物体更真实的融合在一起，还需要 3D 传感器，后者让手机能够更加清楚的知道桌面的位置，因此能够让桌面上的虚拟杯子更加真实，而不是像 Pokemon Go！一样仅仅是 2D 贴图。 而一旦打下 3D 感知的基础，混合现实的大门也即将开启，摄像头带来的颠覆也将奔袭而至——改变人机交互方式。
下一代人机交互 (责任编辑：本港台直播) |
