MWCS2018 | vivo再秀黑科技 TOF 3D超感应技术不止刷脸这么简单_凤凰网科技
MWCS2018 | vivo再秀黑科技 TOF 3D超感应技术不止刷脸这么简单
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原标题：MWCS2018 | vivo再秀黑科技 TOF 3D超感应技术不止刷脸这么简单 在移动通信
原标题：MWCS2018 | vivo再秀黑科技 TOF 3D超感应技术不止刷脸这么简单
在移动通信产业迅速发展的今天，智能手机对于每个人的重要性不言而喻，我们乐于将所有的秘密都摆放其中，正因如此，用户对于智能手机的安全需求也水涨船高。在2013年，苹果首次将电容式指纹传感器与Home键融为一体，随后这种便捷的生物验证技术就成为了现代设备的标配。
但科技的进步让人类不满足于“动动手指”，市场需要更为可靠和方便的手段来丰富体验。作为先行者的VIVO就在MWCS首日，展示了预告已久的3D超感应技术，这项全新的“黑科技”采用了TOF方案，在识别效率、安全性方面相较采用结构光技术的Face ID，有着不小的优势。
TOF 3D超感应技术：通过时间锁定你
全面屏的引入进一步压缩了手机正面设计的空间，因此传统与Home键结合的指纹识别按钮只能在手机上寻找其他容身之所，对于大多数中低端产品而言，当前最经济的方案无异于采用后置指纹解锁按钮，而诸如vivo NEX之类的顶尖产品，则全面拥抱与屏内指纹识别方案。当然，毫无疑问，不管是后置指纹解锁还是屏内指纹识别，在便利性方面始终打了折扣，业界也不断在找寻可替代的方案。
在这种大背景上，苹果率先与去年带来了Face ID功能，这是一种通过面部识别以弥补Touch ID缺失的策略，而者也是为了更大显示面积所作出的妥协。和当前主流通过前置摄像头形成二维平面图像加以识别的方案不同的是，Face ID启用了更为专业的结构光方案，在安全性上更为一筹。
从技术来看，虽然当前DualPixel全像素对焦已经足够取得部分深度信息，但数码相机的成像只能取得平面的影像，这代表普通前置摄像头即便识别出人脸，也只能在对二维平面的信息进行识别，而平面的识别很容被照片或是其他虚假的信息骗过。因此，若寄望用人脸作为识别样本，手机需要取得更多的人脸特征点，这意味着我们必须掌握人脸的深度信息，而iPhone X的Face ID就采用了一种结构光检测的方法来对人脸进行定位和识别。
所谓的结构光，简单来说就是利用激光发射器打出数量众多的光线图形，当这些图形反射到被识别物体时会出现不同程度的光线反射和扭曲，至此再利用激光反射的图像进行3维立体结构的识别。举个例子，我们每个人都有使用过百叶窗，当光线透过百叶窗照射到我们的脸上，阴影会形成不同程度的扭曲，而Face ID就是一部可以用以识别这种扭曲的机器，当反射的信息足够多时，系统自然就能准确的判断解锁的用户是不是你。
iPhone X的前置“刘海”中就隐藏了能够实现Face ID识别的主要组件，苹果将这些硬件的组合称之为TureDepth相机，其中不仅包含了那颗700万像素CMOS传感器，还包含红外相机、泛光发射器、距离传感器、光线传感器以及点阵发射器。
而vivo此次发布的TOF 3D成像技术与结构光方案多有类似，但却有本质区别，如果说结构光是通过光来锁定用户，那么TOF就是通过时间来锁定你。它同样具备一颗红外相机、距离传感器和发射器和接收器等组件，但它不再通过光线照射人脸的光扭曲来进行3D成像，而是以发射光脉冲的形式，其通过脉冲发射器连续发射脉冲，然后脉冲波遇到物体反射，反射的脉冲被接收器接受，CPU再将这一系列数据进行分析和建模，最后得出三维模型，从而实现高精度的立体信息采集和输入。
正是由于脉冲光波发射的频率更高，因此vivo TOF 3D超感应技术在安全性方面相较Face ID有诸多的优势，以vivo官方提供的数据来看，vivo TOF 3D超感应技术的有效深度特征点达到了30w个，而Face ID结构光仅3w个，至于普通人脸识别方案吗则只有数千个，这意味着TOF 3D超感应技术几乎没有被照片骗过的可能，同时，得益于脉冲光波的工作距离，TOF的最长工作距离也远大于Face ID，达到了2.5m，因此当它被用于解锁时，人脸检测速度将会更快，相对的解锁效率也将更高。
认识你的脸 手机也将变得更好玩
TOF 3D超感应技术并不是纸上谈兵，vivo在活动现场展示了搭载这一技术的工程样机，官方认为，具备TOF技术的手机一定要具备“识别”、”追踪“、”建模“。在屏幕顶部，统一排列一系列传感器帮助识别成像。事实上，TOF 3D超感应技术与Face ID结构光的体验相当类似，录入过程用户需要根据提示向左或是向右缓慢转动头部，整个过程大约持续20秒，随后在手机中就会形成所扫描的人脸3D建模。
由于具备30万信息点，因此vivo TOF 3D超感应技术的建模精度非常高，几乎能百分百还原扫描人脸的基本特征。这也意味着未来搭载这一功能的手机将会在AR领域取得更多突破，事实上不管是的苹果还是三星，都基于前置摄像头推出了类似人脸模拟功能的组件，在取得更高精度建模后，vivo产品已经具备了更大的优势。
此外，TOF 3D超感应技术也将助力自拍美颜走向新的高度，现场Demo演示已经具备了相应的功能，除了我们常见的磨皮、美白等修饰功能外，所展示的工程机还提供有一定的“整容”功能：额头、瘦脸、下巴，几乎所有面部特征都能重新作出调整。同时TOF 3D超感应技术也能从3D建模入手，重新对所拍摄人像进行重新打光，配合更高性能的AI和图像处理算法，未来”一键整容“相信也不会是难事。
根据VIVO透露，目前已经与微信建立合作，VIVO将成为首部支持面部识别功能的Android平台产品，而未来TOF 3D超感应技术也将应用其中，并支持更多安全支付环境。
实装机型即将发布
TOF 3D超感应技术目前已经进行相关测试，预装这项技术的新品也将在不久之后与我们见面，考虑到愈演愈烈的高端战争一触即发，相信VIVO也乐于在新品中带来更多更尖端的技术，而我们有理由相信，TOF 3D超感应技术仅仅只是一个开始。
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播放数：164413vivo发布TOF 3D超感应技术 一张图了解vivo发布TOF 3D超感应技术 一张图了解快科技百家号6月27日，在今天的2018世界移动通信大会上，vivo推出了TOF（Time of Flight）3D超感应技术。作为全新前言技术，TOF 3D超感应技术可感应30万个有效深度信息点，是3D结构光技术的10倍，工作距离可达3米，是结构光技术的3倍。而且TOF模组的baseline（基线）近乎为零，比结构光技术的25mm有大幅提升。下面我们通过一张图了解vivo全新黑科技，它主要有以下3个特点：1、人脸识别准确又安全，你的手机只认你的颜；2、手机轻松应对远距离应用场景，体验更多样；3、小巧布局使机身设计更灵活，未来手机形态更多样；本文由百家号作者上传并发布，百家号仅提供信息发布平台。文章仅代表作者个人观点，不代表百度立场。未经作者许可，不得转载。快科技百家号最近更新：简介:最新最快的IT科技资讯！作者最新文章相关文章机情观察室：vivo TOF 3D超感应技术解读
　作者: 石雨　编辑:
　　【IT168 评测】如果评选过去十年间iPhone最受争议的设计，恐怕iPhone X上的“刘海屏”当之无愧。但即使“刘海屏”被人如此诟病，却依旧让苹果坚持做出如此选择，也足见苹果对于3D结构光技术的认可与重视。在本届MWC上海，vivo发布了名为TOF 3D超感应技术，与3D结构光可以算是“异曲同工，并且都是可以对未来产生影响的技术。因此今天的机情观察室，我们就来解读这个vivo TOF 3D超感应技术。　　对于如今的人们，有太多的秘密与信息都藏在自己的智能手机里：小到身边一些最常用联系人的方式，大到各种金融级的信息。所以安全就显得尤为重要。每个人都需要一个独一无二的密码来保护自己的信息。而真正能做到“独一无二”的，就是我们自己。因此，在手机上出现了更高一级的安全保护方式：生物识别。　　从2013年iPhone 5S成功将指纹识别普及到手机上，至今已经过去五年时间。在这五年中，手机的形态、所需要承载的功能也在逐渐发生变化。在全面屏的背景下，3D结构光逐渐接棒指纹识别。相比于指纹识别，3D结构光能够带来更无感的识别过程、更安全的级别，更重要的是，3D结构光兼具生物识别之外，还能够做到建立图像信息。因此，才出现了在现阶段，即使Face ID会对产品外观设计产生很大争议的影响，但苹果依然坚持。　　我们知道，传统摄像头对于信息的捕捉都是基于2D平面的信息，因此基于前置摄像头所做的生物识别其实非常容易被假信息所骗过。因此当图像由2D转向3D时，才具备安全特征。所以，无论是3D结构光还是vivo的TOF，本质上都是对图像深度信息的获取。　　但尽管实现目的相同，实现过程的不同，也导致了3D结构光与TOF还是有所不同。▲图片来自Yole Developpement　　Face ID所使用的3D结构光是由散斑结构光(Light Coding)实现，一定的距离内，点阵投射器会发出3万个随机离散分布的红外光斑覆盖一个空间区域，用户的面部进入这个工作空间时，光斑出现不同的位移和扭曲，手机便会记录空间内用户的脸部绘制精确细致的深度信息图。而当用户在进行每一次识别时，用新的“深度图”对比提前录在手机中标准的“深度图”，手机自然知道解锁的是不是真正的用户。　　而vivo所用的TOF为Time of Flight(飞行时间)的缩写，通过红外发射器连续发射光脉冲，在遇到人或物体后反射，传感器在接收到反射回来的光，计算红外光线发射和反射的时间差，从而形成立体视觉。随后手机CPU通过分析光的时间差的数据，来达到建立人脸模型的目的。在关键数据上，TOF需要采集30万个人脸的有效深度信息点，并且工作距离上，最远可以达到3米。　　可以看到，结构光的关键在于“光”，而TOF的关键则在于“距离”。因此在识别时，3D结构光由于需要创造出一个“空间”，因此需要起码25mm的识别基线，而TOF则几乎不需要距离。并且TOF可以到达的最远工作距离为3米，而结构光则的最佳工作距离为 25—50 厘米。另外，3D结构光与TOF本质上都是获取空间内物体的深度信息，因此在记录深度信息的点数上，vivo TOF的30万确实比iPhone X的3万个点可以记录到的深度信息更多，这对于构建的立体图像边缘的细节确实更有帮助。因此从技术向功能转换的角度，目前TOF无疑比Face ID要更具扩展性。　　并且在ID设计上，TOF摄像头体积相比结构光更加小巧，在产品ID设计时机身无需为立体视觉的实现付出更长的刘海及更大的机身内部空间。而一般来说，一套TOF需要一个红外发射器、接收器、摄像头就够，并不需要face ID那么多东西。　　但TOF也并非没有缺点，作为一副3D图像，TOF在二维(也就是X、Y轴)的分辨率不如3D结构光高。但毫无疑问，二者都已经达到金融级别的安全性，这对于普通用户来说已经足够。并且vivo也已经宣称与微信达成支付合作。　　PS：这里多插一句：在vivo TOF 3D超感应发布会的现场展示了直接用手机进行3D建模，甚至可以3D打印。因此许多网友询问与索尼自带的3D大师有什么区别。抱歉我们实在没有找到索尼3D大师与TOF相关的信息，因此推测索尼3D大师是利用XZ1的激光对焦（激光测距）+摄像头+一套牛X的算法完成。毕竟已经收购了softkinetic的索尼对于3D成像和TOF技术已经是业界一流水平。　　TOF的未来▲利用TOF原型机可以直接建模　　当然，纸上谈兵的技术都是无本之木。结合目前已知TOF深度信息大、工作距离长的特点，则可以放在生活的各种使用场景中。比如通过TOF 3D超感应技术进行3D拍照，建立更精准的人体模型，另一边卖家把衣服的信息提前预设好，用户在网上就可以直接试穿，而避免网上买到不合适尺寸的服装。　　另一方面，利用TOF摄像头对现实物体进行建模，然后将模型与其他虚拟或现实场景融合，打造出更具科幻感的MR游戏，也是未来TOF可发展的一大方向。比如对你和小伙伴建模，然后放到一个虚拟的跑道上或者其他一些有趣的场景中。　　 模糊现实与虚拟的边界，则是未来TOF的发力点。
主屏尺寸:6.59英寸
操作系统:Android 8.1
核心数:八核
运行内存RAM:8GB
机身存储:256GB
电池容量:4000毫安时
电池更换:电池不可拆卸
后置摄像头:双核1200万像素万像素
手机版本:全网通
支持运营商:双卡双待全网通
移动卡与联通卡、电信卡可以任意搭配使用，支持两张移动+移动或者移动+联通、联通+联通的双4G
两张电信卡无法同时使用，同时使用时一张卡可使用 4G 网络，另一张卡将不能注册网络。
主屏尺寸:6.59英寸
操作系统:Android 8.1
核心数:八核
运行内存RAM:8GB
机身存储:256GB
电池容量:4000毫安时
行车视线文章推荐再秀「黑科技」，vivo 为何要用 TOF 3D 超感应技术取代 3D 结构光？
是的，vivo 又又又来秀「黑科技」了。?
进入 2018 年之后，vivo 的「秀肌肉」之路有些一发而不可收。在不到六个月的时间里，vivo 先后展示并量产了包括屏幕指纹、升降式摄像头、屏幕发声、SIP 封装音频模块等多个堪称「黑科技」的技术。
6 月 27 日，在上海举办的 MWCS 上，vivo 又展示了另外一个领先行业的「武器」——TOF 3D 超感应技术。
什么是 TOF 3D 超感应技术？
TOF 的英文是 Time of Flight，直接翻译过来就是「飞行时间」，它的原理是适应特殊的发射器发出经调制的近红外光，红外光线遇到人或物体后反射后再折回到接收器上，通过测算这个过程所需的时间差，来形成立体视觉。
在 vivo 展示的 TOF 3D 超感应技术中，包含了 30 万个可以通过这种方式进行测距的有效深度信息点，将这些数据组合在一起，理论上就可以获得被拍摄对象精准的深度信息，从而为高精度的 3D 人脸识别提供了数据基础。
大家知道，TOF 3D 超感应技术并不是第一个应用在智能手机上的 3D 人脸识别技术，去年 11 月上市的 iPhone X 搭载的 Face ID 同样是 3D 人脸识别，不过背后的技术是 3D 结构光。
3D 结构光的原理是使用点阵投影器向被测物体发射结构光点，光点形成的阵列打到人脸后经反射回到红外镜头，通过分析光信号的变化，可以获得高精度的 3D 点云数据。
图片来自 iFixit
根据苹果的数据，iPhone X 的 3D 结构光可以实现百万分之一的安全级别，这个数字不仅让目前安卓手机上常见的基于前置 RGB 镜头和 AI 算法的 2D 人脸识别望尘莫及，也要远远高于传统指纹识别五万分之一的安全级别。
有了这样的安全保障，苹果也就理所应当地用 Face ID 彻底取代了 Touch ID，不仅用于解锁手机，也用在了对安全要求更高的支付上。
问题来了，既然行业老大苹果已经开了 3D 结构光这个头，并且 Face ID 的速度、安全性表现都已经很出色了，vivo 为什么还要做 TOF 3D 超感应技术？
TOF 3D 超感应技术相比 3D 结构光的 3 个优势
发布会上，vivo 主要强调了 3 点 TOF 3D 超感应技术相比 3D 结构光的优势。
第一是有效深度信息多。
我们上面提到了，vivo 的TOF 3D 超感应技术包含了30 万个可以进行测距的有效深度信息点，而采用DOE 衍射的iPhone X 只有3 万个，而且这已经是目前DOE 衍射能做到的最高数量了。理论上讲，有效深度信息点更多的TOF 3D 超感应技术可以实现比3D 结构光更好的图像品质和细节。
也正是因为安全性的大幅提升，vivo 宣布已经和微信展开了深度技术合作，目前 TOF 3D 超感应技术已成功支持微信人脸识别支付，并将于 2018 年下半年投入商用，这意味着 TOF 3D 超感应技术的安全级别已经达到了支付的标准。毕竟在支付安全这件事上，无论是 vivo 还是微信，都不敢马虎。
第二是工作距离远。
由于结构光本身的限制，目前最长的工作距离只能到 1 米左右，而 vivo 展示的 TOF 3D 超感应技术可以做到至少3 米的测量距离。对于人脸解锁来说，1 米和 3 米不会对体验上造成什么区别，不过更远的工作距离意味着 TOF 3D 超感应技术可以应用在更多的场景中。
根据 vivo 官方的介绍，TOF 3D 超感应技术将率先应用于人脸解锁/支付，3D拍照（人体/人脸美颜），3D建模，3D 具象化体验（如3D屏幕）四个大领域。
举例来说，通过使用TOP 3D 超感应技术获取的全身3D 数据，结合AR 技术，未来用户可以在线上远程虚拟试衣，避免买到衣服后尺码不合适的情况。TOF 3D 超感应技术还可以和MR 体感游戏结合，通过快速高精度的实时建模，配合vivo 3D 屏幕，让用户可以更加真实地「沉浸」在虚拟的游戏中。此外，在进行拍照时，基于3D 建模可以进行捏脸，打光，虚化等修饰。
TOF 3D 超感应技术未来的想象空间还远不止于次，在正在到来的 AR 时代，精度高且工作距离远的 TOF 3D 超感应技术可以赋予手机「理解」真实世界的能力，为更深层次的 AR 应用提供数据基础。另外，据传苹果也在考虑在后置相机上加入了类似的 TOF 3D 超感应技术，目的当然是 ARKit，考虑到 TOF 3D 超感应技术巨大的潜力，这也就不难理解了。
第三个优点是体积小。
为了保证识别精度，3D 结构光的投射器和接收器需要保留一定的距离，也就是所谓的基线（baseline），iPhone X 上的 3D 结构光需要 25 毫米左右，目前安卓阵营方案还要更长一些，带来的结果就是 3D 结构光模组普遍较长。反映在产品上，除非像 Find X 那样通过特殊的升降式结构把 3D 结构光隐藏起来，否则 3D 结构光会不可避免地导致「大刘海」。
相比之下，TOF 模组的 baseline 几乎是零，体积上可以做到非常小巧，从而给手机的设计师留下更大的发挥空间，也为消除刘海提供了可能。
选择 TOF 3D 超感应技术是一个艰难的决定
作为手机行业的标杆，苹果的每一次重大技术选择都会深刻地影响到其他手机厂商。大多数情况下，当苹果选定了一种技术路线后，其他手机厂商通常会选择「追随」，而不是「另辟蹊径」。
因此，当 vivo 在 3D 成像这个重要的技术点上，选择绕开苹果主导的 3D 结构光，用 TOF 3D超感应技术方案取而代之，这其实是一件并不寻常并且危险系数很高的事情。
「当初内部还是有压力的，因为这个技术涉及的投资是巨大的，vivo TOF 3D超感应技术组件的成本比好多 CPU 都贵，这么贵的东西，如果投下去结果发现方向不对，那这些东西怎么办？不但影响产品，还给公司的资源造成浪费，也没有给消费者带来价值，这会是难以估量的损失。」vivo 软件部门负责人刘旭东在接受媒体采访时表示。
当然了，vivo 之所以敢于在 TOF技术应用 上「另辟蹊径」，前期也做了很多的准备工作。
2017 年 3 月的时候，vivo 开始注意到结构光和 TOF 技术在手机 3D 技术上的价值，随即就开始对这两项技术的研究和追踪。
直到 2017 年 12 月，也就是在 iPhone X 正式上市一个月后，vivo 决定选择当时关注度并不高但前景广阔的 TOF 技术。
在选择 TOF 之后的 6 个月里，vivo 在 TOF 技术上投入了更大的研发精力，克服了行业内公认的温漂和精度问题，这才得以能够在本次的 MWCS 上正式对外展示 TOF 3D 超感应技术。
采访中，vivo 软件部门负责人刘旭东表示，「TOF 最难的是 ID，如何把强大的技术和漂亮的外观做好是最难的事情。」
从 vivo 在现场展示的手机上看，TOF 3D 超感应技术的硬件模块体积还比较大，不过刘旭东透露，未来的量产机将不会采用这种设计，目前 vivo 内部已经做出来了体积小很多的解决方案。
今年内量产 TOF，和屏幕指纹不冲突
和屏幕指纹、升降式摄像头等 vivo 今年早些时候展示的技术类似，TOF 3D 超感应技术也不会是一张「PPT」，而是会很快以产品的形式和用户见面。
vivo 表示，目前 TOF 3D 超感应技术已经做好了「量产的准备」，第一款搭载这项技术的 vivo 手机将在今年年底前正式推出。
至于大家关心的 TOF 3D 超感应技术是否会和 vivo 在今年上半年主推的、已经进化到第三代的屏幕指纹技术发生冲突，vivo 软件部门负责人刘旭东在采访时也给出了他的观点。
刘旭东认为，「屏幕指纹解锁技术跟 vivo TOF 3D 超感应技术从技术端来看是两个独立的技术；从消费端来看每一位用户对产品的需求是不一样的，用户对于指纹解锁还是有非常强的需求，这两个需求是不冲突的。」
至于 vivo 在之后的产品上是如何搭配屏幕指纹和 TOF 3D 超感应技术，我们只能等待之后推出的产品了。
可以确定的是，有了 TOF 3D 超感应技术的加持，今年下半年的 vivo 手机将更加值得期待。X20 Plus 屏幕、APEX 概念机、NEX 之后，vivo 的「大招」在 2018 下半年还将继续下去。
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