為什麼說 TOF 3D 技術是手機圈的下一個風口？
是不是所有手機都要長得和 iPhone X 一個樣？
但 vivo 用 NEX 這款機型來告訴你，不。
在這兩年里，手機廠商在手機外觀上的「創新」精力都花在了提升屏佔比身上，在度過清一色的 18：9 全面屏後，跟隨著 iPhone X 的腳步，19:9 的「劉海屏」也在今年內大幅普及。原因無他，提升屏佔比和正面感測器這又是一個「魚與熊掌」的問題，難以兼得的妥協下才造就了屏幕頂部那個難看的「劉海」。
但還好，作為份額排名靠前的廠商，vivo 和 OPPO 仍然有著自身的獨立思考。NEX 和 Find X 的誕生，就是最好的證明。
vivo 在 MWCS 上秀肌肉已成為慣例。在去年展出了「屏幕指紋識別」技術後，今年 vivo 在 MWCS 2018 的展會現場發布了「TOF 3D 超感應技術」。未來，它將為智能終端賦予廣闊的應用場景，為行業探索更多可能。當前，這項技術首先為用戶解決的，是讓面部識別更準確、更安全。
雖說目前已經有很多機型，只需要簡單的前置攝像頭，就能實現 2D 層面上的面部識別。但就準確性和安全性而言，基於 2D 平面的面部識別，可以輕易被平面圖像所破解。要想提高安全性，還是要在硬體和技術層面上入手，將平面 2D圖像往立體 3D圖像方向進發。
TOF 是什麼？為何要選擇 TOF？
目前可應用在智能手機上的 3D 深度攝像有三種方案可選：雙目成像、結構光、TOF。
首先「雙目成像」相對難以在智能手機上應用，該技術的缺點在於演算法非常複雜、容易受到環境因素干擾、依賴環境光源，暗光場景表現不佳，造價成本高，微型化困難。
iPhone X 上的結構光系統. 圖片來自：iOS Gadget Hacks
另外，iPhone X 所領銜的 Face ID——3D結構光技術，在可用性上已得到了驗證。但其高昂的成本和碩大的感測器，都與智能手機行業需要批量生產和微型化方向不符，而且容易受到強光 光照影響。
而 vivo 選擇的TOF 則是一種相對穩定高效的方案。TOF 是 Time Of Flight （飛行時間）的縮寫，這是一項深度攝像技術。測算近紅外光線自發射後遇到對象後反射到感測器的時間，配合恆定光速可輕易得出感測器與對象之間的距離和深度信息。
圖片來自：Pmdtec
在投射了一整面近紅外光幕後，接收反射光來計算出每個點的深度，就能還原物體表面形貌，形成 3D 立體視覺。
圖片來自：GIPHY
雖然 TOF 技術早已在物流、安防、醫療乃至無人駕駛等領域大顯身手，但量產應用在消費級電子產品上仍不多見。
事實上，TOF 原本就是一項快速、易於安裝、簡單且成本效益高的技術，相比起 3D 結構光技術來說，有著更多優勢可言。
圖片來自：vivo
首先是功耗和效率上的表現。
TOF 在機器視覺應用中有較為廣泛的應用，區別於傳統相機，TOF 感測器能夠直接獲得深度和強度信息。由於深度信息和物體的顏色無關，光速等物理信息均為已知，因此通過相對簡單的演算法就可以將對象從背景當中分離出來，準確地呈現對象，同時降低了對於性能和功耗的需求。
圖片來自：德州儀器
相比起結構光技術，TOF 有著更低的功耗和反應速度。按照 vivo 官方所述，vivo TOF 3D 超感應技術的有效深度信息點達到了30萬個，為結構光技術（Structured light）的10倍，成像深度更加精確細緻。
vivo TOF 3D 超感應技術結構示意圖
除此以外，TOF攝像頭的體積相比結構光的組件更加小巧，無需再留出「劉海」和更多的機身內部空間來獲得 3D 深度攝像功能，從而達到「魚與熊掌均可兼得」的理想效果。
畢竟，我們從 NEX 當中就可以看出，vivo 對全面屏手機的理解，仍然是仍然是「不以破壞形態的完整性為代價」。
TOF 不僅是解個鎖那麼簡單
其實vivo 決心要研發 TOF 3D 超感應技術，並不是為了解個鎖那麼簡單，包括未來應用相同技術的智能手機，都不只是為了解鎖一個功能而去用上 TOF。
圖片來自：德州儀器
實際上，由於TOF 具備有效深度信息高、工作距離遠、結構布局靈活、應用場景豐富等優勢，在功能上除了能提升 3D 深度攝像所帶來的安全性以外，還能滿足用戶對於立體視覺體驗的更多期待，帶來更多新玩法。
得益於更低的功耗，TOF 能夠在低功耗的情況下實時回傳清晰準確地 3D 立體圖像。以vivo為例的 TOF 3D 超感應技術的工作距離長達 3 米，這無形中也進一步拓展了智能手機在AR 和 MR 的場景應用。
例如在發布會上，vivo 就舉出了 TOF 方案的三個場景應用案例：3D 試衣、MR 體感遊戲以及3D 拍照。這三項功能，都是 TOF 技術特性在生活場景化當中的延伸引用。
近期較為火爆的 MR 類遊戲，透過 vivo TOF 技術來實現也變得簡單許多。把 TOF 感測器放置在玩家身前一段距離，就能實時追蹤到玩家的活動狀態。
同樣地，映射識別用戶的全身範圍後，概念中的「雲試衣」也能夠變為現實，但要普及這項功能還需要商家和平台方面的支持才能落地。
而主打 AI 美顏的自拍功能也能藉助 TOF 3D 超感應技術，來提供更加「精修」的美顏效果。首先要做的就是為用戶的頭部進行 3D 建模，獲得了面部信息後，再通過 AI 美顏演算法提供更為精細的美顏和背景虛化效果。在 TOF 的加持下，調整人像光效、加入背景虛化甚至在全身美體方面，都能變得更加精準好用。
但回過頭來看，正如每個新技術剛推出時的窘境，就目前的體驗而言，vivo TOF 技術雖然在硬體方面基本完善並即將投入量產，可軟體端的適配和交互體驗上還是剛剛起步而已。
雖然 vivo TOF 3D 超感光技術在 MWCS 上，是以「魔改」的原型機的姿態亮相，但從以往的經驗來看，vivo 在推動屏幕指紋的效率還是非常驚人的。從去年的首發展示到今年多款產品的商用量產，從概念到量產中間所耗費的時間並不算多，相信 TOF 也會擁有類似的節奏。
在發布會後，vivo 軟體部門的技術專家臧亞奎，在專訪中透露，vivo 的 TOF 3D 超感應技術已經達到了可量產的狀態，而擁有 TOF 技術的新品最快將會在今年下半年與消費者見面。
TOF 會引領新一輪的「軍備競賽」嗎？
智能手機除了追求更好的交互體驗以外，帶來一些「差異化」特性，才能在線上線下市場當中，給予消費者們更深刻的印象。vivo 的「屏幕指紋識別」和「零界全面屏」就是很好的例子，為智能手機行業引入了不一樣的東西。
如今，vivo 的屏幕指紋技術已經發展到第三代，識別速度和準確率都趨向成熟，不但 vivo 旗下已有多款產品搭載了這項技術，當下其他廠商也開始逐步跟進屏下指紋，以提升自家全面屏產品的競爭力。
而圍繞面部識別功能，從 2D 平面化轉向 3D 立體應該是大勢所趨的表現。vivo 選擇 TOF 為 3D 視覺領域的到來提前布局，可以算得上又是一次大膽的嘗試，試圖避開 iPhone 已經走過的路，並尋找更優解決方案，這樣激進的舉動對於 vivo和看客來說都並不陌生。
至於結構光和 TOF 這兩種方案，究竟哪一種更適用於消費級智能手機市場？那就要看下半年 vivo 發布量產新品後，由市場和消費者去進行判斷了。
誠然，消費者的需求已經非常明顯，他們不但想要差異化強個性化足的產品，而且還希望擁有提升體驗效率的表現。由此可見，繼屏幕指紋之後，3D 面部識別技術或許也將引起智能手機新一輪的「技術博弈」。
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