據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，自從蘋果（Apple）在2017年9月推出iPhone X以來(lái)，業(yè)內(nèi)觀察人士對(duì)3D傳感技術(shù)的看法就出現(xiàn)了分歧。3D傳感真的會(huì)成為智能手機(jī)的標(biāo)配功能嗎？答案并非肯定的。如今，智能手機(jī)廠商的共識(shí)是目前還處于3D成像時(shí)代的早期階段。

iPhone X原深感3D攝像頭業(yè)界對(duì)智能手機(jī)3D傳感功能的看法大相徑庭，聲音從“何必搞得這么麻煩？”到“這是未來(lái)的必然趨勢(shì)！”，褒貶各異。反對(duì)3D傳感的理由種種，指紋識(shí)別派認(rèn)為“屏下指紋識(shí)別就足夠了”，智能手機(jī)攝影愛好者認(rèn)為“數(shù)碼攝影勝于3D攝像頭”。部分人認(rèn)為能與“iPhone X擁有成熟的3D傳感技術(shù)”相抗衡的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手缺乏是市場(chǎng)利益缺失的原因，而另一些人則不這么認(rèn)為，更確切地說(shuō)，這是因?yàn)椤疤O果一直領(lǐng)先于自己所處的時(shí)代”。此外，由于智能手機(jī)廠商缺乏基于結(jié)構(gòu)光解決方案的關(guān)鍵3D傳感元器件供應(yīng)鏈，比如垂直腔表面發(fā)射激光器（VCSEL），也是阻礙行業(yè)進(jìn)展的原因。幾位業(yè)內(nèi)人士指出，蘋果已經(jīng)“封鎖”了3D傳感核心元器件公司。中國(guó)3D傳感勢(shì)力來(lái)勢(shì)洶洶當(dāng)然，與此同時(shí)，中國(guó)也加入了3D傳感產(chǎn)業(yè)鏈的布局。當(dāng)中國(guó)的智能手機(jī)原始設(shè)備制造商（OEMs），包括小米、OPPO和vivo在過(guò)去的幾個(gè)月里相繼公布3D傳感布局計(jì)劃時(shí)，業(yè)內(nèi)所持觀點(diǎn)發(fā)生了積極的轉(zhuǎn)變。5月底，小米宣布推出“全球首款支持3D人臉識(shí)別的安卓智能手機(jī)”——小米8探索版。

小米8探索版

今年6月，OPPO發(fā)布了一款6.42英寸AMOLED顯示屏智能手機(jī)Find X。這款具有3D傳感功能的手機(jī)被認(rèn)為是小米8探索版的直接競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，其售價(jià)約為750美元。同月，vivo也表示將使用3D傳感技術(shù)，用于人臉身份認(rèn)證系統(tǒng)。與蘋果的iPhone X不同，iPhone X的3D傳感技術(shù)采用結(jié)構(gòu)光方案，而vivo將采用飛行時(shí)間（ToF）技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。麥姆斯咨詢也一直關(guān)注中國(guó)智能手機(jī)OEM與3D傳感技術(shù)合作伙伴的互動(dòng)。小米正在與以色列的Mantis Vision合作，采用其基于結(jié)構(gòu)光方案的3D傳感技術(shù)。OPPO已與奧比中光建立了合作伙伴關(guān)系，也使用結(jié)構(gòu)光方案。vivo與PMD Technologies公司合作，采用ToF技術(shù)。不過(guò)，Yole分析師Cambou補(bǔ)充說(shuō)，OPPO可能會(huì)與索尼合作。兩大手機(jī)陣營(yíng)雙雙加注3D傳感Yole在今年發(fā)布的《3D成像和傳感-2018版》中詳細(xì)闡述了各種系統(tǒng)使用的技術(shù)、3D傳感生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵參與者、3D成像和傳感市場(chǎng)規(guī)模和預(yù)測(cè)。

Cambou是這份報(bào)告的分析師之一。他表示，“Yole對(duì)3D傳感技術(shù)很有信心?！辈⒅赋觯O果的原深感攝像頭選擇了復(fù)雜的3D傳感模塊，成本高，部分解釋了為什么安卓手機(jī)要花近8個(gè)月甚至更長(zhǎng)的時(shí)間才能趕上蘋果。雖然在2017年，蘋果的原深感技術(shù)就已經(jīng)確立了前置3D攝像頭的發(fā)展趨勢(shì)，但Yole承認(rèn)3D傳感浪潮“就產(chǎn)量來(lái)講，起點(diǎn)還比較保守”。3D傳感技術(shù)將應(yīng)用于iPhone前置和后置攝像頭嗎？關(guān)于蘋果今年秋季將發(fā)布的新款iPhone是否也將配備前置3D攝像頭，媒體的猜測(cè)眾多。iPhone X僅在前置攝像頭中使用了3D傳感技術(shù)?，F(xiàn)在令人好奇的是，后置攝像頭是否也會(huì)使用3D傳感技術(shù)。盡管Cambou對(duì)前置3D攝像頭很有信心，但他對(duì)后置攝像頭采用3D傳感技術(shù)持懷疑態(tài)度。他指出VR和AR缺乏動(dòng)力，并解釋無(wú)論是AR還是VR游戲在市場(chǎng)上都還未得到證明。他懷疑后置3D攝像頭可能仍然是“未來(lái)的利基功能”。但蘋果的3D傳感供應(yīng)商似乎不這么認(rèn)為。Cambou承認(rèn)，他們看好3D傳感作為“通用人機(jī)接口”的前景。Cambou指出，STM（意法半導(dǎo)體）和ams（艾邁斯半導(dǎo)體）最近舉行的季度財(cái)務(wù)電話會(huì)議顯示，他們“幾乎過(guò)于自信”，認(rèn)為智能手機(jī)的前后攝像頭都會(huì)采用3D傳感。那么有多少智能手機(jī)會(huì)配備3D攝像頭？滲透率將達(dá)到多少？Yole預(yù)測(cè)，2017年的滲透率為1.4%，到2023年將增長(zhǎng)至55%。市場(chǎng)規(guī)模如何呢？Yole預(yù)測(cè)2017年3D傳感（包括消費(fèi)、汽車、醫(yī)療、商業(yè)、科學(xué)、國(guó)防和航空等領(lǐng)域）市場(chǎng)規(guī)模為20億美元，將在2023年達(dá)到180億美元。根據(jù)Cambou的解釋，市場(chǎng)規(guī)模巨幅增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)者是超出預(yù)期的“更高的平均銷售價(jià)格（ASP）”和消費(fèi)電子設(shè)備中的3D傳感技術(shù)普及率不斷增長(zhǎng)。事實(shí)上，Yole預(yù)測(cè)，在3D傳感的所有細(xì)分市場(chǎng)中，消費(fèi)類3D傳感市場(chǎng)增長(zhǎng)最為強(qiáng)勁，2017~2023年的復(fù)合年增長(zhǎng)率為82%（2017年為3.75億美元，2023年為138億美元）。汽車細(xì)分市場(chǎng)的復(fù)合年增長(zhǎng)率為35%（2017年為3.91億美元，2023年為24億美元）。3D傳感技術(shù)在情景感知領(lǐng)域的應(yīng)用顯然，Apple采用3D傳感技術(shù)后，F(xiàn)ace ID（面部識(shí)別）替代了指紋識(shí)別。正如Yole所說(shuō)，iPhone X中的3D傳感應(yīng)用程序已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了“輕松解鎖”、“通過(guò)面部識(shí)別實(shí)現(xiàn)安全性”、“游戲”（如“阿凡達(dá)”）以及“變體”，包括在Facebook、Snapchat和Instagram的實(shí)時(shí)過(guò)濾器（AR，面部“移植”）。如果你只考慮智能手機(jī)的3D傳感應(yīng)用，你可能會(huì)錯(cuò)過(guò)3D傳感帶來(lái)的巨大紅利。Cambou說(shuō)：“思考下亞馬遜的Echo如何改變?nèi)藱C(jī)交互接口？通過(guò)將語(yǔ)音連接到人工智能并將語(yǔ)音升級(jí)為主要用戶界面?！蓖瑯?，3D傳感技術(shù)也可以用于生物特征識(shí)別，例如“萬(wàn)無(wú)一失”的人臉識(shí)別，3D傳感技術(shù)也為人工智能打開了大門。事實(shí)上，智能手機(jī)使3D傳感變得家喻戶曉。但3D傳感不僅僅是智能手機(jī)的獨(dú)有功能。Cambou告誡說(shuō)，它具有深遠(yuǎn)的社會(huì)和政治影響。他提到微軟總裁Brad Smith最近發(fā)布的一篇題為《面部識(shí)別技術(shù)：需要公共監(jiān)管和企業(yè)責(zé)任》（Facial recognition technology: The need for public regulation and corporate responsibility）的博客。在帖子中，Smith寫道：

鑒于其廣泛的社會(huì)影響和濫用可能性，對(duì)面部識(shí)別技術(shù)采用深思熟慮的政府監(jiān)管似乎尤為重要。如果沒(méi)有深思熟慮的方法，公眾可能會(huì)依靠有缺陷或有偏差的技術(shù)方式來(lái)決定誰(shuí)追蹤、調(diào)查甚至逮捕犯罪。

3D傳感的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)關(guān)于哪款智能手機(jī)帶有3D功能或使用哪種3D傳感技術(shù)的爭(zhēng)論。3D技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)從工程角度來(lái)看，最有趣的是不同移動(dòng)設(shè)備中深度傳感技術(shù)的展開。在即將到來(lái)的3D傳感時(shí)代，全球3D傳感生態(tài)系統(tǒng)中的不同參與者都在設(shè)計(jì)中爭(zhēng)奪勝利。簡(jiǎn)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案。結(jié)構(gòu)光解決方案通過(guò)將已知圖案投影到目標(biāo)物體上來(lái)進(jìn)行3D掃描。當(dāng)光線照射到物體上時(shí)，圖案會(huì)產(chǎn)生畸變。結(jié)構(gòu)光解決方案分析已知圖案的畸變以獲得深度信息。ToF解決方案通過(guò)調(diào)制光源照射場(chǎng)景，測(cè)量發(fā)射光和反射光之間的時(shí)差或相移并將其轉(zhuǎn)換為距離。雖然蘋果選擇結(jié)構(gòu)光技術(shù)作為前置3D攝像頭作為3D成像時(shí)代的起點(diǎn)，但Yole確信前置3D傳感模塊“未來(lái)可能會(huì)向ToF技術(shù)發(fā)展”。在Cambou看來(lái)，ToF技術(shù)“在陽(yáng)光直射更可靠，對(duì)計(jì)算需求低”。

智能手機(jī)中的深度感知技術(shù)（來(lái)源：《3D成像和傳感-2018版》）

在上表中，Yole展示了三種不同的3D成像和傳感技術(shù)，從立體視覺到結(jié)構(gòu)光和ToF。其中，從技術(shù)角度上講，最不成熟的是ToF。但參與ToF解決方案的廠商包括PMD、索尼、STM和英飛凌等主要參與者。參與結(jié)構(gòu)光解決方案的主要廠商有Mantis Vision、ams、STM、英特爾、奇景光電和Namuga?？梢钥吹剑琒TM在兩種技術(shù)領(lǐng)域都有布局。Yole認(rèn)為蘋果不會(huì)很快從結(jié)構(gòu)光轉(zhuǎn)向ToF方向。Cambou認(rèn)為蘋果將在兩到四年內(nèi)推出新硬件。與此同時(shí)，他補(bǔ)充稱，STM是iPhone X的結(jié)構(gòu)光3D技術(shù)的主要貢獻(xiàn)者，“正在推出基于ToF技術(shù)的3D傳感技術(shù)?！?/p>

數(shù)碼攝影 vs. 3D傳感今天蘋果面臨的窘境是對(duì)3D傳感技術(shù)的重大賭注是否會(huì)因犧牲傳統(tǒng)數(shù)碼攝影質(zhì)量而最終“傷害”自己。Cambou說(shuō)，華為正在對(duì)數(shù)碼攝影進(jìn)行大筆投資。在比較有源矩陣（用于傳統(tǒng)攝影）的尺寸時(shí)，他計(jì)算出蘋果僅投入52平方毫米，而三星則投入了91平方毫米，華為而高達(dá)112平方毫米。接下來(lái)，在Yole的幫助下，我們梳理了3D傳感生態(tài)系統(tǒng)關(guān)鍵廠商，尤其是3D傳感軟件和算法、3D傳感系統(tǒng)設(shè)計(jì)公司。3D傳感軟件和算法公司（按公司英文首字母排序）1. Faceshift（已被蘋果收購(gòu)）2015年底，蘋果悄然搶走了Faceshift，這是一家誕生于瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的創(chuàng)業(yè)公司。這家瑞士創(chuàng)業(yè)公司開發(fā)的技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)捕捉和識(shí)別面部表情并轉(zhuǎn)換成動(dòng)物表情。

iPhone X上的3D動(dòng)畫表情Animoji聽起來(lái)有點(diǎn)耳熟？事實(shí)上，F(xiàn)aceshift的臉部追蹤技術(shù)正是iPhone X的Animoji的基礎(chǔ)。2. Movidius（已被英特爾收購(gòu)）Movidius已被英特爾收購(gòu)，今年早些時(shí)候推出了Myriad X視覺處理單元（VPU），被稱為“業(yè)界首款帶有專用神經(jīng)計(jì)算引擎的系統(tǒng)級(jí)芯片，主要用于基于視覺設(shè)備的深度學(xué)習(xí)和人工智能算法加速”。早在被收購(gòu)之前，Movidius就開始從事3D傳感工作。開發(fā)芯片最初用作3D渲染引擎，但與Google合作開發(fā)Tango時(shí)，Movidus在谷歌的先進(jìn)技術(shù)和項(xiàng)目上就開始嶄露頭角。

谷歌推出的Project TangoProject Tango的目標(biāo)是使用計(jì)算機(jī)視覺，使移動(dòng)設(shè)備能夠在沒(méi)有GPS或其他外部信號(hào)的情況下檢測(cè)其相對(duì)于周圍環(huán)境的3D位置。Project Tango項(xiàng)目中，Movidius提供了一種用于計(jì)算機(jī)視覺定位和運(yùn)動(dòng)跟蹤的芯片。

Movidius的超低功耗視覺芯片成為移動(dòng)設(shè)備3D傳感的先驅(qū)，面向市場(chǎng)上已多年。在2010年初，大多數(shù)視覺處理平臺(tái)，例如微軟推出的最初版本Kinect中的PrimeSense芯片，比Movidius的視覺處理器功耗高很多。值得注意的是，PrimeSense于2013年底被蘋果以3.6億美元收購(gòu)。

3. SoftKinetic（已被Sony Depthsensing Solution收購(gòu)）2015年10月，索尼宣布完成了對(duì)比利時(shí)公司SoftKinetic的收購(gòu)，該公司開發(fā)了包括類似微軟Kinect深度相機(jī)、CMOS深度芯片以及手勢(shì)追蹤中間件在內(nèi)的一系列3D傳感計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)。據(jù)悉，索尼已于去年底將SoftKinetics更名為Sony Depthsensing Solution，種種跡象表明，這家日本巨頭正積極地成為3D CMOS ToF傳感器和攝像頭的關(guān)鍵廠商。

索尼最新的娛樂(lè)機(jī)器人Aibo采用了DepthSense技術(shù)和手勢(shì)識(shí)別軟件據(jù)索尼稱，SoftKinetic通過(guò)開發(fā)CMOS 3D傳感器、3D攝像頭參考設(shè)計(jì)、SDK（Software Development Kit，軟件開發(fā)工具包）、算法以及用于手勢(shì)識(shí)別、目標(biāo)掃描、汽車控制和AR/VR等的應(yīng)用，一直致力于提供3D傳感和處理方面的先進(jìn)解決方案?，F(xiàn)由該團(tuán)隊(duì)開發(fā)的DepthSense相機(jī)模塊和軟件已經(jīng)被應(yīng)用到索尼最新的娛樂(lè)機(jī)器人Aibo。4. Inuitive

Inuitive的3D視覺方案：

Intuitive公司位于以色列，是一家專注于3D成像的無(wú)晶圓廠芯片公司。去年秋天，該公司推出了一款多核視覺處理器NU4000，支持3D成像、深度學(xué)習(xí)和計(jì)算機(jī)視覺處理，能夠用于AR/VR、無(wú)人機(jī)、機(jī)器人等各類高科技應(yīng)用。該公司稱，其最新處理器將實(shí)現(xiàn)“高質(zhì)量的深度傳感、片上SLAM（同步定位與地圖構(gòu)建）、計(jì)算機(jī)視覺和深度學(xué)習(xí)（CNN）等功能，而這些功能都集中在這款具有精巧外形和最低功耗的處理器中?！?D傳感系統(tǒng)設(shè)計(jì)公司（按公司英文首字母排序）1. 立普思（LIPS）

LIPSedge M3是一款專為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的多功能ToF深度攝像頭，可生成實(shí)時(shí)3D數(shù)據(jù)。***立普思（LIPS）成立于2013年，是3D深度攝像頭和3D整體解決方案領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，擁有攝像頭設(shè)計(jì)和軟件算法的專利。LIPS業(yè)務(wù)涉及設(shè)計(jì)、構(gòu)建和制造3D深度攝像頭，同時(shí)還創(chuàng)建了識(shí)別中間件和解決方案等技術(shù)，以滿足OEM的各種應(yīng)用，包括機(jī)器人真空吸塵器、AR/VR、家用機(jī)器人、ADAS（高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)）和工廠自動(dòng)化等。2. Mantis Vision以色列公司Mantis Vision定位為3D視覺的關(guān)鍵推手，其技術(shù)為“編碼結(jié)構(gòu)光技術(shù)”，描繪了美好的未來(lái)：讓消費(fèi)者可以在智能手機(jī)上拍攝3D照片或使用平板電腦掃描物體，然后將其發(fā)送到3D打印機(jī)。

Mantis Vision圖案使用一種獨(dú)特的程序編碼（詳見專利號(hào)US8208719），與標(biāo)準(zhǔn)方法相比，能在更小的面積上識(shí)別更多的特征點(diǎn)。該公司聲稱，這種獨(dú)特的技術(shù)可以提供更高的分辨率和精度，以識(shí)別更小尺寸的物體在宣布與小米的合作關(guān)系時(shí)，Mantis Vision首席執(zhí)行官Gur Arie Bittan指出，他的團(tuán)隊(duì)克服了許多挑戰(zhàn)，通過(guò)利用其自有專利推出了市場(chǎng)上最具成本效益的3D結(jié)構(gòu)光攝像頭模組。他指出，Mantis Vision能夠?qū)⒖s小光學(xué)堆棧，尺寸從厘米降低到毫米，并采用當(dāng)時(shí)的新興技術(shù)VCSEL，滿足OEM的功耗要求，符合人眼安全法規(guī)。他表示，Mantis Vision還能夠打造一款攝像頭支架模塊，可與現(xiàn)有RGB攝像頭同步，為量產(chǎn)校準(zhǔn)做定義和準(zhǔn)備，以及創(chuàng)建可在Arm Core上運(yùn)行的有效譯碼模式的算法和管道。3. 奧比中光（Orbbec）深圳奧比中光是一家知名的3D傳感技術(shù)高科技企業(yè)，創(chuàng)始人黃源浩畢業(yè)于北京大學(xué)，后在美國(guó)麻省理工學(xué)院SMART中心獲得博士學(xué)位。他以激光散斑干涉、數(shù)字散斑相關(guān)、射彈結(jié)構(gòu)光和計(jì)算機(jī)視覺等方面的研究而聞名。自2001年以來(lái)，他一直致力于研究和開發(fā)3D掃描技術(shù)。據(jù)奧比中光表示，該公司“過(guò)去三年來(lái)一直在努力實(shí)現(xiàn)3D傳感”——完善了該公司的Astra 3D攝像頭系列，并設(shè)計(jì)了帶有內(nèi)置完備計(jì)算機(jī)功能的Persee 3D攝像頭。

Astra Mini有兩個(gè)版本。短程版Astra Mini S支持的跟蹤范圍為0.35~1米，另一款A(yù)stra Mini遠(yuǎn)程攝像頭范圍為0.6~5米奧比中光聲稱其Astra 3D攝像頭“比當(dāng)今市場(chǎng)上的其他攝像頭性能更佳”，提供“最高分辨率、更寬廣的探測(cè)范圍、卓越的準(zhǔn)確性和最低延遲”。奧比中光是OPPO的合作伙伴，后者使用其基于結(jié)構(gòu)光的3D傳感技術(shù)。4. PMD Technologies德國(guó)PMD Technologies公司成立于2002年，致力于開發(fā)CMOS 3D ToF元件，同時(shí)為數(shù)碼3D成像領(lǐng)域提供工程支持。值得一提的是，該公司引以為榮的是其領(lǐng)先的ToF技術(shù)——可集成在芯片上，PMD稱其“精巧、可擴(kuò)展且功能強(qiáng)大”。

德國(guó)徠卡（Leica）為PMD設(shè)計(jì)了專用光學(xué)鏡頭，用于其移動(dòng)設(shè)備的3D深度成像傳感器和攝像頭模組PMD還為OEM開發(fā)提供攝像頭參考設(shè)計(jì)——包括標(biāo)準(zhǔn)版和定制版。PMD聲稱其擁有多年的ToF攝像頭設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，可幫助系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員加速其硬件開發(fā)過(guò)程，而該公司的可擴(kuò)展技術(shù)“將滿足各種不同的特定攝像頭模組要求”。德國(guó)英飛凌（Infineon）公司一直是PMD的長(zhǎng)期合作伙伴。雙方共同開發(fā)了用于3D人臉識(shí)別的ToF成像傳感器。英飛凌的Real3（或IRS238xC）尺寸不到12mm x 8mm，包括接收光學(xué)系統(tǒng)和VCSEL照明系統(tǒng)，可將攝像頭模組集成到智能手機(jī)中。PMD是中國(guó)智能手機(jī)廠商vivo的合作伙伴，為其提供基于ToF的3D傳感技術(shù)。