新 iPhone 和 Pixel 都将瞄准摄像头，手机的下一个方向来了？
天风国际分析师郭明錤在昨天预测 2020 年的新 iPhone 会用上 5G，如今他再次发出报告，表示这款新 iPhone 除了会沿用结构光，还会后置 TOF（Time Of Flight）传感器。
无独有偶，Google 也在今天凌晨公布了 Pixel 4 的产品预告片，预示这款新机将支持准确的人脸识别。与此同时，借助一组全新的识别传感器，用户甚至还能对手机进行「No Hands」隔空操作。
苹果、Google 两个硅谷巨头几乎同时释出相机升级的信号，这是否意味 5G 后的下一个竞争点是相机应用？
在 iPhone 加入 TOF 和 Pixel 加入新模组后，他们又会给我们带来哪些体验上的变化？
苹果的 TOF，是 AR 娱乐的另一步棋
回想起苹果会用 TOF 取代结构光的事，早在去年就已经流传。当时为了对比结构光和 TOF 之间的差别，我还专门在 MWC 2018 的一篇报道里做过数据对比和猜想。
现如今所传的苹果在后置相机中加入 TOF，我认为是提升 iPhone 相机功能性的做法，因为有了 TOF 识别，这个镜头能做到的就不只是拍照这么简单了。
不过请注意，郭明錤并没有在报告中表示苹果会用 TOF 来取代前置结构光，而是在后置相机中加入这个功能，因此 2020 年的 iPhone 将会是双识别方案：
一组是目前我们在 iPhone X 使用的结构光，一种是新加入的后置 TOF。
▲iPhone X Face ID 录入演示，图片来自：Tech Insider
TOF 虽然也是基于近红外光原理进行识别，但和结构光不同的地方在于，TOF 是通过计算每个红外点的反射时间去进行即时计算，基于对反射时间的识别，手机能获得手机与对象之间的距离和深度信息，并获得 3D 图像信息。
而结构光则是先投射上万个红外点，然后计算每个红外点的发射深度，根据当前物体的特征进行识别。
▲ 图片来自：vivo
当然，尽管 TOF 在某些方面比结构光更显优势，但这并不代表 TOF 能完全取代结构光，毕竟目前苹果对结构光的调校已经相对成熟，短期内该技术在行内依然能保持较大竞争力。
更何况，苹果对新功能一贯都是以「先小规模试用，再大规模部署」的节奏开发，因为除了要考虑到供应链的供货能力以外，还要考虑对 TOF 的调校。
▲ iPhone XI 机模. 图片来自：9to5mac
所以这似乎能解释苹果为何会考虑把 TOF 放在后置，而不是使用频率更高的前置部分。
那么在 TOF 加入 iPhone 以后，它能给我们带来哪些新体验？对于这个问题，我想到了几种可能：
首先是 AR。
一说起 TOF 我就想起了 AR，因为它是最能体现 TOF 优势的功能之一。TOF 有两个结构光所不能及的优点：
一个是测量距离达到了 3 米；一个是多 10 倍的测量点，对远距离物体的测量精度更高。基于这两个优点，iPhone 实现更有意思的 AR 互动娱乐功能。
通俗来说，就是变成一台类似于微软 Kinect 的主机，只不过你现在能把它放在口袋里了。
在去年的 MWCS 2018 里，我看到 vivo 展出了一台 TOF 手机，这台手机被横置架了起来，vivo 的工作人员在用体感控制屏幕上的滑雪游戏，而且我们也能看到画面和动作几乎能做到同步追踪。
由此可见，TOF 游戏在目前已经具备可行性，而且游戏体验也已经达到接近体感设备的水平。
▲图片来自：Mole Street
不过要说用 TOF 来玩游戏，现在看来似乎还有些长远，毕竟这并不是单凭苹果一己之力就能去实现，但 TOF 的初期阶段我认为和苹果一直在深造的 AR 离不开关系：
借助 TOF 的远距离 3D 测距，手机能实现全身的物体和动作识别。
比如通过软件「创造」一件钢铁侠的盔甲，我可以通过 AR 进行试穿；比如可以扫描房间创造虚拟环境，通过这个虚拟环境进行设计和创造。
另外，用户还能通过 TOF 扫描出虚拟世界里的自己，在虚拟世界中创建一个 AR 角色。
▲ 图片来自：Pmdtec
这些功能都可以赋予苹果 AR 功能更大的娱乐性和实用性，今天我们能用 AR 来测量物体大小，明年我们或许就能用手机把眼前的物体统统扫描进去了。
除了 AR，TOF 的另一个作用是人像拍摄辅助。
借助 TOF 对物体进行测距、识别，这个方法我们早在华为 P30 Pro 和 OPPO R17 Pro 两款手机中就已有所见闻。其原理也是通过 TOF 广布点、距离长的特性，对人物细节进行精准识别，比如飘扬的发丝、打着 V 手势的手指、头顶上的饰品……
当然，TOF 的作用也不只是用于人物拍摄，通过 3D 测距的结果和手机的虚化算法，相机能拍摄出比传统 2D 算法更自然、精准，接近大光圈镜头的成像效果。
▲ Pixel 3 的人像模式优化
这让我想起了之前写过关于 Pixel 3 人像模式优化的解读文章，相信在 TOF 的 3D 测绘支持下，手机的背景虚化效果会比现在更精准和自然。
根据郭明錤预测，2020 年有三款 iPhone 将配备结构光系统，而其中两款将加入 TOF 功能，形成结构光 + TOF 的双方案搭配。
郭明錤认为，后置 TOF 功能主要是帮助苹果改善 iPhone 的成像质量和 AR 应用体验，其出货量在 2020 年将有望达到 7500 万至 8000 万部。
能识别人脸的 Pixel，可以用手势操作的 Pixel
Google 在这次公布的 Pixel 4 预告片中透露着两个重要信息：
- 手机能进行人脸识别
- 用户能隔空操作
其实说来也是有趣，相比起其他厂商极力把新品消息保密起来，Google 则是反其道而行，主动放出新品消息来吊大家的胃口，这次公布的图片和视频主要透露了 Pixel 4 在人脸识别方面的设计和功能。
从图片看，Pixel 4 的传感器模组要比目前 iPhone X / XS 更多且复杂，因此模组占据了屏幕上方一整条边框的空间。
这些传感器分别是红外摄像头、前置相机、光距传感器、Soli 雷达、点阵投射器、另一枚红外摄像头和泛感光元件。被设计在居中的是椭圆形的听筒，因此我们也能预见 Google 这次仍然不会在 Pixel 4 打出「屏占比」这张牌。
至少，小尺寸的 Pixel 4 会继续保持常规屏幕的设计。
有着一套基于红外线的检测系统，Pixel 4 将具备和 iPhone X 一样的人脸识别能力。但在这套传感器中，我认为最亮眼的其实是其他手机没有配备的 Soli 雷达，这也是让 Pixel 4 支持手势操作的核心元件。
Project Soli 最早是在 2016 年的 Google I/O 大会登场，2017 年开始提供开发者测试。起初 Project Soli 是一门被设计在智能手表和音箱内的手势操作技术，用户能在 15 米内用手势对设备进行控制。
而 Soli 雷达则是 Project Soli 的核心，通过这个毫米波雷达，手机能感知到用户的动作。
相对于前面 TOF 的光学原理，Soli 的是基于反射毫米波进行动作信息传输，对比结构光和 TOF，Soli 不会受使用场景光线的影响且元件较为简单，并具备可穿透特性。
但由于毫米波在远距离反射时易受空气干扰，会使得识别精度大幅削弱、功耗增加，而且 Soli 也对物体的 3D 识别存在局限性，因此目前 Soli 更适合是作为近距离的手势识别传感。
所以，这次 Pixel 4 所搭载的是「红外+Soli」的模组，红外模组负责人脸检测，Soli 雷达负责处理手势操作，比如最原始的解锁、系统操控，进阶的快捷控制、AR 游戏，我们都可能会用到它。
▲ 图片来自：Digital Trends
值得一提的是，为了避免人脸识别系统会出现之前尴尬的「种族歧视」问题，Google 曾用过 5 美元一次的「有偿录入」方法，在大街上随机收集路人的人脸数据，从而对不同人种、肤色、性别的人脸进行识别能力优化。
外媒 The Verge 向 Google 证实了这则消息，并得到官方更详细的回复：
虽然样本本身不能匿名（指人脸数据），但我们会为每位测试者生成了一个编号，并与其邮箱进行绑定。Google 将会保留这些面部数据 18 个月，目的是作为人脸识别方面的研究和优化。当然，参与者也能要求 Google 删除参与研究的人脸数据。
另外，Google 还在博客中重申了人脸数据和 Soli 数据的安全性，无论是人脸还是手势，这些信息都只会保存在本地的 Titan M 安全芯片，永远不会上传到 Google 的服务器和保存。
来自一个镜头的新趋势
对于科技行业来说，5G 的到来是 2019 年的大事件，但在 5G 到来后该如何运用，其实大家目前除了知道速度比 4G 速度更快以外，也没有一个更具象的感觉。
苹果这次给出的苗头是「识别」技术，当然这个「识别」肯定不只是为了让解锁时间从 1 秒缩减为 6 毫秒，而是更复杂的 3D 测绘和 AR。
尽管 iPhone 将用 TOF 的消息只是来自于郭明錤的观察，但我们也不排除苹果在 AR 方面的野心。自 2017 年开始，苹果就一直重视 AR 在 iOS 设备上的应用，不但用 ARkit 方便了开发者的开发流程，并且还在 App Store 大力推广 AR 程序。
而在 5G 这个节点上，更高速的网络会助推 AR 迅速生长，TOF 所起到的就是丰富 AR 功能和体验的重要作用。
在线的 AR 游戏、在线试衣、AR 即时社交……
Google 的 Soli 虽然没有 TOF 的功能那么惊艳，但实际上经过 Google 近三年时间的发展，这个功能也已经被不少开发者「层层挖掘」，成为一个颇有意思的实用功能。
比方说，在驾车时通过手势快捷拨打电话；通过软件编程，打造出一架隔空钢琴；通过模拟旋钮的手势，去调整手机播放音量。
甚至乎，即便是不方便触控手机屏幕的残疾用户，也能通过 Soli 手势去操控手机，实现科技服务于人的最大价值。
总之，无论是 iPhone 的 TOF 还是 Pixel 的 Soli，这些都是值得我们期待的新功能，尽管在今天看来他们的作用还是有点虚幻，但有着苹果和 Google 两家企业牵头，或许他们会在明年给我们带来意想不到的惊喜。
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