3D ToF技術於2020年之後，手機廠商積極搶 - 工程師

3D ToF技術於2020年之後，手機廠商積極搶進

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近年來，相機技術的不斷創新已經成為智慧型手機差異化的主要因素。從2017年開始，由
蘋果領頭正往3D深度感測的方向發展。

基本上，深度感測是電腦視覺研究中一個非常活躍的領域，創新範圍從肖像模式和AR等應
用，到透明物體檢測的感應創新。

現在隨著蘋果於3月中下旬於新款iPad Pro加入LiDAR掃描器（即是3D D-ToF），這表示著
2020年底之前推出的iPhone 12勢必也將加入這項功能。因而，3D深度感測勢必成為未來
智慧型手機創新的焦點。

其實，3D深度感測技術可採行的方式有三種，第一種是採用RGB立體聲深度感測，第二種
是採用ToF（飛時測距）技術，第三種是採用結構光（Structured Light）。

由於RGB立體聲深度感測非常昂貴，且容易受到光線影響，因而很少公司採用。至於蘋果
，從2017年推出iPhone X開始，將結構光的FaceID帶入臉部辨識，當然也開始掀起了3D深
度相機的手機應用風潮。

可是歷經幾年的時間，蘋果似乎認為採用結構光的FaceID未來發展性不佳，因此從2020年
起，決定改採用ToF來強化其在3D深度相機應用。

目前市場預計2020年的蘋果iPad Pro與iPhone 12都將配備具備擴增實境應用的ToF技術。
未來透過ToF技術，手機不僅能夠即時讓虛擬物體融合在真實世界之中，甚至可以優化未
來人們在鏡頭前的捕捉，進而實現更多樣化的AR應用。

基本上，現今的安卓手機都是採用3D iToF技術，這比起蘋果所採用的3D D-ToF技術，無
論在反應速度、功耗上與性能上都略遜一籌。因而，市場判斷蘋果積極往3D ToF的應用之
路前進，除了想要帶動更多應用程式往AR方向邁進之外，未來Apple智慧眼鏡也將依循這
一趨勢，讓ToF技術不斷升級。

更重要的是，全球在AI技術不斷進步，以及5G網路布建也愈來愈密集之下，勢必讓3D ToF
生態體系的未來發展變得更具成長潛力。也就是說，5G的低延遲與無線高速寬頻網路，給
需要即時通訊的AR與VR結合雲端帶來希望，同一時間，AI晶片性能提升與邊緣運算的加入
，更將進一步完善整個生態體系。畢竟，ToF納入行動裝置之後，其不僅能夠提供3D拍照
、3D辨識甚至能強化3D建模，更有助於AR應用的發展。

◎飛時測距（ToF：Time of Flight）：利用發光二極體（LED：Light Emitting Diode）
或雷射二極體（LD：Laser Diode）發射出紅外光，照射到物體表面反射回來，也就是利
用紅外光影像感測器量測物體不同深度的位置反射回來的時間，再利用簡單的數學公式就
可以計算出物體不同位置的距離（深度）。

◎結構光（Structured light）：利用雷射二極體（LD：Laser Diode）或數位光源處理
器（DLP：Digital Light Processor）打出不同的光線圖形，經由物體不同深度的位置反
射回來會造成光線圖形扭曲，再進入紅外光影像感測器後就可以利用圓弧形條紋反推該立
體結構。

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