據(jù)麥姆斯咨詢報道，自從蘋果（Apple）在2017年9月推出iPhone X以來，業(yè)內觀察人士對3D傳感技術的看法就出現(xiàn)了分歧。3D傳感真的會成為智能手機的標配功能嗎？答案并非肯定的。如今，智能手機廠商的共識是目前還處于3D成像時代的早期階段。

iPhone X原深感3D攝像頭業(yè)界對智能手機3D傳感功能的看法大相徑庭，聲音從“何必搞得這么麻煩？”到“這是未來的必然趨勢！”，褒貶各異。反對3D傳感的理由種種，指紋識別派認為“屏下指紋識別就足夠了”，智能手機攝影愛好者認為“數(shù)碼攝影勝于3D攝像頭”。部分人認為能與“iPhone X擁有成熟的3D傳感技術”相抗衡的競爭對手缺乏是市場利益缺失的原因，而另一些人則不這么認為，更確切地說，這是因為“蘋果一直領先于自己所處的時代”。此外，由于智能手機廠商缺乏基于結構光解決方案的關鍵3D傳感元器件供應鏈，比如垂直腔表面發(fā)射激光器（VCSEL），也是阻礙行業(yè)進展的原因。幾位業(yè)內人士指出，蘋果已經“封鎖”了3D傳感核心元器件公司。中國3D傳感勢力來勢洶洶當然，與此同時，中國也加入了3D傳感產業(yè)鏈的布局。當中國的智能手機原始設備制造商（OEMs），包括小米、OPPO和vivo在過去的幾個月里相繼公布3D傳感布局計劃時，業(yè)內所持觀點發(fā)生了積極的轉變。5月底，小米宣布推出“全球首款支持3D人臉識別的安卓智能手機”——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Find X。這款具有3D傳感功能的手機被認為是小米8探索版的直接競爭對手，其售價約為750美元。同月，vivo也表示將使用3D傳感技術，用于人臉身份認證系統(tǒng)。與蘋果的iPhone X不同，iPhone X的3D傳感技術采用結構光方案，而vivo將采用飛行時間（ToF）技術來實現(xiàn)。麥姆斯咨詢也一直關注中國智能手機OEM與3D傳感技術合作伙伴的互動。小米正在與以色列的Mantis Vision合作，采用其基于結構光方案的3D傳感技術。OPPO已與奧比中光建立了合作伙伴關系，也使用結構光方案。vivo與PMD Technologies公司合作，采用ToF技術。不過，Yole分析師Cambou補充說，OPPO可能會與索尼合作。兩大手機陣營雙雙加注3D傳感Yole在今年發(fā)布的《3D成像和傳感-2018版》中詳細闡述了各種系統(tǒng)使用的技術、3D傳感生態(tài)系統(tǒng)的關鍵參與者、3D成像和傳感市場規(guī)模和預測。

Cambou是這份報告的分析師之一。他表示，“Yole對3D傳感技術很有信心。”并指出，蘋果的原深感攝像頭選擇了復雜的3D傳感模塊，成本高，部分解釋了為什么安卓手機要花近8個月甚至更長的時間才能趕上蘋果。雖然在2017年，蘋果的原深感技術就已經確立了前置3D攝像頭的發(fā)展趨勢，但Yole承認3D傳感浪潮“就產量來講，起點還比較保守”。3D傳感技術將應用于iPhone前置和后置攝像頭嗎？關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，媒體的猜測眾多。iPhone X僅在前置攝像頭中使用了3D傳感技術?，F(xiàn)在令人好奇的是，后置攝像頭是否也會使用3D傳感技術。盡管Cambou對前置3D攝像頭很有信心，但他對后置攝像頭采用3D傳感技術持懷疑態(tài)度。他指出VR和AR缺乏動力，并解釋無論是AR還是VR游戲在市場上都還未得到證明。他懷疑后置3D攝像頭可能仍然是“未來的利基功能”。但蘋果的3D傳感供應商似乎不這么認為。Cambou承認，他們看好3D傳感作為“通用人機接口”的前景。Cambou指出，STM（意法半導體）和ams（艾邁斯半導體）最近舉行的季度財務電話會議顯示，他們“幾乎過于自信”，認為智能手機的前后攝像頭都會采用3D傳感。那么有多少智能手機會配備3D攝像頭？滲透率將達到多少？Yole預測，2017年的滲透率為1.4%，到2023年將增長至55%。市場規(guī)模如何呢？Yole預測2017年3D傳感（包括消費、汽車、醫(yī)療、商業(yè)、科學、國防和航空等領域）市場規(guī)模為20億美元，將在2023年達到180億美元。根據(jù)Cambou的解釋，市場規(guī)模巨幅增長的貢獻者是超出預期的“更高的平均銷售價格（ASP）”和消費電子設備中的3D傳感技術普及率不斷增長。事實上，Yole預測，在3D傳感的所有細分市場中，消費類3D傳感市場增長最為強勁，2017~2023年的復合年增長率為82%（2017年為3.75億美元，2023年為138億美元）。汽車細分市場的復合年增長率為35%（2017年為3.91億美元，2023年為24億美元）。3D傳感技術在情景感知領域的應用顯然，Apple采用3D傳感技術后，F(xiàn)ace ID（面部識別）替代了指紋識別。正如Yole所說，iPhone X中的3D傳感應用程序已經實現(xiàn)了“輕松解鎖”、“通過面部識別實現(xiàn)安全性”、“游戲”（如“阿凡達”）以及“變體”，包括在Facebook、Snapchat和Instagram的實時過濾器（AR，面部“移植”）。如果你只考慮智能手機的3D傳感應用，你可能會錯過3D傳感帶來的巨大紅利。Cambou說：“思考下亞馬遜的Echo如何改變人機交互接口？通過將語音連接到人工智能并將語音升級為主要用戶界面。”同樣，3D傳感技術也可以用于生物特征識別，例如“萬無一失”的人臉識別，3D傳感技術也為人工智能打開了大門。事實上，智能手機使3D傳感變得家喻戶曉。但3D傳感不僅僅是智能手機的獨有功能。Cambou告誡說，它具有深遠的社會和政治影響。他提到微軟總裁Brad Smith最近發(fā)布的一篇題為《面部識別技術：需要公共監(jiān)管和企業(yè)責任》（Facial recognition technology: The need for public regulation and corporate responsibility）的博客。在帖子中，Smith寫道：

鑒于其廣泛的社會影響和濫用可能性，對面部識別技術采用深思熟慮的政府監(jiān)管似乎尤為重要。如果沒有深思熟慮的方法，公眾可能會依靠有缺陷或有偏差的技術方式來決定誰追蹤、調查甚至逮捕犯罪。

3D傳感的影響遠遠超過關于哪款智能手機帶有3D功能或使用哪種3D傳感技術的爭論。3D技術生態(tài)系統(tǒng)從工程角度來看，最有趣的是不同移動設備中深度傳感技術的展開。在即將到來的3D傳感時代，全球3D傳感生態(tài)系統(tǒng)中的不同參與者都在設計中爭奪勝利。簡而言之，結構光和ToF技術是目前可用于深度傳感的兩種不同方案。結構光解決方案通過將已知圖案投影到目標物體上來進行3D掃描。當光線照射到物體上時，圖案會產生畸變。結構光解決方案分析已知圖案的畸變以獲得深度信息。ToF解決方案通過調制光源照射場景，測量發(fā)射光和反射光之間的時差或相移并將其轉換為距離。雖然蘋果選擇結構光技術作為前置3D攝像頭作為3D成像時代的起點，但Yole確信前置3D傳感模塊“未來可能會向ToF技術發(fā)展”。在Cambou看來，ToF技術“在陽光直射更可靠，對計算需求低”。

智能手機中的深度感知技術（來源：《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，從立體視覺到結構光和ToF。其中，從技術角度上講，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。參與結構光解決方案的主要廠商有Mantis Vision、ams、STM、英特爾、奇景光電和Namuga。可以看到，STM在兩種技術領域都有布局。Yole認為蘋果不會很快從結構光轉向ToF方向。Cambou認為蘋果將在兩到四年內推出新硬件。與此同時，他補充稱，STM是iPhone X的結構光3D技術的主要貢獻者，“正在推出基于ToF技術的3D傳感技術?！?/p>

數(shù)碼攝影 vs. 3D傳感今天蘋果面臨的窘境是對3D傳感技術的重大賭注是否會因犧牲傳統(tǒng)數(shù)碼攝影質量而最終“傷害”自己。Cambou說，華為正在對數(shù)碼攝影進行大筆投資。在比較有源矩陣（用于傳統(tǒng)攝影）的尺寸時，他計算出蘋果僅投入52平方毫米，而三星則投入了91平方毫米，華為而高達112平方毫米。接下來，在Yole的幫助下，我們梳理了3D傳感生態(tài)系統(tǒng)關鍵廠商，尤其是3D傳感軟件和算法、3D傳感系統(tǒng)設計公司。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）2015年底，蘋果悄然搶走了Faceshift，這是一家誕生于瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院的創(chuàng)業(yè)公司。這家瑞士創(chuàng)業(yè)公司開發(fā)的技術能夠實時捕捉和識別面部表情并轉換成動物表情。

iPhone X上的3D動畫表情Animoji聽起來有點耳熟？事實上，F(xiàn)aceshift的臉部追蹤技術正是iPhone X的Animoji的基礎。2. Movidius（已被英特爾收購）Movidius已被英特爾收購，今年早些時候推出了Myriad X視覺處理單元（VPU），被稱為“業(yè)界首款帶有專用神經計算引擎的系統(tǒng)級芯片，主要用于基于視覺設備的深度學習和人工智能算法加速”。早在被收購之前，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，Movidus在谷歌的先進技術和項目上就開始嶄露頭角。

谷歌推出的Project TangoProject Tango的目標是使用計算機視覺，使移動設備能夠在沒有GPS或其他外部信號的情況下檢測其相對于周圍環(huán)境的3D位置。Project Tango項目中，Movidius提供了一種用于計算機視覺定位和運動跟蹤的芯片。

Movidius的超低功耗視覺芯片成為移動設備3D傳感的先驅，面向市場上已多年。在2010年初，大多數(shù)視覺處理平臺，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。

3. SoftKinetic（已被Sony Depthsensing Solution收購）2015年10月，索尼宣布完成了對比利時公司SoftKinetic的收購，該公司開發(fā)了包括類似微軟Kinect深度相機、CMOS深度芯片以及手勢追蹤中間件在內的一系列3D傳感計算機視覺技術。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鍵廠商。

索尼最新的娛樂機器人Aibo采用了DepthSense技術和手勢識別軟件據(jù)索尼稱，SoftKinetic通過開發(fā)CMOS 3D傳感器、3D攝像頭參考設計、SDK（Software Development Kit，軟件開發(fā)工具包）、算法以及用于手勢識別、目標掃描、汽車控制和AR/VR等的應用，一直致力于提供3D傳感和處理方面的先進解決方案?，F(xiàn)由該團隊開發(fā)的DepthSense相機模塊和軟件已經被應用到索尼最新的娛樂機器人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、深度學習和計算機視覺處理，能夠用于AR/VR、無人機、機器人等各類高科技應用。該公司稱，其最新處理器將實現(xiàn)“高質量的深度傳感、片上SLAM（同步定位與地圖構建）、計算機視覺和深度學習（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)設計公司（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)設計的多功能ToF深度攝像頭，可生成實時3D數(shù)據(jù)。***立普思（LIPS）成立于2013年，是3D深度攝像頭和3D整體解決方案領域的領導者，擁有攝像頭設計和軟件算法的專利。LIPS業(yè)務涉及設計、構建和制造3D深度攝像頭，同時還創(chuàng)建了識別中間件和解決方案等技術，以滿足OEM的各種應用，包括機器人真空吸塵器、AR/VR、家用機器人、ADAS（高級輔助駕駛系統(tǒng)）和工廠自動化等。2. Mantis Vision以色列公司Mantis Vision定位為3D視覺的關鍵推手，其技術為“編碼結構光技術”，描繪了美好的未來：讓消費者可以在智能手機上拍攝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。

Mantis Vision圖案使用一種獨特的程序編碼（詳見專利號US8208719），與標準方法相比，能在更小的面積上識別更多的特征點。該公司聲稱，這種獨特的技術可以提供更高的分辨率和精度，以識別更小尺寸的物體在宣布與小米的合作關系時，Mantis Vision首席執(zhí)行官Gur Arie Bittan指出，他的團隊克服了許多挑戰(zhàn)，通過利用其自有專利推出了市場上最具成本效益的3D結構光攝像頭模組。他指出，Mantis Vision能夠將縮小光學堆棧，尺寸從厘米降低到毫米，并采用當時的新興技術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，為量產校準做定義和準備，以及創(chuàng)建可在Arm Core上運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傳感技術高科技企業(yè)，創(chuàng)始人黃源浩畢業(yè)于北京大學，后在美國麻省理工學院SMART中心獲得博士學位。他以激光散斑干涉、數(shù)字散斑相關、射彈結構光和計算機視覺等方面的研究而聞名。自2001年以來，他一直致力于研究和開發(fā)3D掃描技術。據(jù)奧比中光表示，該公司“過去三年來一直在努力實現(xiàn)3D傳感”——完善了該公司的Astra 3D攝像頭系列，并設計了帶有內置完備計算機功能的Persee 3D攝像頭。

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

德國徠卡（Leica）為PMD設計了專用光學鏡頭，用于其移動設備的3D深度成像傳感器和攝像頭模組PMD還為OEM開發(fā)提供攝像頭參考設計——包括標準版和定制版。PMD聲稱其擁有多年的ToF攝像頭設計經驗，可幫助系統(tǒng)設計人員加速其硬件開發(fā)過程，而該公司的可擴展技術“將滿足各種不同的特定攝像頭模組要求”。德國英飛凌（Infineon）公司一直是PMD的長期合作伙伴。雙方共同開發(fā)了用于3D人臉識別的ToF成像傳感器。英飛凌的Real3（或IRS238xC）尺寸不到12mm x 8mm，包括接收光學系統(tǒng)和VCSEL照明系統(tǒng)，可將攝像頭模組集成到智能手機中。PMD是中國智能手機廠商vivo的合作伙伴，為其提供基于ToF的3D傳感技術。