北京時(shí)間10月16日晚，華為高端旗艦華為Mate 20系列終于真身亮相，首發(fā)了極為強(qiáng)大的麒麟980人工智能移動(dòng)計(jì)算平臺(tái)，并且搭載徠卡三攝系統(tǒng)。其中華為Mate 20 Pro和華為Mate 20 RS保時(shí)捷設(shè)計(jì)均支持3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)，支持面部解鎖，為手機(jī)的安全使用帶來了更好的體驗(yàn)。而且華為還將這項(xiàng)能力賦予了很多有趣的功能。
什么是3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)？這事還是得從 iPhone X 說起。
2017年蘋果秋季新品發(fā)布會(huì)上推出的iPhone X，除了全面屏之外，最有代表性的技術(shù)當(dāng)屬基于3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)的Face ID。除此之外，蘋果的iPhone X還利用3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)來實(shí)現(xiàn)Animoji動(dòng)態(tài)表情。
在 iPhone X 的宣傳視頻中，曾經(jīng)有一個(gè)片段給不少人留下了深刻的印象：Jony Ive 將自己的面部神態(tài)和表情實(shí)時(shí)捕捉到一個(gè) Animoji 上，不管是微笑，亦或者憤怒，甚至是細(xì)微的瞪眼和嘴唇運(yùn)動(dòng)，都會(huì)直接反映在手機(jī)屏幕上的 “小猴子” 臉上，感覺就像是自己的一個(gè)化身。
與之相關(guān)聯(lián)的技術(shù)，其實(shí)就隱藏在 iPhone X 額頭上的那一小塊黑色空間里。
當(dāng)然現(xiàn)在我們會(huì)聽到一個(gè)更通俗的說法： 3D 結(jié)構(gòu)光。
2018年5月10號(hào)，國(guó)內(nèi) OPPO 成功實(shí)現(xiàn)了全球首個(gè)基于 3D 結(jié)構(gòu)光技術(shù)的 5G 視頻通話演示，這也是目前 Android 手機(jī)行業(yè)中最早探索這項(xiàng)技術(shù)的品牌之一。
3D 結(jié)構(gòu)光會(huì)被如此重視，自然有它背后的理由。
從 2D 平面向 3D 立體世界邁進(jìn) 打個(gè)比方，如今大部分手機(jī)的前置拍照以及人臉識(shí)別，都是靠單攝像頭來實(shí)現(xiàn)，這就和我們蒙住一只眼睛一樣，只能記錄純 2D 圖像，但卻無法分辨物體的遠(yuǎn)近距離。
（iPhone X Face ID 錄入演示，圖片來源：Tech Insider）
但在結(jié)構(gòu)光技術(shù)的幫助下，我們得以從 2D 圖像維度轉(zhuǎn)向?qū)?3D 深度信息的采集。
從 iPhone X 的劉海內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以看出，除了基本的前置攝像頭外，它內(nèi)部還集成了六七個(gè)傳感器。其中點(diǎn)陣投影器會(huì)投射出高達(dá) 30000 個(gè)光點(diǎn)，紅外鏡頭能就能獲取人臉各個(gè)部分位置的形變數(shù)據(jù)，即臉的“結(jié)構(gòu)”，加上前置鏡頭記錄的人臉圖像，兩者借助算法結(jié)合，就能得出一張精準(zhǔn)的 3D 人臉數(shù)據(jù)圖。
通俗點(diǎn)說，這個(gè)原理感覺很像是拍電影和做游戲時(shí)常用的面部捕捉體系。比如在《霍比特人2：史矛革之戰(zhàn)》中的巨龍，其實(shí)就是捕捉的“卷?！北灸岬峡颂亍た挡推妫˙enedict Cumberbatch）的動(dòng)作神情。在幕后花絮也能看到，演員頭上會(huì)掛著一個(gè)攝像頭，然后眼睛、鼻子和嘴巴等各個(gè)部分都貼上了白點(diǎn)用來確認(rèn)精確位置，以便更好地記錄面部的細(xì)節(jié)運(yùn)動(dòng)，并最終運(yùn)用到虛擬建模上。
（圖片來源：JoBlo Movie Trailers）
所以，比起單純的基于 2D 平面圖進(jìn)行分析，這種三維深度數(shù)據(jù)顯然更加真實(shí)有效，也更有價(jià)值。
不過技術(shù)歸技術(shù)，現(xiàn)在我們一提起 3D 結(jié)構(gòu)光，往往就會(huì)和 Face ID 聯(lián)系到一起，就只認(rèn)為它只是一個(gè)更安全的人臉解鎖手段。畢竟就連出色的 Animoji 表情，大部分人只是上手體驗(yàn)一下就不會(huì)再碰了。
可如果搞清楚 3D 結(jié)構(gòu)光的背后原理就會(huì)發(fā)現(xiàn)，人臉識(shí)別和解鎖，只是代表其中一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景，背后卻包含了對(duì)更高維度信息的掌握和運(yùn)用——讓手機(jī)能夠感知到現(xiàn)實(shí)世界的 3D 信息，才是結(jié)構(gòu)光技術(shù)真正想要達(dá)成的目的。這正如此前 OPPO 那場(chǎng)演示會(huì)上反復(fù)強(qiáng)調(diào)的主題一樣：
一個(gè)“連接立體的未來”。
結(jié)構(gòu)光3D視覺原理
