iPhone 12 Pro 中的雷达是怎么工作的

来自Project Tango设备的激光雷达投影仪

既然我们大多数人都整天在家并且不需要便携式电源，苹果将如何使人们升级到iPhone 12？电磁充电，专业规格的相机，以及（对于Pro机型）激光雷达是苹果促进用户升级的三大技术。

目前，激光雷达在零售设备上的日常用途更吸引人。它帮助相机在低光条件下对焦更快，并支持一些简洁的可视化或增强现实(AR)应用程序。但它真正可能做的是促进3D扫描的使用，作为图片的天然补充，帮助苹果创建更好的室内空间地图。或者，它可能会成为下一个短暂的Force Touch。

激光雷达在iPhone中是如何工作的，以及它与苹果在面部识别中使用的不同之处。当你需要升级手机时，这里有很多需要学习的东西。

什么是激光雷达

LiDAR是一个一种奇怪的缩略语。它最初只是把“Light”挤进“RADAR”，奇怪的是，因为RADAR本身就是首字母缩写，所以用了80%的大写。激光雷达就像雷达，——如果由于某些物体正在燃烧而需要关闭此选项卡，则可以将其保留在那里。但是，一旦工程师和科学家弄清楚了LiDAR可以做什么，他们便开始追溯重命名它。例如，国家海洋局宣布“激光雷达”为“光探测与测距”。科学家：他们不从事市场营销。

LiDAR绘制了一个看上去非常军事化的办公室（美国空军）

LiDAR本质上是将聚焦的光（通常是不可见的红外光）从物体上反射出来，测量光反弹的速度，然后进行光速数学运算以找出该物体离传感器有多远。有了足够的光束，传感器可以使用所有距离来创建物体的三维地图。光束越多，地图越完整。您可以使用成千上万的LiDAR光束来绘制地球及其海洋的地图，使用一些聚焦光束来捕捉超速行驶的汽车，以及之间的许多应用。

苹果使用LiDAR的目的（不是Face ID）

我们上一次看到激光雷达是在2020年3月下旬发布的第四代12.9英寸iPad Pro上。我们注意到，与现代iPhone的Face ID传感器相比，iPad Pro使用的光点少得多。我们认为：“那没关系，因为它实际上并不需要与Face ID相同的精度，因为它是在绘制房间规模的对象，而不是识别特定人的面部。这可能是一个权衡：更少的数据点意味着更低的精度，但更好的持续[增强现实]性能和电池寿命。”

将LiDAR与Face ID区别开的另一件事是……Face ID不使用LiDAR。虽然为Face ID供电的“ TrueDepth”技术类似地会产生一系列红外光束，这些红外光束会散布到您的脸上（超过30,000个！），但是Face ID使用的是光线撞击到您的脸部时产生的畸变，而不是精确的距离测量值，创建地图。这项技术称为“红外或结构光3D扫描”（该链接的第三点）。随着Ars Technica进一步深入研究LiDAR和其他扫描技术：

TrueDepth的工作原理是将超过30,000个点的网格投影到对象的面部，然后根据网格图案变形的方式估算用户面部的三维形状。

因此，LiDAR不会提供超级功能Face ID。会做什么？在iPad Pro的最新发布中， Apple对于LiDAR还有很多话要说。苹果表示，借助LiDAR，其设备可以：

• 在计算高度和长度以及查找边缘时，使Measure应用更好，更快。
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• 启用增强现实应用程序，例如可测量关节角度的理疗应用程序，IKEA可视化工具以及 the-floor-is-lava游戏
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• 由于LiDAR可以在没有任何光线的情况下分辨出一个突出的物体有多远，因此在黑暗中可以更快地对焦相机。
  

苹果可以使用LiDAR做什么

苹果和谷歌有一些共同之处。其中之一是对绘制室内空间的兴趣，这对一辆有柱子的汽车来说不是一件容易的事。机场、购物中心、多层办公楼、封闭的生态环境——在这些地方，你的手机在外面很有用，只能通过一些宽松的Wi-Fi三角定位来猜测你在哪里，你可能在附近。这两家公司都对你的手机有既得利益，而不是在任何地方看起来毫无用处。

因此，苹果在2013年收购了3D感测公司PrimeSense。PrimeSense是Xbox Kinect平台的主要架构师。谷歌的第二好选择是：Johnny Chung Lee，他曾在Microsoft从事Kinect的工作。谷歌推出了Project Tango，这是一个以AR为中心的平台，鼓励开发人员利用这种新的多光点LiDAR技术实现梦想，他们将它们装入了一些笨拙的手机和平板电脑中。我们在2014年拆除了Project Tango设备，虽然我们在技术上无法打开它，但我们确实设法为其LiDAR相机加电以捕获其光束游戏。

因此，谷歌对一些奇怪的技术进行了公测，然后最终将Tango项目整合到更为安静的Android ARCore开发工具包中。而苹果则悄悄地将PrimeSense的智能应用到面部识别中，现在又在用激光雷达进一步推进。但苹果可能会从另一个角度考虑。

科技行业新闻服务机构The Information的杰西卡·莱辛(Jessica Lessin)在苹果收购发生时写了一篇博客。莱辛指出，虽然微软希望Xbox游戏玩家能够拥有动作感应功能，但苹果可能希望为其客户提供更实用的功能:

一位熟悉该公司的人士说，PrimeSense的技术在制图方面更具战略意义。实际上，像Matterport这样的公司（其制造用于绘制三维空间的相机）就使用其芯片。

我们知道Apple关心映射。该公司收购了室内GPS公司WifiSLAM，以帮助它在与Google的竞争中规划购物中心和[其他]室内空间。很快，我们的手机将很快对我们要访问或可能接近的真实空间进行扫描。这些二维地图将显得非常陈旧。

目前，iPhone 12中的LiDAR充满希望。某天，它可能会用红外线束充满您要去的餐厅，因此您可以更好地确定内部空间。或者，甚至与最被大肆宣传的AR项目一样，它也可能成为未来功能的一个尝试。