目前3D光学成像技术应用到手机产品层面的，按照发布时间次序分别有苹果iPhoneX（Face ID）、小米8探索版、OPPO Find X、vivo TOF 3D超感。

从技术流派上区分，前三者都属于结构光（StructureLight），也是目前行业供应链比较认同的一个发展方向。只有vivo选择了另外不同的道路——TOF（Time Of Flight 飞行时间）。

凤凰网科技凰家评测在为期一周的深圳探访中，与vivo负责3D TOF技术的工程师进行了一次深度独家对话，为大家详解这项“不走寻常路”的黑科技。

一、3D成像三大主流技术

在详解TOF超感之前，我们先来了解一下目前3D成像三大主流技术：双目、结构光、TOF。

双目（StereoSystem）

双目成像的基础原理是三角测距算法，类似模拟人眼观看3D电影（左右眼看到的场景略有差异），从而带来具有空间感的立体深度信息。

这种方法对环境光照强度要求较高，更多依靠被测物体本身的图像特性。因此在光照不足、缺乏表面纹理的情况下，很难提取到有效鲁棒特征。

其实双目很早就有应用在手机上，例如早年间的HTC EVO 3D，这可能也是双摄最初的雏型。后来流行的人像模式、光效模式，其实也都是建立在双目3D成像基础之上，所衍生出来的算法效果。

另外大疆无人机上的避障功能以及3D地形建模，主要也是采用双目视觉技术。因为是被动式测距无需发射器，再加上性价比高、算法简单，双目具备很强的普适性以及宽泛的应用前景。

结构光（StructureLight）

结构光的技术特点是不依赖于被测物体本身的表面纹理，而是采取主动投射已知图案的方式获取匹配特征点，这种技术的优势在于精度高、环境兼容度高。

以色列PrimeSense公司的结构光方案采用Light Coding技术，最早应用于微软XBOX 360的体感配件Kinect1上。2013年Apple收购了这家公司，经过数年沉寂之后在iPhone X推出原深感镜头组。

可以说，iPhone X上的原深感相机，就是多年前Kinect1上的微缩强化版。传感器精度方面肯定大大提升，但基本原理都是一致的。

Dot Project投射经过DOE衍射后的伪随机散斑点阵，这些光斑具备高度随机性。但事实上，每个光点在空间分布坐标系中的位置都是唯一且已知的。因为投射前系统会进行一次光源基准标定，把整个空间的散斑点阵信息都存储下来，所以这个过程其实是一种伪随机。

这些伪随机点阵投射到被测物体上后，光斑会根据物体表面与Camera之间距离/角度产生不同形变。然后在原始数据的基础上计算出被测物体形变的偏移量，从而直接匹配出立体深度信息。

采用奥比中光Astra P模块的OPPO Find X也是基于上述散斑结构光技术，并且在光学镜头、发射器、ASIC芯片等方面会绕开Apple专利。这也是中国首个实现智能手机3D结构光量产的产品案例。

小米8探索版是最先PPT发布的，采用以色列公司Mantis Vision提供的编码结构光方案，IR垂直腔面发射器（VCSEL）阵列则来自奥地利公司AMS。

编码结构光法，不需要经过DOE衍射，打在人脸上的也不是伪随机散斑光点。而是通过mask遮挡形成的编码图案，米8探索版一共有33000个编码光点。相比LightCoding散斑结构光，编码结构光的功耗相对会高一些。