三維（3D）技術(shù)是一項(xiàng)重大的科學(xué)突破。

這是一種深度感應(yīng)技術(shù)，可增強(qiáng)相機(jī)的面部和物體識(shí)別能力。捕獲現(xiàn)實(shí)世界對(duì)象的長(zhǎng)度，寬度和高度的過(guò)程比使用多種不同技術(shù)所能實(shí)現(xiàn)的更加清晰和深入。3D技術(shù)在感知和處理日?；顒?dòng)方面提供了獨(dú)特的進(jìn)步。

3D真正改變了游戲規(guī)則，因?yàn)橹圃焐虪?zhēng)先恐后地將3D傳感技術(shù)融入到諸如手機(jī)之類的消費(fèi)產(chǎn)品中。

北京時(shí)間2020年10月14日凌晨，蘋(píng)果正式發(fā)布了iPhone 12系列四款機(jī)型，跟之前爆料的一樣，iPhone 12 Pro和iPhone 12 Pro Max都加入了此前iPad Pro曾率先采用的基于dToF技術(shù)的激光雷達(dá)掃描儀，這也意味著蘋(píng)果在ToF技術(shù)應(yīng)用上的進(jìn)一步加碼，而此舉或?qū)⒓铀僖麄€(gè)ToF市場(chǎng)。

3D傳感技術(shù)使用光學(xué)技術(shù)模仿人類視覺(jué)系統(tǒng)，從而促進(jìn)了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，人工智能（人工智能）和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的出現(xiàn)和集成。這在消費(fèi)者應(yīng)用中創(chuàng)造了獨(dú)特的機(jī)會(huì)。

推動(dòng)3D傳感進(jìn)步的關(guān)鍵技術(shù)

3D傳感的發(fā)展與實(shí)現(xiàn)需要開(kāi)發(fā)高質(zhì)量傳感器和高效算法。例如，垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)正在取代LED或邊緣發(fā)射激光二極管，成為3D傳感的主流光源技術(shù)，因?yàn)樗鼈兒?jiǎn)單、光譜窄、溫度穩(wěn)定。

許多推動(dòng)3D傳感進(jìn)步的關(guān)鍵技術(shù)都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。立體視覺(jué)、結(jié)構(gòu)光模式和飛行時(shí)間是3D傳感的三種技術(shù)。這三種技術(shù)都有其共同的用例和各自的優(yōu)勢(shì)。

●立體視覺(jué)

立體視覺(jué)技術(shù)的結(jié)構(gòu)來(lái)源于人眼捕捉任何圖像的方式。兩個(gè)攝像頭被放置在稍微偏移的位置（就像人眼一樣）。然后，利用軟件將兩幅捕捉到的圖像合并成一張圖片。不同的攝像頭位置所產(chǎn)生的微小差異，就形成了立體，即3D畫(huà)面。

在輔助立體視覺(jué)中，部署了一個(gè)激光投影模塊，它在物體或場(chǎng)景上投射出圓點(diǎn)，幫助攝像機(jī)更容易聚焦。捕捉到的圖像經(jīng)過(guò)處理后，會(huì)呈現(xiàn)出深度效果。

例如，安裝在門口等處用于監(jiān)控人員行動(dòng)的子彈攝像機(jī)就采用了這種技術(shù)。美國(guó)FLIR Systems公司生產(chǎn)的立體視覺(jué)攝像機(jī)系統(tǒng)就采用立體視覺(jué)技術(shù)。

●結(jié)構(gòu)化光型

結(jié)構(gòu)化光型3D傳感的工作原理是：先由線、方塊(周期性結(jié)構(gòu))或點(diǎn)組成的光圖案通過(guò)激光投影模塊投射到物體或場(chǎng)景上，再通過(guò)反射光形成一個(gè)扭曲的圖案。然后，來(lái)自目標(biāo)的反射光被安裝在投影模塊上的三角形攝像機(jī)捕捉，再通過(guò)投影模塊和攝像機(jī)之間的三角測(cè)量實(shí)現(xiàn)的圖案變形有助于獲取物體或場(chǎng)景的三維坐標(biāo)。

最常見(jiàn)的例子是iPhone X中使用的真深度攝像頭，這種技術(shù)的前置攝像頭增加了一個(gè)紅外發(fā)射器，可以將超過(guò)3萬(wàn)個(gè)已知圖案的點(diǎn)投射到用戶的臉上。然后，這些點(diǎn)會(huì)被專門的紅外相機(jī)拍攝下來(lái)進(jìn)行分析，從而將分析后的圖像用于訪問(wèn)手機(jī)。

●飛行時(shí)間(ToF)

3D ToF直接由投影模塊發(fā)射短光閃光，再由攝像模塊捕捉，并與系統(tǒng)集成。計(jì)算出光從發(fā)射器到物體再到相機(jī)所需的時(shí)間，然后用坐標(biāo)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，生成三維圖像。

在某些情況下，相位差被用來(lái)計(jì)算被檢測(cè)物體的深度和運(yùn)動(dòng)。光源在整個(gè)工作溫度范圍內(nèi)的波長(zhǎng)穩(wěn)定性對(duì)保持跟蹤精度至關(guān)重要，因?yàn)橥ǔＴ诮邮章窂街袘?yīng)用濾波器以最小化接收信號(hào)中的噪聲。

飛行時(shí)間相機(jī)傳感器可用于物體掃描、測(cè)量距離、室內(nèi)導(dǎo)航、避障、手勢(shì)識(shí)別、跟蹤物體、測(cè)量體積、反應(yīng)式高度計(jì)、3D攝影和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)游戲等。

3D傳感技術(shù)的應(yīng)用

在過(guò)去的10年里，消費(fèi)電子市場(chǎng)經(jīng)歷了3D深度感應(yīng)技術(shù)的緩慢應(yīng)用。該技術(shù)的首次商業(yè)應(yīng)用是在游戲領(lǐng)域。

隨著發(fā)展，3D深度感應(yīng)技術(shù)在3D成像和檢測(cè)領(lǐng)域的適用性有所擴(kuò)大。移動(dòng)設(shè)備能夠以三維而非二維的方式捕捉圖片，這也是促使三維傳感技術(shù)應(yīng)用性不斷增強(qiáng)的關(guān)鍵因素之一。

與3D傳感相比，虹膜掃描是一種更簡(jiǎn)單的技術(shù)，它在視頻圖像上使用數(shù)學(xué)模式識(shí)別技術(shù)。它可以讓攝像模塊掃描你的眼睛，將虹膜與文件上的圖像進(jìn)行對(duì)比，并以類似過(guò)去指紋的方式確認(rèn)用戶的身份。虹膜掃描技術(shù)應(yīng)用于門禁控制、汽車安全和移動(dòng)支付等場(chǎng)景中，三星Galaxy S9和S9+就嵌入了虹膜掃描技術(shù)。

而由于對(duì)虛擬化解決方案的需求不斷增加，3D傳感技術(shù)在機(jī)器人行業(yè)的適用性已經(jīng)擴(kuò)大。這項(xiàng)技術(shù)越來(lái)越多地應(yīng)用于消費(fèi)類、汽車、無(wú)人機(jī)和工業(yè)應(yīng)用。

1、消費(fèi)性電子產(chǎn)品的應(yīng)用