最近，關(guān)于蘋果iPhone 8 將搭配備3D攝像頭的消息甚囂塵上，消息稱iPhone8采用3D攝像頭將用在前攝做3D人臉檢測，配合虹膜識(shí)別，進(jìn)行解鎖功能，并且搭配G-sensor和GYRO，實(shí)現(xiàn)用戶行為檢測快速解鎖功能。不管此種猜測最終是否會(huì)成為現(xiàn)實(shí)，3D攝像頭已然成為手機(jī)攝像頭發(fā)展的下一步趨勢。那么，3D攝像頭會(huì)給手機(jī)行業(yè)帶來怎樣的變化？目前3D攝像頭技術(shù)和供應(yīng)鏈?zhǔn)欠褚呀?jīng)成熟？當(dāng)前還面臨哪些難點(diǎn)？未來會(huì)逐漸成為旗艦智能手機(jī)的標(biāo)配嗎？
雙攝尚未鋪開 3D攝像頭廣受關(guān)注
“3D成像一定是未來的趨勢，因?yàn)槭澜绫旧砭褪?D的。”前不久，丘鈦科技集團(tuán)執(zhí)行董事兼銷售總監(jiān)胡三木在接受《國際電子商情》采訪時(shí)表示，手機(jī)攝像頭經(jīng)歷了幾個(gè)階段：一是看清，即攝像頭像素從200萬，到300萬、500萬、800萬，1300萬，再到1600萬、2100萬，一直在往上走。這一階段主打的是拍照更清晰，解析度更好，包括雙攝，黑白+彩色，拍夜景等，都是解決人眼看的問題。第二個(gè)階段是看遠(yuǎn)，即光學(xué)變焦。第三個(gè)階段就是3D，這一階段追求的是真實(shí)的，沉浸式的，這可能是未來很多年攝像頭模組發(fā)展的方向。
丘鈦科技集團(tuán)執(zhí)行董事兼銷售總監(jiān) 胡三木
從目前的發(fā)展階段來看，手機(jī)攝像頭依然處于第一階段通往第二階段的路上。即便是雙攝，似乎也只是高端智能手機(jī)的專利。實(shí)際上，雙攝像頭的出現(xiàn)是為了在高像素上再突破。因?yàn)椋袼卦礁?，攝像頭模組的尺寸越大，尺寸越大，必然會(huì)造成鏡頭凸起，而手機(jī)都在往輕薄化方向發(fā)展，這必然使得消費(fèi)者無法接受。“目前，最高的像素是2300萬，但我們認(rèn)為2100萬像素已是極限，再往上走并沒有意義，因?yàn)檫@已經(jīng)超出人眼的感知；另一方面，像素越高，對(duì)手機(jī)的存儲(chǔ)容量也會(huì)有要求，而且功耗會(huì)受到影響，這也與手機(jī)的輕薄化、長的電池續(xù)航時(shí)間相悖。”胡三木說，雙攝正好可以解決這個(gè)問題，用兩個(gè)1300萬像素疊加，推高像素，而且尺寸、功耗也更小，再通過算法、軟件達(dá)到仿真效果。
經(jīng)過去年一年的積累，目前雙攝的制造基本已經(jīng)成熟，幾大攝像頭模組廠基本都已經(jīng)量產(chǎn)雙攝像頭，并且精度已可以達(dá)到客戶要求，包括平整度、光軸的同軸度、穩(wěn)定性、效率等各方面都已能滿足客戶需求。“目前，單攝的良率在94%-95%，雙攝的良率行業(yè)要求平均在90%，丘鈦生產(chǎn)雙攝的良率比90%略高。” 胡三木透露，去年，丘鈦雙攝的出貨量在幾百萬只。
從雙攝像頭的組合方式來看，目前有四種：一是主/副攝像頭拍攝（大+?。?，如13M+5M分別拍攝2幅圖像，再合成，實(shí)現(xiàn)景深拍照、快速對(duì)焦；二是 RGB+Mono（彩色+黑白），通過圖像合成提高光感度達(dá)2.8倍；三是同像素平行雙攝，3D應(yīng)用，雙CCM距離越遠(yuǎn)效果越好，3D成像、建模；四是光學(xué)變焦，長焦+廣角， 不同的FOV組合，通過算法達(dá)到光學(xué)變焦效果。其中流行的兩種組合是華為P9 采用的RGB+Mono和iPhone7 Plus采用的長焦+廣角+OIS。
胡三木稱，丘鈦是全球首批量產(chǎn)雙攝的廠家之一，去年6、7月份就已量產(chǎn)，彩色+黑白、大+小、廣角+長焦這三種規(guī)格的雙攝丘鈦都可量產(chǎn)，目前每月有3-4KK的雙攝產(chǎn)能，到年底可達(dá)8KK。
雖然雙攝的制造已經(jīng)基本成熟，不過胡三木同時(shí)也指出，目前算法和應(yīng)用場景依然不夠優(yōu)化。“目前雙攝可實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用仍然有限，主要是虛化背景、自動(dòng)對(duì)焦、類光學(xué)變焦、像素疊加等拍照效果提升和差異化拍照功能。而且一些功能理論上可以實(shí)現(xiàn)，但最終做出來的效果差強(qiáng)人意。”他直言，如iPhone7 Plus，其可實(shí)現(xiàn)的光學(xué)變焦僅有兩倍，另外一些手機(jī)廠商雖然搭載了雙攝，用于實(shí)現(xiàn)背景虛化，但實(shí)際效果很差。早前，有業(yè)內(nèi)人士接受筆者采訪時(shí)表示，未來真正顛覆性的應(yīng)用場景應(yīng)該是通過雙攝像頭實(shí)現(xiàn)三維掃描和建模，目前真正實(shí)現(xiàn)這一應(yīng)用場景的手機(jī)廠商還少之又少。
從搭載雙攝的各品牌手機(jī)來看，早期，雙攝像頭僅僅用于后置，不過，一些主打自拍的手機(jī)廠商則別出心裁，把雙攝像頭用于前置，取其虛化效果，以讓自拍更出色。另外，一些廠商在手機(jī)前后均搭載了雙攝像頭。“整體來看，雙攝是大勢所趨，一定會(huì)有越來越多的手機(jī)搭載雙攝，預(yù)計(jì)到今年年底，雙攝的覆蓋率會(huì)達(dá)到20%-30%。”胡三木說。
目前，由于雙攝的價(jià)格比單攝高出不少，雙攝還遠(yuǎn)未成為智能手機(jī)的標(biāo)配，更多只是手機(jī)廠商實(shí)現(xiàn)拍照效果提升和差異化拍照功能的一項(xiàng)選擇。不過，有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，隨著技術(shù)的成熟和傳感器、鏡頭等硬件基本規(guī)格的不斷提升，在不遠(yuǎn)的將來，黑白+彩色雙攝將下放到低價(jià)位機(jī)型用來取代景深雙攝，而高端機(jī)型的雙攝方案依然是高規(guī)格的黑白+彩色雙攝及廣角+長焦雙攝兩種。
3D攝像頭大勢所趨 供應(yīng)鏈、算法有待完善
雙攝遠(yuǎn)未普及，3D攝像頭便已浮出水面。“從技術(shù)的角度，3D攝像頭一定是未來的趨勢，不管是供應(yīng)商還是終端廠商都在研發(fā)，至于什么時(shí)候可以落地現(xiàn)在還很難說。”胡三木如是說。
實(shí)際上，3D攝像頭并不是一個(gè)新技術(shù)，電視、游戲機(jī)、服務(wù)機(jī)器人、無人機(jī)、VR設(shè)備等領(lǐng)域都早已經(jīng)加入了3D攝像頭，只是應(yīng)用在手機(jī)上是新事物。“不過，這些產(chǎn)品的體積比較大，模組尺寸也相對(duì)較大，要應(yīng)用到手機(jī)上關(guān)鍵是如何把尺寸縮小。” 胡三木說。
來自各方面的消息稱，iPhone8采用3D攝像頭將用在前攝做3D人臉檢測，這就涉及到3D成像技術(shù)。而所謂3D成像就是在二維圖像，包括顏色、亮度、細(xì)節(jié)的基礎(chǔ)上增加景深的信息，在拍照的同時(shí)，獲取對(duì)象的景深數(shù)據(jù)，應(yīng)用于人臉識(shí)別，虹膜識(shí)別，手勢控制，機(jī)器視覺，計(jì)算攝影。
據(jù)了解，3D成像方案包括了結(jié)構(gòu)光、TOF和雙目。從技術(shù)原理看，結(jié)構(gòu)光（Structured Light）是投射特定的光信息到物體表面后，由攝像頭采集。根據(jù)物體造成的光信號(hào)的變化來計(jì)算物體的位置和深度等信息，進(jìn)而復(fù)原整個(gè)三維空間。TOF（Time OF Flight，飛行時(shí)間）是通過專有傳感器，捕捉近紅外光從發(fā)射的到接收的飛行時(shí)間，判斷物體距離。不過，TOF在高分辨率、高幀數(shù)的情況下功耗無法滿足手機(jī)使用要求。
據(jù)悉，iPhone8 3D攝像頭采用的就是前攝結(jié)構(gòu)光3D成像方案，其具體的技術(shù)路線為單目+投影激光+ASIC，這是目前最優(yōu)的技術(shù)路線。在業(yè)界看來，隨著iPhone8的謎底解開，前攝結(jié)構(gòu)光3D成像方案將會(huì)成為手機(jī)應(yīng)用的主流方案，而TOF方案受限于各種因素，還無法落地到手機(jī)應(yīng)用，也沒有看到TOF Sensor供應(yīng)商在手機(jī)應(yīng)用的推薦，而多應(yīng)用于Automotive, Robot, Toy。也有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，在手機(jī)后置上，結(jié)構(gòu)光與TOF均有機(jī)會(huì)。不過，結(jié)構(gòu)光需提高遠(yuǎn)距精度，TOF需降低功耗。
“在3D攝像頭技術(shù)上，蘋果也在做相關(guān)研發(fā)，并且收購了一些做相關(guān)材料、算法的公司，但iPhone 8要上3D攝像頭還是有一定難度，而且即使采用3D攝像頭，估計(jì)價(jià)格會(huì)很高。因?yàn)橐粋€(gè)模組下來估計(jì)就要幾十美金。有傳言稱，這部手機(jī)要賣1500美金。”胡三木告訴記者，從供應(yīng)鏈來講，3D攝像頭遠(yuǎn)比雙攝的供應(yīng)鏈復(fù)雜，其用到解調(diào)器、DOE、激光發(fā)射器、接收模組等材料，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈才剛剛開始布局，并沒有現(xiàn)成的供應(yīng)鏈，材料資源非常緊張。另外，與雙攝算法相比，3D攝像頭算法也要難上不少。此外，雖然制造3D攝像頭模組的設(shè)備與雙攝一樣，都采用AA設(shè)備，但測試條件要求更高。
實(shí)際上，針對(duì)海外市場，丘鈦面向TV、游戲機(jī)等領(lǐng)域就一直在供應(yīng)3D攝像頭模組，其在手機(jī)領(lǐng)域的布局也早已開始。胡三木表示，“目前，面向手機(jī)市場的3D攝像頭模組，我們基本上已經(jīng)布局完成，快的話，可能年底就量產(chǎn)。現(xiàn)在關(guān)鍵看供應(yīng)鏈和成本。”
如果iPhone 8搭載3D攝像頭，定會(huì)帶動(dòng)整個(gè)手機(jī)市場。胡三木直言，如果今年9月份或10分出來的iPhone 8 搭載3D攝像頭，估計(jì)年底國內(nèi)也會(huì)有相關(guān)機(jī)種啟動(dòng)。他預(yù)計(jì)，最晚明年會(huì)有蘋果之外的手機(jī)開始使用3D攝像頭。
目前來看，對(duì)于攝像頭模組廠商來說，要實(shí)現(xiàn)3D攝像功能仍有大量的研發(fā)工作要做，包括制程精度、前端算法、供應(yīng)鏈管理等，這些對(duì)于3D攝像頭技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的成熟都是非常重要的因素。另外，好的應(yīng)用場景亦是3D攝像頭用于手機(jī)的加速器，否則將只是徒增手機(jī)的成本罷了。
對(duì)于iPhone8采用3D攝像頭，業(yè)界的預(yù)測是將用在前攝做3D人臉檢測，配合虹膜識(shí)別，進(jìn)行解鎖。實(shí)際上，3D攝像頭用于前攝，其功能遠(yuǎn)不止如此。曾經(jīng)有人構(gòu)想了3D攝像頭的八大應(yīng)用場景，包括3D立體自拍照片，更精準(zhǔn)、更安全的人臉識(shí)別，三維手勢識(shí)別，虹膜識(shí)別，3D掃描、用于個(gè)性化娛樂和社交，3D影像遠(yuǎn)程視頻通話，結(jié)合AR/VR技術(shù)、適配相關(guān)手機(jī)應(yīng)用，結(jié)合AI技術(shù)，適配手機(jī)AI應(yīng)用。無疑，3D傳感器技術(shù)與手機(jī)攝像頭的結(jié)合必將引發(fā)一場新的變革，對(duì)于用戶體驗(yàn)提升也將是革命性的。
