結構光與TOF是未來手機的必備？看篇這文章秒懂
【PConline 雜談】說起全面屏時代的解鎖方式，前有屏下指紋後有結構光。屏下指紋識別想必大家都很熟悉，目前國內主攻全面屏設計的智慧機產品大多選擇了屏下指紋設計，很大程度上加速了屏下指紋技術的普及。
相反，採用結構光技術的產品並不多，但結構光名聲之響較屏下指紋是有之過而無不及。究其原因，還在於iPhone，這個全球最成功的智慧機品牌，最新的產品均選擇了結構光技術。
隨著結構光技術登場，TOF（飛行時間）技術也開始進入消費者的視野。由於其技術原理和結構光技術類似而引起了不少消費者的關注。但結構光技術與TOF技術有何差別？兩者的應用範圍又是否一致呢？
結構光技術與TOF技術原理
以搭載有結構光技術的iPhone X為例，其搭載的點陣投影儀在工作時可以投射出30000個光點到被測物體上。同時紅外鏡頭開始工作，通過讀取點陣圖案，捕捉紅外影象，經過處理便能獲得一張“結構圖”。結合前置鏡頭記錄的2D影象，最終生成一張精準的3D資料圖。
簡單來說，結構光技術是利用光學手段拍攝物體的三維結構，再將獲取到的資訊進行深入處理的技術。
TOF技術同結構光技術不同，其發射的是持續不斷的“面光源”。光線遇到不可穿透物體會發生反射。利用這一原理，通過記錄反射光達到接收器的時間，由於光速和光波長已知，理論上便能快速計算出光源與物體的距離，由此得到一張被測物體的3D影象。
目前來說，結構光技術主要有編碼結構光和散斑結構光兩類。前者優點在於演算法簡單，但功耗較大；後者優點在於透過率高、能耗低，但對於技術能力要求相對更高。但無論是哪種方案，都可能會出現光資訊衰減的問題，其應用距離不可避免受到限制。而TOF方案由於是使用面光源，理論上只要提高發射功率，就能夠保證足夠的應用距離。
對比來看，結構光技術功耗更小，技術更成熟，更適合靜態場景。而TOF方案在遠距離下噪聲較低，同時擁有更高的FPS，因此更適合動態場景。目前，結構光技術主要應用於解鎖以及安全支付等方面，其應用距離受限。而TOF技術主要用於智慧機後置攝影，並在AR、VR等領域（包括3D拍照、體感遊戲等）有一定的作用。
行業現狀與未來發展
據Trend Force預測，未來幾年3D感測市場規模將呈現幾何式增長，到2020年市場規模可達到108.9億美元，到2023年市場空間有望達到180億美元。其中智慧機市場的滲透率正不斷提升，從2017年的2.1%提升到2020年的28.6%。
中信建投也預測，隨著國內廠商開始在結構光領域發力，2019年國內結構光市場規模有望達到40億美元規模，滲透率在25%左右。
目前結構光方面的供應鏈已經較為完善，國內廠商如丘鈦科技等已經取得重大突破。據悉，OPPO Find X的結構光模組便是來自丘鈦科技。TOF技術方面，有訊息表示vivo已經同松下展開合作。未來vivo的TOF產品模組有望由舜宇光學和歐菲科技一同供應。
此外，知名分析師郭明錤也表示 蘋果有望在2019年iPhone中採用TOF技術 。如果該傳聞為真，必將加速TOF技術的普及。
就長期發展來看，結構光技術仍將主要用於前置解鎖與支付認證，TOF技術則將主攻後置用於AR應用。隨著蘋果與谷歌相繼釋出新一代AR SDK，結構光與TOF未來將與AR擦出怎樣的火花，著實值得期待。
拋去TOF技術，結構光技術與屏下指紋識別技術之間的競爭也是業界一大看點。目前來看，無論是結構光技術還是屏下指紋技術都存在應用上的缺陷。結構光技術對多角度識別精度不高，屏下指紋在識別速度以及識別區域等方面尚有進步空間。而且，結構光技術對帶口罩等場景無能為力，屏下指紋對溼手、髒手等情況心有餘而力不足。因此，在上述問題尚未得到完全解決之前，也許兩者共存是最好的選擇。
總結
隨著AR應用不斷深入，結構光技術與TOF技術必將迎來爆發期。TOF技術有望真正成為智慧機的眼睛，使智慧機更準確地感知環境，給予使用者正確的反饋。
除了AR應用，結構光技術也將在身份識別領域繼續發揮作用。可以預見，隨著技術的不斷成熟，飽受詬病的“劉海屏”問題將得到解決。到時，也許我們就將進入真全面屏時代了。