文 | 郭婉娟

2017年9月，苹果发布 iPhone X，并基于3D 结构光技术推出了名为“Face ID”的新功能用于日常解锁和 Apple Pay。但彼时推出的一众量产全面屏安卓手机仅仅只是在外貌上模仿了苹果的刘海设计，iPhone X “刘海屏”背后真正的大杀器是3D结构光深感摄像模组。

今年5月10日，OPPO 曾向大众演示了全球首个基于 3D 结构光技术的 5G 视频通话，并宣布 OPPO 的3D结构光技术已经具备量产条件。而后，OPPO Find X 的全面问世不仅兑现了 OPPO 承诺，更彻底打破了安卓阵营结构光技术短板的局面，这项技术自此再也不是 iPhone X 的专属功能了。

6月27日，vivo 在2018 MWC 上海震撼发布了 TOF 3D 超感应技术。在现场，用户只需要站上 vivo 的体验机，摇臂上搭载了 TOF 3D 超感应技术的原型机就会对用户的头部进行环形扫描，录入之后很快就会形成一个高精度的 3D 人脸模型，轮廓和细节的把控都十分出色，用户还可以拖动模型查看任一角度的自己。

很多人不禁要问，这是一种什么样的黑科技？

TOF 3D超感应技术所采用的是发射光脉冲的形式，通过脉冲发射器连续发射脉冲，然后脉冲波遇到物体反射，反射的脉冲被接收器接受，CPU再将这一系列数据进行分析和建模，最后得出三维模型，从而实现高精度的立体信息采集和输入。

安卓阵营突破3D结构光技术瓶颈

人类是通过两只眼睛观察立体世界的，为了让手机像人一样获得三维立体的图像信息，手机厂商们接连推出了双摄方案，虽然双目摄像头能够依据视差原理形成三维图像，但是受制于光线和纹理等拍摄环境因素，双摄产生的三维图像差强人意，更无法满足3D验真环节的应用要求，所以采用主动投射编码光获取3D信息的结构光技术成为智能手机革新的关键一环。

旷视科技是全球领先的计算机视觉技术企业，致力于通过“AI+IoT”技术赋能不同的垂直领域，为各行业提供完整的智能解决方案，其中以智能手机为代表的移动终端是旷视用 AI 实现赋能的典型场景。

“世界上60%的摄像头是用在手机上面的。”旷视科技云事业部高级副总裁吴文昊表示，“短期来看，旷视的首要任务就是赋能全球十亿摄像头，所以手机市场一定是主战场。”2017年中，旷视科技开始布局手机市场，随后基于核心的深度学习和计算机视觉技术一举推出人脸支付、人脸识别解锁、人像光效、人像背景虚化、视频美化、3D Animoji等一系列移动端AI产品，以满足不同手机厂商在人脸解锁、图像增强、相机增强、智能图像和视频处理上的需求。

在最新推出的应用中，3D结构光的整个系统包含结构光投影设备、摄像机、图像采集和处理系统。通过投影设备的发射光线到被测物体上，摄像机拍摄在被测物体上形成的三维光图形，拍摄图像经采集处理系统处理后便能够获得被测物体表面数据形成三维的图像信息。

简单来讲3D结构光的实现原理类似于海底探测的声呐系统是通过反射信息来确定深度的，只不过3D结构光在手机人脸识别上的应用，是通过人脸表现反射光线来确定深度信息的。相比双目来说，其效果在同样的场景下能够得到更完整、更细腻的深度图。

3D 时代来临 移动支付更安全

相比传统人脸识别，3D结构光技术可应用于安全支付、三维重建、AR、游戏等众多场景，其中最重要的应用是便是安全支付，这便要求3D结构光人脸识别算法具备极高的技术水准，并做到极致的质量控制。

3D 安全支付相当于旷视Face++联合 vivo 基于 TOF技术和人脸识别算法打造了一款安卓版的 FaceID。在 3D 支付产品的开发中，vivo 手机在旷视三个核心算法模型结构加持下，可实现 0.1s 内极速识别，0.03s 重建和达百万分之一的支付精度，包括多尺度多特征的注意力检测模型，可自适应网络、多模型融合的识别方案，以及基于业界开创性的移动卷积神经网络 ShuffleNet 定制开发的活体检测模型。有了这项技术，vivo 用户将可以用人脸替代指纹、密码或 PIN 码作为移动支付的主要验证方式。

AI+3D 创造无限想象空间

在旷视科技Face++ 和 vivo 联合发布的一系列 TOF 3D 超感应技术应用之前，由于科技发展的局限性，在我们手机摄像头的眼里，世界是“平”的——摄像机给我们的反馈永远都只是一张二维的图像。但显然二维已经不能满足人们对于安全级别和影像处理的极致追求。

相比二维的人像数据，立体的三维数据具有更丰富的细节信息和商用价值。vivo 在发布会中表示，将有望将 3D 技术应用于更广泛的各个场景中，如用户可以在在线购物平台中创造真人 3D 形象进行试妆、试戴、试衣，或在 AR / VR / MR 手游中将扫描好的 3D 头像植入到 3D 游戏中，创造逼真的同人角色。在发布会中，vivo 还宣布将开启“3D 视觉开发者计划”，邀请行业开发者、服务供应商以及用户一起探索并不断提升 3D 视觉的性能表现及体验。

当然，从技术上讲，不止是人脸，我们可以通过 3D 实现对实体万物的动态实时建模。很快，面向手势、人体、行为、商品、物体、城市甚至人与物体、人与场景的全面 3D 感知方案会陆续在终端实现，而那时我们的感观生活或许完全不同。

作为行业领先的移动 AI 解决方案提供商，旷视科技希望通过 AI 赋能与 3D 深度信息的结合创造出实用的算法和产品，进而提升智能移动终端用户的解锁，影像和交互体验。在手机领域，AI 和 3D 深度视觉的结合已经给我们带来了无限想象空间，而随着对场景的深入探索和 3D 数据的开发，旷视希望与更多行业伙伴和开发者一同推动 3D 产业的发展。相信在未来 1-2 年内，3D 技术将会出现在我们生活的每一个角落，为我们带来更多便利。