手機是硬體軟體集合體，二者大家都不陌生，尤其是硬體部分，很多人都能隨口說出幾個——CPU處理器、揚聲器、內存、馬達、攝像頭、各種傳感器等等。不過，論及存在感，大部分人往往更關注處理器、攝像頭、內存這一類的核心部件，對傳感器反而知之甚少。
而作為傳感器中最特別的存在，大家對「陀螺儀」就更陌生了，這名字一聽就很硬核，感覺十分高大上的樣子，事實上也確實如此，現代社會幾乎已經離不開「陀螺儀」的參與，其普遍應用於航空、航海、軍事、生活娛樂等領域，而在智慧型手機上更是有著向標配發展的趨勢。
陀螺儀到底是什麼？
陀螺儀，用百度百科的話來說：是一種基於角動量守恆的理論，來感測與維持方向的裝置。通俗點講，你可以設想一隻陀螺，當它旋轉起來的時候，軸體的方向是不會被改變的，哪怕受到外力影響，也會在方向上保持恆定如一，這就是角動量守恆原理。
飛行器陀螺儀示意圖
而依據此理論研製而出的陀螺儀，天生具備抗拒方向改變的特性，其轉軸的指向不隨承載它的支架旋轉而變化，因此可以用來測量方向、角速度等。
智慧型手機上的陀螺儀都長什麼樣？
傳統機械陀螺儀應用廣泛，不過因為轉子需要與軸承直接接觸，存在很大的摩擦力，所以精度會有損失，但可靠性不錯，現在還被用於一些對精度要求不高的作業環境中。後來有了浮力、靜電陀螺儀，可以利用懸浮力、靜電磁場憑空託起轉子，沒有摩擦力，也帶來更高的精度。
接下來陀螺儀又有了諸多發展，包括常用於飛彈制導的撓性陀螺儀以及用於空間飛行器導航的雷射陀螺儀等等，但不管哪一種，顯然並不適合用在智慧型手機上，畢竟手機內部空間就那麼大點，大部分陀螺儀的體積都無法滿足裝載需求，於是一種可以用在手機上的「小型化」傳感器——MEMS（微機電）陀螺儀誕生了。
MEMS（微機電）陀螺儀
微機電陀螺儀最大的意義在於對陀螺儀用於日常生活起到了普及作用，它成本低、價格便宜、壽命久、功耗低、容易批量生產，關鍵是體小量輕，更符合電子元件的發展趨勢，被塞進諸如手機一類的小型終端裡十分合適。
主板上陀螺儀元件（圖源網絡）
從外觀上看，手機微機電陀螺儀和一枚普通的晶片沒太大區別，其通常被集成於主板之上，所以它並不是一個獨立的元器件，一般拆機也不會閒的沒事把陀螺儀拆下來。
微機電陀螺儀工作原理
雖然都叫「陀螺儀」，不過智慧型手機上的微機電陀螺儀和傳統的機械陀螺儀已經是兩碼事了。顧名思義，陀螺儀就是一個不停轉動的物體，但你沒法想像怎麼把這種空間結構的物體實現在微米級甚至納米級層面上的「小型化」，更別說還需要整合成一整個單元的微型系統，因此微機電陀螺儀與傳統機械陀螺儀在原理上有著很明顯的不同。
微機電陀螺儀則是在傳統「陀螺儀」理論的基礎上，通過利用一種「科裡奧利力」，在內部產生微小的電容變化，此時的電容變化就好比角速度，只要測量出電容值，就能計算出角速度，從而替代機械測量。當然，這其中的計算過程還是非常複雜的，但原理上大差不差，我們可以視之為在矽基板上完成的角速度測量。
手機上的陀螺儀有什麼用？
當然，廢了九牛二虎之力也要給手機裝上微機電陀螺儀，自然也是有大用途的。遠的不說，熟悉《和平精英》的小夥伴應該都曉得，在遊戲設置中就有「陀螺儀開啟/關閉」的選項卡，只不過並不是每一名玩家都知曉這個選項到底有何作用，也很少有人深究這個功能開啟和不開的區別是什麼。
其實，開啟手遊陀螺儀功能後，遊戲操作就不再局限於手機屏幕了，《和平精英》的壓槍操作也由原來單純手指移動按壓屏幕改成了一面按壓屏幕，一面及時調整手機前傾或後仰姿勢來實現，看起來很難的樣子，事實上也確實如此，很多玩家開啟了此項功能，但並沒有發現有何不同，一般也只有經歷反覆練習後才有體會。
手遊《狂野飆車》系列
對於手遊而言，陀螺儀影響最大的非體感遊戲莫屬了，尤其是賽車、飛機或者體育類遊戲，通過調整手機姿勢便可以實現對遊戲角色的精準控制，手機上下左右的擺動，鏡頭視角也會在3D空間裡上下翻飛，帶來了不錯的代入感和沉浸感。
而沒有陀螺儀的機型，只能感受到水平方向的轉角，感受不到任意方向上的轉角。所以說，幾乎所有的需要感知三維空間變化的遊戲，都需要用到陀螺儀。
除此之外，手機上的陀螺儀還對拍照有著至關重要的影響。拍照時，最忌諱手抖，很容易弱化成像質量，但有了陀螺儀的參與後，就能夠檢測出手機拍照時的運動傾向，並將手抖產生的偏差反饋給圖像處理器，這個時候通過一些拍照算法，手機便可以對拍攝時產生的抖動幅度進行補償，從而讓所拍攝的畫面效果更好，更清晰。
谷歌Pixel手機
這其中最典型的代表便是谷歌Pixel手機，它的電子防抖便是通過配合陀螺儀實現的。另外，OPPO Reno系列早期的一些機型也曾通過改變和提升陀螺儀靈敏度，從而快速針對劇烈抖動場景做出補償，使得拍攝出的視頻更為穩定清晰。
另外一方面，陀螺儀自被發明伊始，就一直被用於導航。比如在沒有全球定位系統的二戰時期，德國人的V2飛彈便是靠著陀螺儀的導航，一枚枚被送到了幾百公裡外的倫敦，給倫敦人民造成了巨大的災難。
V2飛彈襲擊倫敦
如今，大部分手機的導航系統都會採用陀螺儀+GPS相結合的導航機制，比如當通過一個隧道時，GPS導航信號可能丟失，但手機上的導航地圖依舊會有路線提示，這就是陀螺儀通過感知方向和速度，模擬出的行進軌跡。
因此，陀螺儀一般只是用來輔助慣性導航而已，如果沒有GPS模塊，光有一個陀螺儀是沒用的。但如果沒有陀螺儀，配備有GPS模塊的手機依舊可以進行導航，只不過導航機制發生了變化而已。
除了在遊戲、拍照、導航上有著重要作用外，陀螺儀還著重提升了用戶用機體驗。舉個例子，很多手機桌面系統支持搖一搖補齊桌面，這就是對陀螺儀的一種靈活應用；很多小夥伴經常用到的一些運動軟體，其中的計步功能、軌跡顯示也和陀螺儀有著密切關係；此外，用手機看VR全景視頻也是必須要用到陀螺儀的。
怎麼才能判斷自己的手機是否配備陀螺儀？
陀螺儀這麼好，那怎麼才能判斷自己的手機是否配備有陀螺儀呢？最簡單的方式便是下載一些手機檢測軟體，比如安兔兔、魯大師、手機大師等等，都可以對手機是否配備陀螺儀進行檢測。
除此以外，也可以下載一些體感遊戲，只要在3維空間中的可以向著任意方向移動，那麼這款手機也會帶有陀螺儀傳感器。最後，也可以直接去手機官方網站進行查詢，一般在參數介紹中都會有所提及，如果沒有提到，大概率是不具備的。
華為P40支持陀螺儀（圖源華為官網）
同時，微機電陀螺儀看似高大上，其實價格並不貴，大部分機型還是會配備的，只有少數千元機會礙於成本問題，選擇將其閹割掉。但一般也會通過設置虛擬陀螺儀的方式，實現一些必要的功能，比如3D體感遊戲等等。
結語：
手機陀螺儀雖然個頭不大，也容易被大家忽略，但要說它不重要顯然是有失偏頗的。如果你在購買手機時，尤其是千元機、平價機，日常又對遊戲、拍照、導航比較在意，那麼還是看仔細所購機型是否配備陀螺儀傳感器，畢竟有和沒有，在體驗上多多少少還是會有一些差異的。
總之，陀螺儀傳感器是手機上一款很重要的元器件，它的存在，是對手機某些方面體驗的一個升級。幸運的是，自從第一款搭載陀螺儀傳感器的手機iPhone 4誕生以來，這個小部件正在趨向標配發展，而隨著微機電陀螺儀在日常生活應用中的迅速普及，相信未來不單單在手機領域，在國防、航天、汽車、物聯網、可穿戴設備、無人機等等行業也會有更大的發展和突破，屆時陀螺儀傳感器也將發揮更多關鍵作用。
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