昨天下午有三家安卓廠商發布了新機，在瀏覽新聞時我大概掃到一眼，發現有媒體稱榮耀用了結構光方案的面部識別，這可把小編嚇得不輕，不是說蘋果Face ID 領先友商一到兩年嗎，榮耀怎麼也用上了？所以小編趕緊去查了查，才發現原來榮耀發布的是一款攝像頭配件，號稱是全球首款「散斑結構光」手機配件（注意某幾個關鍵詞，華為還是會玩文字遊戲啊）。至於這項技術的來源，其實是光學公司舜宇科技研發的Jupiter X。
從體積上來看，Jupiter X 和Face ID 的差距確實印證了此前的說法，安卓陣營在人臉識別的技術上和蘋果有一年以上的差距。但是考慮到這款配件依然是當下除了TrueDepth 攝像頭之外唯一的3D 人臉識別產品，小編還是很想看看二者之間究竟有什麼區別和聯繫。
但是在查閱相關資料時卻發現，別說Jupiter X 了，即使是Face ID 都基本找不到真正的乾貨。所以小編今天搜集了一些專業資料，試著和大家分享一下結構光方案人臉識別的深層次原理。
結構光的原理不是「點」，而是「陣」
結構光聽起來很高大上，但實際上也很好理解，工作時相關器件會投影具備一定結構的光，比如亮滅相間的條紋光線，如果打到平面上，那麼反射回來會是原樣粗細的條紋；而如果打到不規則物體上，那麼反射回來就會時條紋就會發生變化，然後根據計算，就能得出物體的結構了。
再進一步，我們如果將光的結構變得複雜一些，比如n × n 個亮滅相間的宮格形式，那麼就能夠根據反射回來時紅外圖案發生的畸變計算出人臉的幾何結構了。而榮耀這次發布的這個配件，使用的正是這種形式的結構光，舜宇將其稱之為「散斑結構光」。
蘋果的方案同樣是「紅外線點陣」，雖然蘋果沒有任何官方文件的放出，但是從官方圖像資料上也不難看出，這個點陣中的紅外線點陣的密度和排列其實是有規律的，所以不出意外應該也是「散斑結構光」方案，這一方案的關鍵並不是「點」，而是「陣」。
TOF 和結構光同源卻不同宗
現在實現人臉3D 建模的方式主要有三種，TOF （Time of Flight）、雙目成像（雙攝3D 建模）和結構光，雙目成像因為效率低、算法難，精度差，所以早已經被排除了，我們這裡聊聊TOF 和結構光。為什麼要提TOF 呢？因為蘋果發布會上提到了「紅外線點陣」，所以早些時候有不少人認為Face ID 用的是TOF ，但Face ID 的原理其實是散斑結構光，而散斑結構光和TOF 一樣，也是要用到紅外線點陣的。
TOF 的原理是紅外線延時，手機會發射多條紅外線點，因為臉部的3D 結構，所以反射回來時每條紅外線到達的時間不一樣，根據這個就能夠算出每個點的距離然後建立一個3D 模型了。但是TOF 精度有缺陷，使用TOF 技術的Kinect 二代那麼大塊頭也只有320×240（接近8萬個點）的解析度，一旦傳感器體積小型化之後解析度還會大幅下降，所以蘋果並沒有使用。有趣的是，第一代Kinect 使用的其實是PrimeSense 公司的結構光方案，但是這個公司後來被蘋果收購用來研發Face ID 了，所以二代Kinect 不得已用了TOF 方案。
並且有一點需要強調，結構光其實並不是一定要用紅外光的，可見光甚至是彩色光都OK，這次Face ID 使用紅外光綜合考慮到了使用環境、使用體驗、功耗、模組大小等一系列因素才決定使用紅外光，正因為使用紅外光，才導致不少人將結構光和TOF 的原理搞混，並且蘋果為了用上紅外光，也是付出了不少心血。
蘋果為了用上紅外光下血本了
前面說的或許很多人都知道，下面就真的是獨家乾貨了。因為太陽光中也是有紅外分量的，所以之前不少人懷疑使用紅外線點陣的Face ID 會很容易受到陽光幹擾，但上市之後發現並沒有這個問題，這就很神奇了。蘋果解決這個問題的方式其實很巧妙，TrueDepth 的點陣投影器使用了940nm 波長的紅外線，因為陽光中940nm 波長的紅外線會和大氣中的水分子共振從而被吸收掉，而在短距離傳輸中這種吸收並不明顯，所以940 nm 波長的紅外線用在面部識別上最合適，完全不會被陽光幹擾。
可因為物理限制，傳統紅外攝像頭基本上不能感應到940nm 紅外線，所以業界一般都使用850nm 波長的紅外線，而這個波段又特別容易受陽光影響，所以這也導致了過去「紅暴現象」的泛濫。那麼蘋果的這次的紅外攝像頭為了能夠收到940波段的紅外線，一定用了什麼新技術！查閱資料之後小編發現，蘋果曾在今年7月收購了一加名為InVisage 的公司，這家公司具有一項名為QuantumFilm （量子薄膜）的技術，能夠讓紅外攝像器感應範圍大大提升。破案了！蘋果的這顆紅外攝像器十有八九用了量子薄膜技術，又是一項不為人所知的黑科技！
在完全搞清楚蘋果這套TrueDepth 攝像頭的原理之後，小編只能表示嘆服，不管是在傳感器小型化、散斑結構光的運用還是量子薄膜這種黑科技上，蘋果基本上都已經達到了其他公司難以企及的高度，甚至擁有這些技術的公司全都被蘋果收購了！其他公司想買都買不來，只能靠自己一點點的研究、追趕，但是等到別人趕上來之後，蘋果又走到哪裡了呢？這真是一件細思極恐的事情。