淘新聞

iPhone 7 Plus的雙鏡頭藏了一個秘密,必須知道

iPhone 7 Plus安裝了2個攝像頭,一個廣角鏡頭,一個攝遠鏡頭。雖然之前已經有企業採用過類似的技術,但是許多人認為,因為iPhone的引進,雙攝像頭地位更加穩固了。

威斯敏斯特大學普適和移動計算講師傑佛瑞·弗格森(Jeffrey Ferguson)最近在The Conversation刊文稱,雙攝像頭將會推動AR(增強現實)走向主流。

下面是文章全文:

智慧手機越來越喜歡吹捧“雙攝像頭”技術,iPhone 7 Plus也採用該技術,它標誌著雙攝像頭開始成為主流。雖然最開始時安裝雙攝像頭的目的是為了提高圖像品質,但是它可能會造成一些有趣的影響:通過雙攝像頭,蘋果可以進入AR世界。

多年來,AR的發展一直存在問題,無法解決。最近幾個月,由於《口袋妖怪Go》的流行,沉寂多年的AR終於開始普及,現在Apple Watch可以直接運行《口袋妖怪Go》,蘋果希望自己已經找到了問題的答案。

在iPhone 7 Plus上安裝全新的雙攝像頭,蘋果可以以此為平臺,在AR市場全面擴張。

製造商認為,有了雙攝像頭,智慧手機就可以更加接近單反相機。從20世紀中期開始,相機的派生物“單反相機”就流行起來。雙攝像頭之所以被採用,主要還是物理上的需要。

要將變焦鏡頭安裝在手機上不太可能,今天的智慧手機太小了。無奈之下,製造商只好通過軟體實現變焦功能,但是這一功能很快就在畫質上碰到了障礙。隨著鏡頭硬體價格的下降,多安裝一個鏡頭成為一種可行的方案,製造商可以讓軟體在兩個鏡頭之間切換,將兩個攝像頭拍攝的圖像進行重疊。

兩個攝像頭有不同的焦距,例如,一個是廣角鏡頭,一個是攝遠鏡頭,這樣設計帶來了幾個好處。攝遠鏡頭是一個長焦距鏡頭,它可以通過壓扁效應減輕廣角鏡頭存在的失真問題。兩個感測器稍有不同可以提供更好的動態範圍,換言之,攝像頭捕捉細節時明暗範圍更寬。動態範圍更寬了,場景資訊更多了,照片就會更清晰,色彩也會更豐富。依賴真正的光學鏡頭變焦,而不是軟體,就可以減少噪點,防止顆粒化。另外,為噪點較少的圖片提供更多的圖像資料,還可以改進軟體變焦的品質。

2015年,蘋果收購了攝像頭模組製造商Linx,iPhone 7 Plus安裝的1200萬圖元雙攝像頭系統正是Linx的成果。利用Linx開發的技術,蘋果可以在手機中同時植入28毫米鏡頭和56毫米攝遠鏡頭。拍照軟體用一個鏡頭或者兩個鏡頭拍攝品質更高的照片,通過iOS觸摸介面,使用者可以用廣角(1X)、攝遠鏡頭(2X)或者軟體變焦(最高10X)模式拍攝照片。

拍攝立體場景

雙攝像頭還有一點很吸引人:它帶來了無窮的可能性。因為兩個攝像頭形成的視野微微有些不同,所以現場影像中的每一個圖元都可以提煉出深度資訊,正是因為具備深度資訊,拍攝的圖像才會更有立體感。兩個鏡頭的距離是已知的,軟體可以即時進行三角計算,確定兩張照片中的對應點到手機的距離。事實上,我們的大腦擁有相似的運行原理,它叫作“立體觀測(stereopsis )”,正因如此我們才能看見3D世界。

iPhone用機器學習演算法掃描場景中的物件,從而為地形、物件構建一張即時3D深度圖。就目前而言,iPhone用這種方法來區分背景和前景,從而對準前景中的物件。最終,手機攝像頭會將背景細節虛化,也就是所謂的“焦外成像”,這種功能原本只有單反相機才有,智慧手機並不具備。有了深度圖,iPhone就可以類比不同的孔徑,顯示焦點之外的圖像。

設計出自然交互介面

微軟正在開發AR頭戴式顯示器HoloLens,蘋果安裝雙攝像頭只是第一步,它的最終目標也是提供類似HoloLens這樣的體驗。之前微軟推出過Kinect系統,並不是特別成功,它成為Xbox遊戲機的控制器。儘管如此,對於研究人員和工程師來說Kinect意義重大,因為它可以成為工程技術的一部分,這種工程技術可以讓人與電腦更好地交流。在HoloLens中,微軟將Kinect的一些硬體、軟體、經驗融入進去,用SLaM(同步建立地圖和定位)技術增強。SLaM可以為周邊區域繪製3D圖像,然後用資訊製作圖像層,覆蓋或者植入現場視頻流。

雙攝像頭手機可以在真實世界中提供一個虛擬視窗,在視窗中如果出現了人,軟體可以分析人的姿勢和位置。通過手勢識別技術,用戶可以與混合現實世界進行互動,此時加速計、GPS會偵測世界的變化,及時調整,即時呈現和更新。

一直有傳言說,蘋果準備在Apple Maps中使用該技術,它可以通過數位資訊增強現實世界的物件。協力廠商製造商、APP設計師可能會通過智慧手機將自己的物理產品與社交媒體、購物、支付應用結合起來。

蘋果走到這一步並非偶然。除了收購Linx,2015年蘋果還收購了AR企業Metaio,它暗示蘋果有意打造一個混合現實平臺。Metaio不單開發混合現實軟體,還開發移動硬體晶片組,它可以提高AR的運行速度。

最引人注目的是2013年蘋果收購了PrimeSense。大家可能不太熟悉這家企業,PrimeSense是一家以色列公司,它將自己的3D感知技術授權給微軟,微軟用該技術開發了Kinect。如果將蘋果的社交網路與混合、增強現實產品結合,就可以打造一個遠端臨場資訊系統,使用者可以進行遠端對話,用全息圖或者AR呈現,或者打造一項Facetime視訊會議服務,配上數位化背景和角色。到時,我們在手機上玩的就不只是《口袋妖怪Go》了。