什么是ToF相机飞行时间传感器和摄影解释

在过去的几年里，我们看到几乎所有的智能手机制造商都在尝试各种方法来再次为智能手机市场建立一些兴奋点。无论是在背面添加更多摄像头传感器、采用近乎无边框的显示屏、打孔自拍相机，还是可折叠的外形尺寸。

虽然它现在并不那么流行，但飞行时间(ToF)相机技术开始与其他镜头一起出现在许多旗舰智能手机中时，有一个短暂的时期。您可能还会看到它被称为测距相机，甚至是3D传感器。但它是什么?

什么是飞行时间相机?

ToF相机使用红外光(人眼不可见的激光)来确定深度信息——有点像蝙蝠如何感知周围环境。传感器发出光信号，该信号击中对象并返回传感器。然后测量反弹所需的时间并提供深度映射功能。与其他技术相比，这提供了巨大的优势，因为它可以使用单个激光脉冲准确测量完整场景中的距离。

与其他可用的3D深度范围扫描技术(例如结构光相机/投影仪系统)相比，ToF技术相对便宜。传感器可以达到每秒160帧-即每秒160次数据中继-这意味着它们非常适合实时应用，例如动态视频中的背景模糊。更好的是，它们使用少量的处理能力。一旦收集了距离数据，就可以使用正确的算法轻松实现目标检测等功能。

飞行时间相机能做什么?

ToF相机传感器可用于测量距离和体积，以及物体扫描、室内导航、避障、手势识别、物体跟踪和反应式高度计。来自传感器的数据还可以帮助进行3D成像和改善增强现实(AR)体验。在手机中，ToF摄像头传感器可能会用于3D摄影、AR，尤其是人像模式。

理论上，ToF相机在人像模式下可以更好地模糊照片背景。我们说“理论上”是因为该过程仍然需要软件魔法，最终由制造商决定如何应用ToF相机收集的数据。

ToF摄像头还可以在光线不足的情况下提供帮助——由于传感器使用红外光来获取“到主体的距离”，因此即使在黑暗中也可以帮助智能手机对焦。

飞行时间相机是新的吗?

ToF技术并不是很新，因为至少在过去十年中，各种公司一直在试验它。例如，微软在其第二代Kinect设备中使用了ToF摄像头。

激光雷达——在自动驾驶汽车中很流行，但最近出现在iPhone13Pro和ProMax中——也通常具有ToF传感器。不同之处在于激光雷达可以使用多个来创建“点图”，这就是为什么这种多重定位在汽车安全和自动化系统中非常有意义的原因。

甚至无人机公司也采用了它们——上面视频中的Chouette无人机使用TeraRangerToF相机监视葡萄园。

因此，虽然ToF相机不是昨天发明的，但它们仍然是最先进的，并且正在迅速变得更加高效、负担得起且易于使用。

2018年底，首批使用该技术的消费类智能手机之一是HonorView20。在那之后，我们看到采用该技术的手机出现了短暂的激增，但这种炒作后来消失了，取而代之的是高质量的变焦和超广角镜头。

谁制造飞行时间相机传感器?

索尼使用ToF技术制造下一代3D传感器，这是Apple使用的来源。

其他ToF相机传感器制造商包括AMS/Heptagon、ASCTigerCub、TeraRangerOne、Riegl、Lucid/Helios和AdaFruit。

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