华为tof玩法

在之前对华为P30 Pro的评测中(点击此处查看),我们提到了华为P30?Pro使用ToF景深镜头捕捉画面的深度信息,使用ToF景深镜头捕捉的精确深度信息辅助主镜头对焦和虚化场景。

P30 Pro镜头功能列表

TOF又称飞行时间,是一种通过测量红外光的反射时间差来计算物体景深的传感器。很多人会问,华为为什么把ToF镜头放在大后方,ToF能起到什么作用?

要了解它的功能,要从目前市面上常用的景深镜头说起。众所周知,人眼可以感知到物体距离的差异,但如果挡住一只眼睛,就失去了对物体的距离感。人眼感知物距的原理很简单:两只眼睛处于不同位置时,观察同一物体会有轻微的视差。大脑会根据视差计算出物体的距离。

手机也是一样,但是手机通常是用两个镜头模拟人眼来计算物体之间的距离。但由于分辨率、环境干扰等原因,抠图容易失败。而如果有ToF的祝福,这个问题就不会发生了。至于为什么ToF估算景深更准确,先从原理说起吧。

其实ToF的原理很简单,分两步走。

1.t of相机的补光灯会主动向拍摄对象发出调制好的特殊红外信号。

2.通过计算发射光和反射光的相位差(即时间差),就可以得到相机和物体之间的景深和距离数据,再经过转换就可以得到物体的三维模型。

易拉罐景深图(来源:德州仪器)

这个原理听起来和3D结构光没什么区别。它还利用红外反射时间差计算距离/景深信息,完成三维建模。但由于3D结构光是通过编码投射的,投射范围小,投射距离短,所以只有在很近的距离才能达到很高的精度。同时,3D结构光在物体表面投射位图时,会产生严重的反射,所以3D结构光只能应用于正面解锁。

3D结构光投影(图片来自:android.poppur)

TOF是面光源投影,将红外光均匀投射到物体上,然后用TOF相机捕捉红外光反射的时间差,通过计算得到景深信息。这样的好处是投影成像距离远,精度还不错。因为还使用了主动光源,所以黑暗环境下的TOF成像不受影响。而且将TOF放在后置摄像头区域,可以更容易放置主动光源,减少对手机空间的挤压。至关重要的是,TOF技术相对成熟,其成本低于3D结构光。

TOF和3D结构光的对比(数据来自:android.poppur)

ToF由于自身的红外光源(在暗光环境下也能获得准确的景深信息)以及相比3D结构光更远的识别距离,自然成为手机对焦辅助的不二之选。作为广域激光对焦角色,还拥有更丰富的景深信息,带来更好的人像模式体验。

DxO测试华为P30 Pro焦点响应散点图

在本次DxO评测中,华为能够在对焦项目上获得100分,正是因为有了ToF深度镜头的加持。可以说,手机上的ToF镜头终于找到了它的最佳用途——对焦+景深探测。可以预见,未来在ToF安装后置摄像头将成为一种趋势。

作为ToF技术的先驱,华为一直走在前列,将所有竞争对手甩在身后。