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iPhone7 Plus双镜头暗藏玄机?看似“没出息”的苹果真实目标是AR?

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看到苹果给iPhone 7 Plus配置了双摄像头,我们不禁要问,这是苹果走向增强现实的初步尝试吗?这个问题完全是合情合理的。2013年,苹果曾收购3D成像公司PrimeSense,如今iPhone又搭载双镜头,能够深度感知周边环境,这些都是捕捉3D空间和物体的基础要求。不仅如此,苹果的CEO蒂姆·库克还曾多次表达他对AR技术的兴趣。

于是,我们自然而然地联想到,iPhone 7 Plus是否意味着苹果将打造一个增强现实的世界。在这方面已经捷足先登的包括微软的Hololens,以及谷歌Tango项目中AR技术的代表,与联想共同开发的PHAB 2 Pro。

iPhone 7 Plus拥有28毫米的广角镜头,以及56毫米的长焦镜头(从技术上来说,这种镜头不是苹果在宣传材料中所说的远摄镜头,而更倾向于“肖像”镜头)。

两镜头协同合作,可以捕捉到镜头中物体的景深(指突出主要图像,虚化背景图像,使画面更接近人类肉眼真实的视觉感受)信息。但是,两镜头捕捉AR图像的能力非常有限,主要出于两个原因,一是它们只能捕捉到各自所“看”到的图像;二是它们的距离太近,视觉范围不够广。

双镜头的局限

有消息人士称,iPhone 7 Plus使用的相机模块几乎可以确定是以色列手机相机模块公司LinX开发的,苹果于2015年将这家公司收购。收购之前,LinX曾宣称其智能手机相机模块可以实现DSLR级别的照片质量,且不占据手机的太多空间。对比下来,苹果对iPhone 7 Plus相机的评价简直如出一辙。

同样让LinX引以为豪的,还有其双镜头所配备的先进技术。它们可以捕捉到图像的景深信息,也就是说图像的背景能够在虚化的同时,不影响前景的显示效果,甚至你还可以将背景置换。这一技术也是iPhone 7 Plus的宣传特色之一,苹果将其称之为“肖像”模式。

要想创造出背景独立虚化的效果,两个摄像头需要通力合作,捕获足够的图像数据,用以做出合理的推断,比方说前景的是不是一个人,它们甚至还能识别头部线条。苹果还使用了一套算法,让摄像头具备识别人脸的功能,因此当摄像头在前景中捕捉到人时,它会迅速聚焦那一部分。

问题来了。两镜头必须独立工作,分别识别区域中的点,才能建立起图像特定区块的景深信息。如果软件能够匹配到这些被识别的点,相机就能对画幅中的物体进行3D捕捉。

但是,这一技术非常依赖画幅中物体和表面的多样性。如果相机对着的是一面平整的白色墙壁,缺少区别度,相机软件就无法将两镜头识别的点匹配起来,这样一来,深度信息也就无法获得。

AR内容对3D图像和本地环境绘图要求极高,硬件设备必须能够提供更加精准、持续的景深数据。相机的传感器需要对视野范围内的表面及物体进行探测,确定它们的水平坐标和深度坐标。因此,相机必须能够对自己在空间内的位置进行定位,即使是在移动的过程中。

相机位置

iPhone 7 Plus两镜头紧紧依靠的位置也引发了业内的疑问,许多人质疑这种位置能否有效服务于AR技术。经验告诉我们,两个完全相同的镜头之间的距离乘以10,等于相机能够捕捉到景深信息的距离。也就是说,如果两个镜头之间的距离是1英寸(约2.54厘米),该相机能够勾勒3D物体线条的空间距离就在10英寸以内。

iPhone 7 Plus的两镜头之间相隔约1厘米,如果两镜头完全相同,那就意味着iPhone 7 Plus相机可以探测的景深范围为10厘米左右。

不过,iPhone 7 Plus的两镜头并不完全相同,一个是广角镜头,一个是“肖像”镜头,因此间距乘以10的原则在此或许并不适用。一名AR开发人员表示,结合某些精确的校准软件,iPhone 7 Plus相机的探测距离或能达到两镜头间距的50倍。不过话说回来,50厘米也算不上多远的距离。

如果iPhone 7 Plus真的是为了捕捉图像,应用于AR技术,苹果肯定会把两镜头的间距再拉开些。

未搭载PrimeSense传感器

AR设备一般会搭载一个主动传感器,用以测量景深(比方说微软的Hololens)。这类传感器能够发射出一束光线,计算光线从物体反射回来所需的时间。这一时间是相机确定物体在视线范围内哪个位置的关键信息。

主动传感器技术实际上是苹果在收购PrimeSense时的附带产品,但是iPhone 7 Plus并未使用这一技术。iPhone 7 Plus搭载的是大部分传统相机所使用的同级别被动传感器。与主动传感器相比,被动传感器通过接收环境中的光线,捕捉到的景深信息要相对较少,且可靠性不高。

科幻原型设计公司SciFutures的CTO Scott Susskind相信,苹果未在iPhone 7 Plus中运用PrimeSense的技术,显示出他们在该款手机上没有任何AR野心。“在AR追踪表现方面,PrimeSense和他们的深度感知技术比7 Plus上的双镜头要强多了。”Susskind在一封邮件中这样说道。

Susskind表示,苹果很有可能在iPhone 7的相机上运用了PrimeSense的计算机视觉算法。

Tim都说了什么

OK,我们来说说手机上的AR体验。尽管Pokémon Go风靡全球,但Jony Ive(苹果首席设计官)带领的工业设计团队大概都不高兴瞥一眼。这款以手机为基础的增强现实游戏从体验方面来说勉勉强强,用户和环境以及用户相互之间仍然存在一道障碍。

库克曾在一次参访中说道:“AR不仅让我们能够坐下来,身临其境地和大家交流,也让我们共同看到一些画面。这些画面可能是我们正在谈论的事情,也可能是某个不能亲自到场,却以AR形式出现的人。”

库克的话似乎之处,苹果偏好的AR产品与主流有所不同,他们不希望像Oculus等产品一样,使用户失去与整个世界的视觉交流。我们还读出,苹果所感兴趣的不是那种将用户吸引到手机或平板电脑屏幕上的AR。Vuforia的总裁Jay Wright称,他认为库克的话意味着,苹果很可能会推出某种AR头显或眼镜。

苹果在AR技术上的野心毋庸置疑,在硅谷某个不起眼的角落里,一定隐藏着苹果的AR设备开发中心,不过,他们开发的肯定不是平板电脑或手机。

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