激光雷達(dá)（LiDAR）到底是個什么東西？今年，它出現(xiàn)在了新的iPad Pro平板電腦上，還有傳言說它將出現(xiàn)在iPhone 12上，而且在過去的幾年里，它的一種形式實際上已經(jīng)出現(xiàn)在Android手機上。什么是激光雷達(dá)（LiDAR），為什么移動設(shè)備上會使用到它？在這里，我們將帶你了解這項技術(shù)的功能，它的部署方式，以及為什么它可能很快就會像智能手機中的攝像頭一樣普遍。
如果您之前對激光雷達(dá)（LiDAR）有所耳聞，可能會知道一些相關(guān)概念，比如“光探測和測距”、“激光成像、檢測和測距”，或者只是“光和雷達(dá)”，這取決于你接觸的領(lǐng)域。但它最主要的應(yīng)用是與自動駕駛汽車有關(guān)的，這是目前用來幫助車輛識別行駛方向和周圍環(huán)境的關(guān)鍵技術(shù)之一。
事實上，激光雷達(dá)的歷史比自動駕駛汽車要久遠(yuǎn)得多。這項技術(shù)誕生于20世紀(jì)60年代，最初的目的是跟蹤衛(wèi)星和軍事目標(biāo)，其基本理念與今天的激光雷達(dá)技術(shù)是相同的：使用光來跟蹤物體的位置。
通過測量光線（特別是激光）擊中某物并再次返回所需的速度，可以確定該物體的位置。這就是第一批LiDAR系統(tǒng)的工作原理，蘋果最新的平板電腦也是采用此原理。
20世紀(jì)80年代，激光雷達(dá)技術(shù)有了實質(zhì)性的改進(jìn)，紅外激光系統(tǒng)開始被普遍用于航空繪制建筑物和地形地圖。同樣的技術(shù)在今天仍在使用，能夠測量從海洋深處到隱藏的瑪雅定居點等的一切東西。
通過記錄激光返回的時間，以及反射的角度，激光雷達(dá)數(shù)據(jù)可以與其他信息相結(jié)合，生成非常精確的3D地圖。專業(yè)的LIDAR系統(tǒng)通常與GPS設(shè)備相結(jié)合，這是現(xiàn)在智能手機中常見的另一種技術(shù)。
正如我們提到的，激光雷達(dá)對自動駕駛汽車非常有幫助（盡管伊隆·馬斯克從不喜歡激光雷達(dá)）。部署在車輛頂部的激光雷達(dá)掃描儀可以實時“看到”物體，甚至是那些連你自己都看不到的物體，從而創(chuàng)造出所謂的“點云” —— 這就是自動駕駛汽車可以規(guī)避的空間點的三維地圖。
某些激光雷達(dá)的配置，甚至敏感到可以探測到空氣中的污染物，或者能夠監(jiān)測機場的交通流量。所有這些應(yīng)用程序的共同之處在于，它們都依賴于數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分析之間的微妙平衡，當(dāng)涉及到平板電腦和智能手機時，這絕對是一個值得記住的有用框架。
我們再說回到移動設(shè)備，回到蘋果公司。蘋果公司是第一個使用激光雷達(dá)來描述其最新“深度傳感”傳感器的公司。其實，iphone和ipad已經(jīng)有深度傳感器很多年了（這就是為什么它們可以用肖像模式來模糊背景的方法），但是，這次LiDAR將其提升到了一個全新的水平。
根據(jù)蘋果公司的說法，新iPad Pro內(nèi)部的LiDAR掃描儀可以在單個光子的水平上工作，距離可達(dá)5米（超過16英尺），速度可達(dá)納秒級（因此可以在眨眼之間捕捉到場景）。毫無疑問，A12Z仿生芯片組在解釋數(shù)據(jù)方面也做了很多繁重的工作，也因為如此，在相當(dāng)長一段時間內(nèi)，你不太可能會看到LiDAR出現(xiàn)在任何經(jīng)濟型手機上。
最大的不同將出現(xiàn)在蘋果最喜歡的領(lǐng)域之一，增強現(xiàn)實領(lǐng)域。例如，現(xiàn)在iOS和iPadOS附帶的測量應(yīng)用程序，一旦涉及到LiDAR，就會更快、更準(zhǔn)確、更精細(xì)。你可以在iPad Pro上將其用作一個嚴(yán)肅的、專業(yè)的測量工具，而不僅僅是一個能提供良好長度、深度和高度近似值的新奇產(chǎn)品。
激光雷達(dá)的配備，意味著蘋果設(shè)備第一次可以繪制出詳細(xì)的3D環(huán)境，就像多年人們利用飛機航測來繪制海洋和山脈的地圖一樣。我們談?wù)摰牟粌H僅是計算機桌面上的“我的世界”，我們談?wù)摰氖墙⒃谧雷由?、地板上和貓咪周圍的“我的世界”，而且不會出現(xiàn)故障。
當(dāng)涉及到AR應(yīng)用程序時，你可以把家具直接放進(jìn)你的客廳，這些對象將看起來更像現(xiàn)有空間的一部分。或者，以AR游戲為例，它將能夠以一種比以往任何時候都更加真實的方式，讓角色出現(xiàn)在角落后面和柵欄上方。
物體的放置將會更加精確和真實，實時的動作捕捉將會更加全面，你使用的任何AR應(yīng)用都能更好地處理場景中的物理物體（激光雷達(dá)帶來的改進(jìn)將會自動整合到蘋果的ARKit框架中）。
目前，激光雷達(dá)所需的處理能力，和手機內(nèi)部所需的傳感器將這項技術(shù)限制在高端設(shè)備上。但與任何移動技術(shù)一樣，隨著時間的推移，它應(yīng)該會變得更便宜、更實用。如果蘋果堅持使用這項技術(shù)，預(yù)計它的作用范圍和精確度會逐年提高。
這并不是說，未來手機配備激光雷達(dá)是不可避免的趨勢，實際上，其他深度感知技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)，人工智能將繼續(xù)在使用標(biāo)準(zhǔn)相機傳感器感知深度方面做得更好。激光雷達(dá)可以在各種照明條件下工作，非?？?，非常準(zhǔn)確，這也是蘋果公司看好它的部分原因。
但是，在蘋果最新的iPad中配備的激光雷達(dá)的形式，與許多高端Android手機使用的非常不同。許多Android手機使用的深度傳感器被正式稱為“飛行時間傳感器（time-of-flight，ToF sensor）”，在很多方面和用途上，它都是LiDAR。像激光雷達(dá)一樣，“飛行時間傳感器”使用反射光來測量距離，以獲得相機效果和AR。但它是一個無掃描的激光雷達(dá)系統(tǒng)，依靠單一的光脈沖來繪制整個空間的地圖，而蘋果則使用掃描儀激光雷達(dá)，它使用多個光點來更頻繁、更精確地讀取這些數(shù)據(jù)。
因此，即使智能手機已經(jīng)失去了讓我們感到驚艷的能力，但從第一代iPhone開始的13年里，它們?nèi)匀豢梢宰兊酶?、更聰明、更有能力，激光雷達(dá)就是證明。
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