没想到!iPhone 7 Plus的双镜头隐藏了一个秘密

没想到!iPhone 7 Plus的双镜头隐藏了一个秘密

iPhone 7 Plus安装了2个摄像头,一个广角镜头,一个摄远镜头。虽然之前已经有企业采用过类似的技术,但是许多人认为,因为iPhone的引进,双摄像头地位更加稳固了。

威斯敏斯特大学普适和移动计算讲师杰弗里·弗格森(Jeffrey Ferguson)最近在The Conversation刊文称,双摄像头将会推动AR(增强现实)走向主流。

下面是文章全文:

智能手机越来越喜欢吹捧“双摄像头”技术,iPhone 7 Plus也采用该技术,它标志着双摄像头开始成为主流。虽然最开始时安装双摄像头的目的是为了提高图像质量,但是它可能会造成一些有趣的影响:通过双摄像头,苹果可以进入AR世界。

多年来,AR的发展一直存在问题,无法解决。最近几个月,由于《口袋妖怪Go》的流行,沉寂多年的AR终于开始普及,现在Apple Watch可以直接运行《口袋妖怪Go》,苹果希望自己已经找到了问题的答案。

在iPhone 7 Plus上安装全新的双摄像头,苹果可以以此为平台,在AR市场全面扩张。

制造商认为,有了双摄像头,智能手机就可以更加接近单反相机。从20世纪中期开始,相机的派生物“单反相机”就流行起来。双摄像头之所以被采用,主要还是物理上的需要。

要将变焦镜头安装在手机上不太可能,今天的智能手机太小了。无奈之下,制造商只好通过软件实现变焦功能,但是这一功能很快就在画质上碰到了障碍。随着镜头硬件价格的下降,多安装一个镜头成为一种可行的方案,制造商可以让软件在两个镜头之间切换,将两个摄像头拍摄的图像进行重叠。

两个摄像头有不同的焦距,例如,一个是广角镜头,一个是摄远镜头,这样设计带来了几个好处。摄远镜头是一个长焦距镜头,它可以通过压扁效应减轻广角镜头存在的失真问题。两个传感器稍有不同可以提供更好的动态范围,换言之,摄像头捕捉细节时明暗范围更宽。动态范围更宽了,场景信息更多了,照片就会更清晰,色彩也会更丰富。依赖真正的光学镜头变焦,而不是软件,就可以减少噪点,防止颗粒化。另外,为噪点较少的图片提供更多的图像数据,还可以改进软件变焦的质量。

2015年,苹果收购了摄像头模组制造商Linx,iPhone 7 Plus安装的1200万像素双摄像头系统正是Linx的成果。利用Linx开发的技术,苹果可以在手机中同时植入28毫米镜头和56毫米摄远镜头。拍照软件用一个镜头或者两个镜头拍摄质量更高的照片,通过iOS触摸界面,用户可以用广角(1X)、摄远镜头(2X)或者软件变焦(最高10X)模式拍摄照片。

拍摄立体场景

没想到!iPhone 7 Plus的双镜头隐藏了一个秘密

双摄像头还有一点很吸引人:它带来了无穷的可能性。因为两个摄像头形成的视野微微有些不同,所以现场影像中的每一个像素都可以提炼出深度信息,正是因为具备深度信息,拍摄的图像才会更有立体感。两个镜头的距离是已知的,软件可以实时进行三角计算,确定两张照片中的对应点到手机的距离。事实上,我们的大脑拥有相似的运行原理,它叫作“立体观测(stereopsis )”,正因如此我们才能看见3D世界。

iPhone用机器学习算法扫描场景中的对象,从而为地形、对象构建一张实时3D深度图。就目前而言,iPhone用这种方法来区分背景和前景,从而对准前景中的对象。最终,手机摄像头会将背景细节虚化,也就是所谓的“焦外成像”,这种功能原本只有单反相机才有,智能手机并不具备。有了深度图,iPhone就可以模拟不同的孔径,显示焦点之外的图像。

设计出自然交互界面

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微软正在开发AR头戴式显示器HoloLens,苹果安装双摄像头只是第一步,它的最终目标也是提供类似HoloLens这样的体验。之前微软推出过Kinect系统,并不是特别成功,它成为Xbox游戏机的控制器。尽管如此,对于研究人员和工程师来说Kinect意义重大,因为它可以成为工程技术的一部分,这种工程技术可以让人与计算机更好地交流。在HoloLens中,微软将Kinect的一些硬件、软件、经验融入进去,用SLaM(同步建立地图和定位)技术增强。SLaM可以为周边区域绘制3D图像,然后用信息制作图像层,覆盖或者植入现场视频流。

双摄像头手机可以在真实世界中提供一个虚拟窗口,在窗口中如果出现了人,软件可以分析人的姿势和位置。通过手势识别技术,用户可以与混合现实世界进行互动,此时加速计、GPS会侦测世界的变化,及时调整,实时呈现和更新。

一直有传言说,苹果准备在Apple Maps中使用该技术,它可以通过数字信息增强现实世界的对象。第三方制造商、APP设计师可能会通过智能手机将自己的物理产品与社交媒体、购物、支付应用结合起来。

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苹果走到这一步并非偶然。除了收购Linx,2015年苹果还收购了AR企业Metaio,它暗示苹果有意打造一个混合现实平台。Metaio不单开发混合现实软件,还开发移动硬件芯片组,它可以提高AR的运行速度。

最引人注目的是2013年苹果收购了PrimeSense。大家可能不太熟悉这家企业,PrimeSense是一家以色列公司,它将自己的3D感知技术授权给微软,微软用该技术开发了Kinect。如果将苹果的社交网络与混合、增强现实产品结合,就可以打造一个远端临场信息系统,用户可以进行远程对话,用全息图或者AR呈现,或者打造一项Facetime视频会议服务,配上数字化背景和角色。到时,我们在手机上玩的就不只是《口袋妖怪Go》了。

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