越来越多的制造商都在吹嘘他们的手机有飞行时间(ToF)摄像头。但是什么是ToF摄像头，它们是如何工作的，为什么你会想要在你的智能手机中安装一个呢？
TOF相机具有额外的深度分辨率
在非常基本的层面上，ToF相机只是普通的高清相机，深度分辨率也提高了很多。事实上，像2019年华为P30 Pro这样的手机拥有比传统相机高四倍的深度分辨率。虽然“深度分辨率”听起来像是令人困惑的摄影术语，但它实际上很容易理解。具有高深度分辨率的相机可以区分近处(前景中)和远处(背景中)的对象。
在摄影中，这种前景和背景的概念被称为景深。它创造了一种现实感或关注感。近处的物体看起来清晰，轮廓清晰，而远处的物体看起来略微模糊。
有了ToF相机，摄影师可以有更多的选择来控制景深。当然，你不一定要成为一名摄影师才能从TOF相机更高的深度分辨率中获益。当自动相机设置与ToF相机配对时，应该会生成前景和背景清晰的令人惊叹的图像。ToF相机还可以用来生成具有高级图像稳定功能的令人惊叹的视频，或者用来提高Instagram滤镜的精确度。
此外，手机的ToF摄像头可以用于高级面部识别、手势和AR视频游戏。还记得精灵宝可梦Go是如何使用你的相机在你的环境中放置一个精灵宝可梦的吗？TOF相机可以使这一功能更具说服力。
这项技术并不新鲜
奇怪的是，ToF相机从70年代末就开始出现了。只需要一段时间，这项技术就会变得足够便宜和方便，适用于消费者应用。
过去，ToF相机用于地形测绘、工业机械自动化和自动门。但早在2014年，这项技术就进入了许多家庭(可能包括你的家庭)。Xbox One的Kinect使用ToF摄像头来识别人脸并准确跟踪手势。
截至2019年4月，LG G8 ThinQ、荣耀视界20、华为P30 Pro、OPPO RX17 Pro等内置ToF摄像头的手机屈指可数。这些手机是面向摄影师和极客销售的，但它们正在为未来的手机设定标准，包括三星和苹果2019年和2020年发布的手机。
好的，ToF相机非常酷，而且自从“星球大战”上映以来就存在了。但它们是如何工作的呢？为什么他们有这么高的深度分辨率？
TOF相机使用激光雷达测量深度
你知道蝙蝠和海豚是如何用声音来“看到”它们的环境的吗？嗯，我们偷了那个把戏，把它放在一些潜艇上，然后把它命名为声纳。TOF相机使用类似的技术来测量深度，但它被称为激光雷达，它依赖于红外光脉冲，而不是声音。
当你用手机的ToF相机拍照时，它会发出一束不可见的红外线脉冲，反射到附近的物体上。其中一些光线散射到深渊中，但大多数光线又回到了手机的ToF摄像头中。
就像蝙蝠的声纳波一样，激光雷达波零星地返回，从附近物体反射的红外光会迅速返回到TOF相机，而从远处物体反射的光需要更长的时间。你的手机测量每束光线回来需要多长时间，处理一些数字，并创建详细的3D深度图。
这有点像你把脸压进去的钉板玩具。这些玩具有“3D效果”，因为你的鼻子靠近木板，会产生比眼睛和脸颊更大的凹痕，而眼睛和脸颊离木板相对较远。
当然，红外光的反射只能为你的手机提供深度信息。这就是为什么ToF相机将红外功能与传统的高分辨率相机配对的原因。你的手机使用软件将传统的照片与红外3D深度图混合在一起，最终得到的图像具有清晰的前景和背景。
TOF相机的未来应用
在接下来的几年里，ToF相机将彻底改变我们用手机拍照和录像的方式。但让我们考虑一下这里的大局。我们谈论的是一种新形式的技术，它可以以光速创建环境的深度图。它的应用远远超出了摄影的范畴。
事实上，你使用手机的ToF相机的第一次体验可能不仅仅是关于摄影。三星Galaxy S10 5G将在正面和背面都安装ToF摄像头。苹果对未来的iPhone计划守口如瓶是出了名的，但有传言称，2019年的iPhone也可能包括ToF摄像头。是的，这一更新会让你的自拍看起来很棒，但也会提高人脸ID和其他安全措施的准确性。如果你在设置手机时启用面部识别，它会在你有机会自拍之前悄悄地捕捉到你面部的3D地图。
手势控制是ToF相机的另一个令人兴奋的(但可以说是愚蠢的)应用程序。是的，Kinect的手势系统值得大惊小怪，但在接下来的几年里，你可能会发现自己使用类似的技术来控制你的手机、电脑、智能助手或智能手表。目前，像InMotion这样的公司正在为台式电脑开发ToF应用程序，而像谷歌这样的制造商正在使用雷达和激光雷达系统来创造免提、手势控制的智能手表和智能助手。
除了手势控制，ToF摄像头也是虚拟现实和增强现实应用的理想选择。在基本层面上，像Instagram滤镜和精灵宝可梦Go这样的东西在与ToF相机一起使用时会显得更“真实”。但对于更复杂的应用，如VR，ToF摄像头可以用来记录玩家的手势和脚步。它们还可以用来快速绘制物理环境地图，并将其转换为VR世界，这可以加快专业游戏开发或为独立游戏开发商打开VR市场。
但ToF相机也有实际用途。在过去，它们被用于工厂的机器自动化。这一点不会改变。随着ToF摄像头变得更好(也更便宜)，他们将找到进入更多工业级和消费级AI产品的途径。大多数智能汽车已经使用了一种激光雷达技术来“看到”他们的环境(有趣的是，特斯拉汽车没有使用激光雷达)。
虽然新手机中的ToF摄像头仅限于摄影、AR和面部识别应用程序，但现在是熟悉这项技术的好时机。最终，ToF相机将无处不在。
资料来源：Mouser