是时候聊聊这个只有 iPhone X 在用，如今却被 OPPO 做出来的 3D 结构光了

闲极无聊的午后，信手打开各大国产手机的官网，点击最新的旗舰手机介绍页，一张张渲染图在屏幕上浮现，困惑的表情也随之在脸上浮现：如果不是系统 UI 或是默认壁纸有所区别，普通用户基本很难从正面分辨出哪款手机是谁家的牌子。

主流 Android 手机同质化虽说早就是个老生常谈的话题，只不过今年就算是大众用户也能感知到这个趋势尤甚。放桌子上一字排开来，肯定都是一整块的屏幕，还都喜欢在额头上留着一小块黑色的凸起区域。

这事还是得从 iPhone X 说起。

iPhone X 那块“刘海”背后的秘密

2017 年 9 月，凭借着出色的异形全面屏设计，苹果的 iPhone X 成为了继 iPhone 问世以来最大的形态改变。但仅靠屏幕带来的只是外在视觉的惊艳，更让我们钦佩的是产品背后一系列技术的支撑。

在 iPhone X 的 宣传视频 中，曾经有一个片段给不少人留下了深刻的印象：Jony Ive 将自己的面部神态和表情实时捕捉到一个 Animoji 上，不管是微笑，亦或者愤怒，甚至是细微的瞪眼和嘴唇运动，都会直接反映在手机屏幕上的“小猴子”脸上，感觉就像是自己的一个化身。

表面上看，这大概只是一个带有些炫技成分的演示，但之后大家发现，这居然是一个苹果 iPhone X 的独占功能。与之相关联的技术，其实就隐藏在 iPhone X 额头上的那一小块黑色空间里。

事实上你会发现，一部分采用了异形屏设计的 Android 手机，在宣传自己的时候会强调自己的“刘海”区域比 iPhone X 的小多少，可这种宣传手法恰恰是“避重就轻”的，即只强调外在视觉的观感，却忽略了背部的技术关联。

苹果并没有掩饰这一点，虽然从产品的完整性来说，大众用户更愿意追求一整块四边缘齐平的屏幕，但苹果显然相信，这个“缺口”付出的外在形象的代价，会让它的内在技术给弥补回来。

当然现在我们会听到一个更通俗的说法：

3D 结构光。

为了能够完全替代传统 iPhone 的正面指纹识别按键，苹果基于 3D 结构光技术推出了名为“Face ID”的特性，主要用于日常解锁和移动支付。虽然有一些使用距离上的局限性，但其解锁速度之快、方式之自然，相信每一位正在使用 iPhone X 的朋友都能感同身受。

当然，如今这项技术不只是 iPhone X 的专属功能了。本月 10 号，国内 OPPO 成功实现 了全球首个基于 3D 结构光技术的 5G 视频通话演示，这也是目前 Android 手机行业中最早探索这项技术的品牌之一。

3D 结构光会被如此重视，自然有它背后的理由。

从 2D 平面向 3D 立体世界迈进

打个比方，如今大部分手机的前置拍照以及人脸识别，都是靠单摄像头来实现，这就和我们蒙住一只眼睛一样，只能记录纯 2D 图像，但却无法分辨物体的远近距离。

（iPhone X Face ID  录入演示，图片来源： Tech Insider ）

但在结构光技术的帮助下，我们得以从 2D 图像维度转向对 3D 深度信息的采集。

从 iPhone X 的刘海内部结构可以看出，除了基本的前置摄像头外，它内部还集成了六七个传感器。其中点阵投影器会投射出高达 30000 个光点，红外镜头能就能获取人脸各个部分位置的形变数据，即脸的“结构”，加上前置镜头记录的人脸图像，两者借助算法结合，就能得出一张精准的 3D 人脸数据图。

通俗点说，这个原理感觉很像是拍电影和做游戏时常用的面部捕捉体系。比如在《霍比特人2：史矛革之战》中的巨龙，其实就是捕捉的“卷福”本尼迪克特·康伯巴奇（Benedict Cumberbatch）的动作神情。在幕后花絮也能看到，演员头上会挂着一个摄像头，然后眼睛、鼻子和嘴巴等各个部分都贴上了白点用来确认精确位置，以便更好地记录面部的细节运动，并最终运用到虚拟建模上。

（图片来源： JoBlo Movie Trailers ）

所以，比起单纯的基于 2D 平面图进行分析，这种三维深度数据显然更加真实有效，也更有价值。

不过技术归技术，现在我们一提起 3D 结构光，往往就会和 Face ID 联系到一起，就只认为它只是一个更安全的人脸解锁手段。毕竟就连出色的 Animoji 表情，大部分人只是上手体验一下就不会再碰了。

可如果搞清楚 3D 结构光的背后原理就会发现，人脸识别和解锁，只是代表其中一个应用场景，背后却包含了对更高维度信息的掌握和运用——让手机能够感知到现实世界的 3D 信息，才是结构光技术真正想要达成的目的。这正如此前 OPPO 那场演示会上反复强调的主题一样：

一个“连接立体的未来”。

最简单的例子，掌握了 3D 结构光技术后，iPhone X 便果断抛弃掉原有的 2D 指纹识别方案，起初我们认为这很激进，但现在来看并非不可行。而按照 OPPO 的计划，如果真的可以在未来 6 个月内将 3D 结构光运用到手机产品上，我们很可能就会看到一个不需要在后背开孔、工业设计更加一体化的全面屏 OPPO 手机。

而对消费者来说，虽然人脸和手指一样，同样都是身体认证的方式之一，可 3D 结构光可以让我们录入一个比传统指纹更安全，且维度更深的数据。按照苹果的 说法 ，基于 3D 结构光的 Face ID 加密只有百万分之一的概率会被破解，而指纹识别的破解率却高达五万分之一。

不过比较尴尬的是，由于目前只有 iPhone X 一个设备型号在使用 3D 结构光技术，加上 iOS 的封闭生态，这项技术的使用场景的确还十分有限。

把结构光塞进手机里，我们会看到什么？

就我自己使用的 iPhone X 来说，主要会在以下这几个领域中使用到和 3D 结构光相关的技术：

1.Face ID 人脸解锁
2.Apple Pay 移动支付
3.网站账密自动填写
4.前置人像虚化
5.Animoji 动态表情
6.少部分第三方应用的加密功能

这么来看，iPhone X 的 Face ID 主要还是用于和安全和支付相关的领域，当然在 AppStore 里还有一些小游戏，比如《Rainbrow》和《Nose Zone》。前者是一个利用你眉毛做出反馈的躲避游戏，而后者则可以让你移动脸部来摧毁屏幕上的小方块。可目前这些游戏都制作得相对简陋，反而更像是一个 Demo。

而 OPPO 这边的脑洞就要大不少了。根据目前 OPPO 官方透露的信息来看，未来 OPPO 的 3D 结构光手机会运用到包括游戏、AR、三维重建和游戏等多个领域。得益于 Android 生态的开放性，以及 OPPO 本身对于用户需求的了解，也许我们能够看到一些比 iPhone X 更接地气的产品和服务。

首先，如果要替代指纹识别，解锁和移动支付自然是不可缺少，这是目前 3D 结构光在手机平台运用得最广泛的领域。

此外还有手机自拍功能的扩展，考虑到于 OPPO 多年来在人像美颜领域也积累了不少的经验，有了更为深度的 3D 人脸信息后，以后应该也不只是做做磨皮和瘦脸了，用户甚至可以直接对光线进行改变，或是模拟影棚打光来进行 3D 渲染。

想的更远一点，当手机知道你的脸部宽度、鼻子高度和嘴唇厚度等这些立体信息后，加上 AI 技术的协助，你还只会停留在 2D 修图的阶段吗？

还有一点是也 OPPO 特别看重的，那就是基于 5G 网络环境下的 3D 视频通话。OPPO 将 3D 结构光技术采集到的立体人像信息，配合 5G 网络的低延迟实时传输，最终实现了对高精度人像建模的远程传输。

如果可以结合 AR/VR 等设备，这种视频通话可能还会朝着全息投影的方向来演变。

基于 OPPO 的这些场景设想，一些更深度的玩法应该不难成为现实：

1.根据你的面部表情来实现某些服务，比如说根据喜怒哀乐情绪来点歌，又或者是在游戏里做出各种稀奇古怪的表情，争取更高的分数；
2.将自己的头像植入到 3D 游戏中，创造属于自己的游戏角色；
3.配合语音助手，再结合嘴型，进一步语音提高识别率；
4.不止是人脸，如果连手势动作也可以被采集，那么交互上也会出现新的可能性。

（Kinect Sports Rivals 游戏中的扫描建模，图片来源： Outsidexbox ）

这些都是我们以前不曾想过的面部交互方式，但在 3D 结构光技术的帮助下，这些口头上说说的场景，我想距离实现的那天大概也不远了。如果以后连后置摄像头都搭载了 3D 结构光或是 ToF 飞行时间传感器，那由此创造出的 AR 游戏，也远不是单纯的双摄像头所能比得了的。

指纹识别之后，苹果和 OPPO 看好的下一个未来

可以预见的是，不管是此前苹果的先行试水，还是现在 OPPO 就实际运用需求的投入和研发，3D 结构光都有望会成为未来智能手机不可或缺的存在。我们也很高兴能看到，国产手机在这点上奋起直追的速度很快，在不到一年时间，OPPO 就已经尝试将这种技术运用到更遥远的 5G 领域，甚至还明确了量产的时间表。

或许，OPPO 对 3D 结构光技术的探索比我们想象中的还要早一些。如今站在了巨人的肩膀上，也让幻想变成了现实。

更重要的是，当国产手机市场整体放缓，以及 5G 时代即将来临的背景下，无论是 OPPO 自己，还是其它国产手机品牌，都开始加快在核心技术上的投入，说是“秀肌肉”也好，但残酷的市场竞争不会给没有准备的人留有机会。

当然，选对方向比努力更重要，苹果和 OPPO 都已经选择了 3D 结构光，两者也都迈出了坚实的一步，未来是否还会有其它对我们生活和工作影响深远的“杀手锏”现身，则还是个未知数。