给你讲明白！苹果刚刚发布的手机激光雷达到底有什么用？今天凌晨的苹果发布会上

今天凌晨的苹果发布会上， iPhone 12 正式面世。与基本机型相比， iPhone 12 Pro 和 iPhone 12 Pro Max 的后置摄像头除了多一枚长焦镜头，还增加了一颗 LiDAR ，激光雷达扫描仪。
这颗激光雷达是什么？它能为你的手机带来什么新体验？
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在这块圆形黑色区域之下， LiDAR 主要由两部分组成：发射端和接收端。垂直腔面发射激光器（VCSEL）作为发射端，向物体发射一束红外光，经反射被 CMOS 图像传感器接收，光束经历的这一段时间被称为飞行时间（ToF）。
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飞行时间又分为直接飞行时间（dToF）和间接飞行时间（iToF）。前者向目标发射一个光脉冲信号，直接测量光子从出发到返回的用时；后者发射一连串经过调制的光波，通过检测来回光波间的相位差测量飞行时间。
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已知光速，通过简单的计算我们就能得到与目标物体之间的距离。这样的测距原理与雷达类似，不过， LiDAR 基于的是脉冲激光，比雷达利用的无线电波波长更短、频率更高，可以得到分辨率更高的图像，精度可达厘米甚至毫米级别。
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因此， LiDAR 也被应用在地图测绘、自动驾驶、文物保护等领域。而到了手机，它又能做些什么呢？
这不是苹果第一次在它的产品里引入激光雷达。早在今年 3 月， 2020 款 iPad Pro 就配备了 LiDAR 扫描功能，采用直接飞行时间技术（dToF），相比 iToF ，功耗较低且不易受环境光的干扰，可以做到大范围测量。
使用时，发射器投射出 9 * 64 大小的矩阵光束，捕捉并绘制最远 5 米范围内的位置深度图。改变，首先发生在你拍摄的照片里。
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一张出色的浅景深照片，是通过调大相机光圈并对焦在距离相机较近的地方实现的。今天，通过多个摄像头和机器学习算法的帮助，用手机也能轻而易举拍出这种背景虚化的效果。
首先，神经网络和机器学习技术可以让手机知道我们在拍什么，以及目标距离我们有多远。对于普通人来说，从一张照片中判断物体层次和远近关系是一件非常容易的事，但对于机器，则需要大量的资源来学习，比如颜色分布、明暗程度和物体尺寸。
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就像上面这张照片，曝光度均匀且主题明显，机器很容易分析出距离镜头较近的点以及距离镜头较远的点。
可一旦照片中有更复杂的关系，事情就变得棘手了。
人类或者动物的毛发、丰富的色彩、以及与背景颜色接近的衣服等，都很容易被机器误判为背景，尤其是主体的边缘区域，呈现出不自然的模糊效果。
LiDAR 的加入能带来更精准的深度信息，以便于让 iPhone 理解物体之间的前后关系，通过算法绘制出一张空间位图，并将照片做切片处理。 iPhone 会在几纳秒内根据深度信息图将照片切分成多份，距离越远的图层，模糊程度越高，制作出一张以假乱真的浅景深人像照片。
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同时，在低光照条件下， iPhone 的对焦速度也将大幅提升，并且可以在黑暗中准确找到画面中的人物，为夜间模式下的人像照片打下基础。