什么是飞行时间传感器以及ToF如何工作？
随着智能手机变得越来越先进，它们还配备了越来越多的传感器，这些传感器将数据反馈到设备，以改善用户体验。
现代智能手机配备了屏内指纹传感器、激光雷达、比以往更好、更大的摄像头传感器，在某些设备上甚至还配备了飞行时间 (ToF) 传感器。但在您在手机上看到的所有不同传感器中，ToF 传感器脱颖而出，主要是因为它以一种非常特殊且不被注意的方式影响我们在智能手机上所做的事情。
什么是飞行时间 (ToF) 传感器？
飞行时间 (ToF) 传感器也称为 ToF 相机，是一种专用传感器，通过发射红外光束并测量其返回时间来测量物体的深度或距离。因此得名“飞行时间”。
这与 iPhone Pro 系列甚至某些智能手机（包括 iPhone）面部检测系统上的 LiDAR 摄像头非常相似，该设备会创建所有者面部的红外图，并将其用作其所看到的人的参考。确定是否解锁设备。也就是说，ToF传感器和激光雷达确实有其区别。
使用反射光（或声音）来测量距离也不是一个新想法。超声波和红外传感器等类似设备已经存在了更长时间，提供了基本相同的功能，尽管细节少得多。ToF 传感器的优点包括测量精确、快速、范围更远以及使用安全。
与其他 3D 深度测量技术相比，ToF 传感器的生产和使用成本相对较低。它们也不需要太多的处理能力，这使得它们非常适合智能手机等用例，在这些用例中，了解特定对象的深度可以帮助实现肖像模式等功能，并且处理能力非常重要。
ToF 传感器由多家制造商生产，其中包括索尼，该公司为 Apple 提供了采用 ToF 技术的 3D 传感器。其他受欢迎的 ToF 传感器制造商包括 TeraRanger One、Lucid、Adafruit 和 ASC TigerCub。
飞行时间 (ToF) 传感器如何工作？
如前所述，ToF 传感器使用红外光来测量物体与传感器的距离。微小的红外激光发射光线，光线从物体上反射回来并返回到传感器。该传感器可以通过测量光线反射并返回相机所需的时间来精确测量物体的距离。
由于我们已经知道光速以及光速恰好是传感器和物体之间距离的两倍这一事实，因此使用基本公式计算距离变得很简单：
（光速 x 飞行时间）/2
一些 ToF 相机还可以使用连续波来检测反射光中的相移，以确定深度和距离。同样，根据您使用的传感器类型，您也许能够提取大量信息。这可用于创建传感器周围环境的 3D 地图。
ToF 传感器用在哪里？
如前所述，ToF 传感器在许多智能手机中用作“深度”摄像头，以帮助设备的主摄像头生成更高质量的人像模式照片。这些照片旨在创建浅景深来复制相机镜头。由于了解此类照片中不同物体的深度对于获得正确的背景模糊度至关重要，因此 ToF 相机和传感器可以发挥很大作用。
此外，ToF摄像头还用于生物识别认证，具有ToF摄像头的设备可以创建面部的3D地图，作为解锁设备的参考。这本质上就是面部解锁技术的工作原理，包括苹果的 Face ID。它也比仅仅比较两个图像来确定匹配更安全，因为与处理 2D 数据的传统计算机视觉算法相比，有更多的数据可供使用。
由于其物体检测功能和高轮询率（某些传感器上的轮询率接近 160Hz），它们通常用于电动汽车和其他导航系统。这使得它们非常适合实时应用，例如对象检测、导航，甚至在 Zoom 通话中模糊背景。
这种区分主体和背景的能力也经常应用于 3D 打印。ToF 相机可以轻松地在所有三个维度上复制现实生活中的物体，从而省去从头开始设计的麻烦，尤其是在结构复杂的情况下。
除了物体扫描、手势导航和室内导航之外，ToF 传感器还有助于 3D 成像和改善 AR 体验。
您可以在 Microsoft 的 Xbox Kinect 和其他手势识别项目、无人机和 AR 耳机上找到 ToF 传感器。总的来说，它们的多功能性意味着它们的用例范围从智能手机摄像头套件到自动驾驶汽车导航系统之间的任何地方。
您的手机需要配备 ToF 摄像头吗？
并不真地。
计算摄影已经取得了长足的进步，大多数现代智能手机都拥有足够好的软件，可以使用软件将拍摄对象与背景完全分离。此外，在智能手机摄影方面，百万像素数和相机传感器尺寸可以产生更大的差异。
虽然曾经有一段时间，ToF 摄像头常见于旗舰智能手机上，但现在它们主要以 LiDAR 传感器的形式出现在中端设备或 iPhone Pro 系列上，这是一种基于飞行时间原理的概念。
然而，手机上配备 ToF 摄像头有时会派上用场，尤其是在生物识别方面。它还可以提供手机内置的距离测量实用程序，并向手机上运行的计算摄影软件提供更多深度数据，从而拍摄出更好的人像模式照片。
了解您的传感器
智能手机配备了越来越多的传感器，让您的体验变得更好。ToF 摄像头只是手机上的另一种传感器，不能直接使用，但可以对其他几个功能产生很大的影响。
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