近些年,增强现实技术(AR)在大型娱乐游戏方面的应用逐渐增加,但是在手机终端领域,目前AR手游正处于发展阶段,游戏应用较为贫乏,但随着5G的普及以及疫情的影响,可预见,在不久的将来其对于丰富我们业余生活方面具有很大前景。

科技巨头入局,加快AR技术普及

随着手机在软件和硬件方面的技术不断突破,已经有部分高端机型中增加了AR功能,这让很多玩家意识到,其实AR离我们并不远。并且在众多的科技巨头加入研发的情景下,AR功能将会尽快向中、低端机型普及。

日前,高性能传感器解决方案供应商艾迈斯半导体和计算机视觉成像软件的领导厂商ArcSoft合作发布了业内首个应用于安卓系统中的3D dToF解决方案,该方案集成了艾迈斯半导体的3D光学传感解决方案和ArcSoft的先进中间件与软件,能够实现即时定位与地图构建(SLAM)和3D图像处理。这让制造商能够并且快速且更简单地在移动设备中实现增强现实(AR)功能,为终端用户带来良好的体验。

艾迈斯半导体后置3D dToF解决方案发布,为安卓手机提供更多可能-Gamewower

dToF:AR 3D深度摄像头的理想选择

ToF(Time of Flight/飞行时间)是一种利用时间差来计算距离的技术,其是实现手机、AR设备等领域3D视觉应用的关键所在,按照是否直接依靠时间计算距离,ToF可以分为iToF间接飞行和dToF直接飞行两种方法。据ams介绍,在AR 3D深度摄像头中,dToF技术能够更好地满足AR 3D深度摄像头的应用。这是因为在影像增强、对象扫描、增强现实、自动对焦辅助等后置3D用例中,AR对高分辨率的需求并不突出,而对低功耗、长距离的需求更为强烈。

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根据ams分享的视频,我们可以清晰地看到,在3D的渲染过程中,相比于iToF,dToF的渲染速度更快且覆盖范围更广,这在三维重建过程中对于整个系统运行的时间和算法运行的时间有明显的优势。并且dToF传感器在3D渲染过程中可提供更高质量的深度图,从而达到更精细的3D网格细节。

一种方案,应对多种挑战!

dToF在分辨率、功耗、多路径干扰和标定上都具有明显优势,但其在技术应用方面还面临着一系列的挑战。它需要在芯片设计、系统设计、制造工艺等方面全面突破,才能真正意义上实现技术应用,并在消费场景推行普及。

ams的3D dToF解决方案在设计上,高功率红外垂直腔面发射激光器(VCSEL)阵列、点阵光学系统和高灵敏度单光子雪崩光电二极管(SPAD)传感器,并借助ArcSoft中间件对艾迈斯半导体光学传感器系统的特点进行了优化,结合RGB摄像头的输出,将深度图转换为精确的场景重建。ArcSoft软件还将3D图像输出与移动设备的显示屏相结合,提供更身临其境的增强现实体验。
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在性能上,3D dToF解决方案能够提供1200个深度点的稀疏式QVGA分辨率;Z轴误差小于8mm;帧率最高可达100fps;在30fps的帧率下,该解决方案总功耗小于300mW;在照明度为50kLux时测量距离大于5米,室内光下测量距离大于10米。

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艾迈斯半导体传感、模块和解决方案业务线高级副总裁Lukas Steinmann表示:“我们预见,从2022年开始,高端Android移动设备将会更大范围地采用3D dToF技术来改善后置AR用例和图像增强功能。ams很荣幸能与ArcSoft合作,在这个市场上占据领导地位。通过结合两个互补的一流技术,我们将共同为高端移动平台用户提供更优化的AR用户体验。”

艾迈斯半导体预计该系统将在2021年底之前开始投产,提供比现有方案更优化的全集成3D dToF传感解决方案。