你的下一部智能手机可能会配备一个可以看到三个维度的摄像头，从而为从健身到摄影的各种应用开辟新的可能性。
斯坦福大学的研究人员创造了一种新方法，可以让标准图像传感器看到 3D 光。该技术将允许相机测量到物体的距离，并在智能手机中广泛使用 3D 成像。
“现有的 3D 相机需要专门的像素，由于在像素中捕捉 3D 需要复杂的电子设备，这些像素很难以大格式实现，并且填充因子更小，”斯坦福大学电气工程博士生、第一个一篇描述新系统的新论文的作者在接受采访时告诉 Digital Trends。 “我们的方法将标准和高度先进的 2D 传感器转换为 3D 传感器，而不是从头开始构建它们。”
获得不同的观点
目前只有使用专门且昂贵的激光雷达（“光检测和测距”的缩写）系统才能用光测量物体之间的距离。激光雷达使用激光向物体射击并测量反射回来的光。它可以告诉物体有多远，它的移动速度有多快，它是靠近还是远离，以及两个移动物体的路径是否会相交。
斯坦福大学研究人员的新方法可以实现百万像素分辨率的激光雷达——这一水平在今天是不可能的。更高的分辨率将使激光雷达能够识别更大范围内的目标。
将 3D 成像添加到标准传感器的一种方法是添加光源和调制器，该调制器每秒可以打开和关闭数百万次光。通过测量光线的变化，工程师可以计算距离。现有的调制器需要不切实际的大量功率。
斯坦福团队通过使用一种称为声共振的现象解决了调制器问题。研究人员使用涂有两个透明电极的铌酸锂晶片（一种因其电学、听觉和光学特性非常理想的透明晶体）构建了声调制器。
新调制器的设计很简单，并集成到使用现成相机的提议系统中，就像日常手机和数码单反相机中的相机一样。 Atalar 和他的顾问、电气工程副教授、该项目的资深作者Amin Arbabian表示，它可能成为一种新型紧凑、低成本、节能激光雷达的基础，他们称之为“标准 CMOS 激光雷达” ，这可能会进入无人机、地外漫游车和其他应用程序。
“我们的方法也适用于红外区域，”Atalar 说。 “没有红外图像传感器可以检测深度而不需要进行重大修改。”
Apple 在其当前的iPhone 13 Pro 和 iPhone 13 Pro Max机型中包含激光雷达。该公司表示，该系统可提供更好的低光对焦并改善夜间人像模式效果。斯坦福大学的研究人员表示，他们的激光雷达解决方案的实施成本低于苹果公司使用的解决方案，并且可以安装在更广泛的手机上。
3D 摄影公司 Brand 3D 的首席执行官Hans Hansen告诉 Digital Trends，激光雷达扫描设备用于确定照片的深度。通过围绕对象移动相机，可以使用多个角度的距离来创建完整的3D 模型。还有立体摄影，其中多个摄像头分开放置（例如 Apple iPhone Pro 手机上的三摄像头镜头模块），然后使用这些信息创建场景或物体的空间图像。
“我们已经看到了测量家中墙壁距离和其他空间测量的用例，”Uplift Labs 的首席执行官Sukemasa Kabayama对 Digital Trends 表示，该公司使用 3D 分析来分析使用智能手机的人类表现。 “虽然这些不是专门的 3D 相机，但这些智能手机相机能够捕捉有价值的数据并使用视频和其他应用程序生成 3D 可视化。”
最近，麻省理工学院的研究人员开发了超低功率雷达，该雷达使用常规雷达技术来检测到移动物体的距离。这项技术最终可能适用于制造一种对光线问题不敏感的新型相机，例如在扫描透明物体时。
3D革命
专家说，广泛使用 3D 技术可能会极大地改变摄影。
“使用 3D 摄像头，您将能够捕捉人们远程体验的场景和物体，就好像他们在房间里一样，”汉森说。 “这对于远程工作、学习和大流行期间的安全距离，以及医疗保健、技术和制造部门的诊断、治疗和修复功能来说，都是开创性的。”
Kabayama 表示，智能手机收集的 3D 图像可以为各个行业提供详细的分析和增强功能。 3D 技术可能产生影响的一个领域是运动、健身和健康。
“无论您是 CrossFit 迷、周末高尔夫球手还是狂热的 Peloton 爱好者，都存在身体受伤的风险，对许多人来说，这是一场持续不断的战斗，”Kabayama 补充道。 “专业运动员可以使用 3D 技术，以最大限度地减少与表现相关的伤害，但我们大多数日常运动员都没有。”
Kabayama 预测，通过智能手机访问 3D 摄像头和分析，所有技能组合的运动员都可以跟踪和分析他们的运动，以获得详细的生物力学分析。
他补充说：“由于过度劳累、姿势不当或其他不良的身体力学导致大多数伤害，3D 成像可以使精确的改进领域——无论是形式还是要加强的身体部位——成为一项无缝的任务。”
在您的移动设备上安装 3D 摄像头也可以使其更加安全。毕竟，手机上基于面部的安全性仅与背后的摄像头一样好，制造面部识别技术的讯连科技高级副总裁兼总经理Richard Carriere在接受采访时表示。
例如，许多人用来访问敏感账户（如移动银行账户、工作电子邮件和通过智能手机支付）的 Face ID 运行在 Apple 的 TrueDepth 摄像头系统上。 Carriere 说，上市的更先进的 3D 相机能够捕捉更详细的深度读数。
“提高的准确性不仅减少了技术无法正确扫描您的面部的次数，可能是因为您处于一个不寻常的角度，而且它还可以防止欺骗尝试，”Carriere 补充道。