激光雷達(dá)（Lidar），一種最初由氣象學(xué)家和航空航天工程師使用的科技，後來(lái)被引入自動(dòng)駕駛汽車領(lǐng)域，並在過(guò)去五年中逐漸滲透到消費(fèi)電子市場(chǎng)。如果你擁有一款Pro型號(hào)的iPhone或iPad，很可能它配備了激光雷達(dá)傳感器，你可能已經(jīng)在不知不覺(jué)中使用了這項(xiàng)技術(shù)。

蘋(píng)果公司自2020年起開(kāi)始在其產(chǎn)品中加入激光雷達(dá)（光探測(cè)和測(cè)距）技術(shù)，首先是在11英寸第二代iPad Pro、12.9英寸第四代iPad Pro、iPhone 12 Pro以及iPhone 12 Pro Max上。從那時(shí)起，激光雷達(dá)傳感器便出現(xiàn)在每一款iPad Pro和Pro型號(hào)的iPhone上。如果你的Pro型號(hào)設(shè)備是2020年或之後發(fā)布的，那麼它後置攝像頭系統(tǒng)中已經(jīng)集成了激光雷達(dá)傳感器。

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激光雷達(dá)的工作原理是通過(guò)向物體發(fā)射激光，然後檢測(cè)光線返回接收器所需的時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)的。由於光速極快，即使時(shí)間上的微小差異也能讓設(shè)備軟件構(gòu)建出區(qū)域的三維點(diǎn)雲(yún)地圖。這種三維地圖可以用於測(cè)量物品、創(chuàng)建物理對(duì)象的三維模型，並啟用其他酷炫功能，如將虛擬物體放置在你的房間內(nèi)或在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）中導(dǎo)航。

在AR方面，應(yīng)用程序能夠更好地理解周圍環(huán)境的幾何結(jié)構(gòu)，從而更精確地將數(shù)字對(duì)象放置在真實(shí)世界中，確保它們符合空間的物理屬性。與非Pro型號(hào)的iPhone和iPad相比，配備激光雷達(dá)傳感器的設(shè)備提供了更加逼真的AR體驗(yàn)，因?yàn)樗鼈兡芨鼫?zhǔn)確地映射攝像機(jī)捕捉到的周圍環(huán)境，並提供更好的運(yùn)動(dòng)跟蹤和深度感知能力。

蘋(píng)果公司在iOS和iPadOS 13.4版本的ARKit中首次推出了激光雷達(dá)掃描儀的API，使第三方開(kāi)發(fā)者能夠訪問(wèn)周圍環(huán)境的多邊形模型網(wǎng)格，並使用RealityKit對(duì)其進(jìn)行操作以創(chuàng)建增強(qiáng)體驗(yàn)。從iOS和iPadOS 15.4版本開(kāi)始，蘋(píng)果進(jìn)一步增強(qiáng)了開(kāi)發(fā)者的權(quán)限，新增了AVFoundation中的激光雷達(dá)API，為視頻錄製和拍照提供了高質(zhì)量、高精度的深度信息。

下面，我們將探討iPhone或iPad內(nèi)置的一些激光雷達(dá)用途，以及第三方應(yīng)用如何擴(kuò)展這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用範(fàn)圍。

1. 更快的自動(dòng)對(duì)焦

配備了激光雷達(dá)傳感器的相機(jī)在蘋(píng)果的Camera應(yīng)用中的自動(dòng)對(duì)焦能力比沒(méi)有激光雷達(dá)的設(shè)備更為先進(jìn)。相機(jī)的ISP（圖像信號(hào)處理器）利用激光雷達(dá)來(lái)確定物體和人物的距離，以便更準(zhǔn)確地自動(dòng)聚焦——即使在低光條件下也能做到這一點(diǎn)，同時(shí)減少拍攝時(shí)間。這是因?yàn)榧す饫走_(dá)測(cè)量深度數(shù)據(jù)，而不是處理圖像本身。

這種更快的自動(dòng)對(duì)焦不僅適用於靜態(tài)照片，也適用於視頻拍攝，讓你專注於拍攝瞬間而無(wú)需擔(dān)心相機(jī)的聚焦問(wèn)題。然而需要注意的是，激光雷達(dá)自動(dòng)對(duì)焦對(duì)於窗戶、玻璃、水等透明物體不太友好，因?yàn)樗鼤?huì)將其視為不透明。

激光雷達(dá)自動(dòng)對(duì)焦優(yōu)先級(jí)也被集成到AVFoundation框架中，這是一個(gè)用於訪問(wèn)和捕獲來(lái)自相機(jī)的靜態(tài)圖像和視頻的框架，因此第三方應(yīng)用也可以利用激光雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)。借助此功能，攝影應(yīng)用可以利用更快、更準(zhǔn)確的自動(dòng)對(duì)焦功能。像Focus Puller這樣的應(yīng)用甚至可以讓激光雷達(dá)自動(dòng)對(duì)焦功能應(yīng)用於其他硬件，例如BlackMagic相機(jī)。

2. 更好的人像拍攝

2016年，當(dāng)人像模式首次推出時(shí)，它依靠機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)識(shí)別照片的主題並恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用背景模糊。這種情況在普通的iPhone和iPad型號(hào)上依然如此。但在Pro級(jí)別的設(shè)備上，激光雷達(dá)極大地提升了後置攝像頭拍攝的人像照片質(zhì)量，因?yàn)樗梢詭椭蹲礁鼫?zhǔn)確的深度數(shù)據(jù)。

即使是第三方應(yīng)用也可以拍出更好的人像照，比如ProTake，它利用激光雷達(dá)允許你錄製帶有實(shí)時(shí)虛化背景的人像視頻。還有DSLR Camera，它允許你使用激光雷達(dá)創(chuàng)建AR人像。

3. 夜間模式人像

激光雷達(dá)還使得iPhone 12 Pro及更新的Pro型號(hào)可以實(shí)現(xiàn)夜間模式人像拍攝。因此，在暗光環(huán)境下使用iPhone 12 Pro、13 Pro、14 Pro或15 Pro型號(hào)拍攝人像時(shí)，激光雷達(dá)掃描功能會(huì)更頻繁地工作，以獲得更好的場(chǎng)景深度讀取，使相機(jī)能夠快速適應(yīng)主體深度並更準(zhǔn)確地調(diào)整曝光設(shè)置。這可以在低光照環(huán)境中拍攝出清晰的人像照片。而在沒(méi)有激光雷達(dá)的iPhone型號(hào)上，夜間模式根本不會(huì)啟動(dòng)。

4. 提升的重新對(duì)焦精度

雖然你可以在運(yùn)行iOS或iPadOS 17或更高版本的任何iPhone或iPad上更改捕獲的人像照片的焦點(diǎn)，但Pro型號(hào)設(shè)備上的效果更好，因?yàn)樗鼈兪褂昧思す饫走_(dá)掃描儀捕獲的數(shù)據(jù)。在iPhone 15 Pro型號(hào)上，你甚至可以在啟用照片模式中的“人像”選項(xiàng)後重新對(duì)焦普通照片。

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5. 更容易、更準(zhǔn)確的測(cè)量

蘋(píng)果的Measure應(yīng)用利用AR技術(shù)來(lái)映射你的環(huán)境並在框架內(nèi)測(cè)量物體，基本上將你的iPhone或iPad變成了一個(gè)數(shù)字捲尺。雖然自iOS 12以來(lái)，這款應(yīng)用就可供任何iPhone或iPad用戶使用，但在Pro型號(hào)設(shè)備上配備激光雷達(dá)掃描儀後使用起來(lái)更加容易和精準(zhǔn)，因?yàn)樗芨玫乩斫饽闩c畫(huà)面中物體之間的空間關(guān)係。

與僅依賴相機(jī)數(shù)據(jù)和運(yùn)動(dòng)傳感器處理的設(shè)備相比，激光雷達(dá)使測(cè)量更加精確。激光雷達(dá)還為蘋(píng)果的Measure應(yīng)用提供了垂直和水平邊緣引導(dǎo)。當(dāng)你將圓圈靠近邊緣時(shí)，Measure會(huì)自動(dòng)檢測(cè)邊緣，並沿側(cè)面顯示黃色指導(dǎo)線，這樣你就更容易看到並遵循這些線條。在沒(méi)有激光雷達(dá)的設(shè)備上，標(biāo)記第一個(gè)點(diǎn)後只會(huì)顯示一個(gè)虛線且不粘附的線條。

激光雷達(dá)還為Ruler View提供了更精細(xì)的測(cè)量，讓你能夠以增量方式更精確地測(cè)量物品。只需繪製一條線，然後靠近它以顯示標(biāo)尺。

配備激光雷達(dá)的Pro型號(hào)設(shè)備還可以從Measure應(yīng)用中受益於具有歷史記錄的功能（點(diǎn)擊列表按鈕）。雖然激光雷達(dá)本身並不負(fù)責(zé)這一功能，但它確實(shí)為你提供了額外的測(cè)量細(xì)節(jié)。當(dāng)你測(cè)量某個(gè)物體時(shí)，點(diǎn)擊測(cè)量結(jié)果並展開(kāi)窗口以查看諸如高度、距離、角度等信息。例如，當(dāng)查看面積時(shí)，你會(huì)看到形狀示例和額外的測(cè)量單位。

還有許多第三方測(cè)量應(yīng)用也使用激光雷達(dá)，比如LiDAR Measuring，它可以給你測(cè)量你與任何物體之間的距離。它甚至允許你設(shè)定一個(gè)特定的距離，當(dāng)你接近固定點(diǎn)時(shí)，它會(huì)給出一個(gè)近似的距離提示。 Laser Rangefinder - LiDAR也利用激光雷達(dá)提供“毫秒級(jí)精度”的測(cè)距。

6. 人體測(cè)量

蘋(píng)果Measure應(yīng)用的一個(gè)很酷的功能是可以計(jì)算坐著或站著的人的高度。這個(gè)功能只適用於配備激光雷達(dá)的iPhone和iPad。每當(dāng)Measure應(yīng)用檢測(cè)到畫(huà)面中有坐著或站著的人時(shí)，它會(huì)自動(dòng)在其頭頂、頭髮或帽子處顯示測(cè)量值。按下快門(mén)按鈕拍攝照片即可分享帶有測(cè)量值的照片。

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7. 可訪問(wèn)性

可訪問(wèn)性工具對(duì)蘋(píng)果來(lái)說(shuō)非常重要，其不斷努力的目標(biāo)是讓所有人都能使用技術(shù)，這促成了Magnifier應(yīng)用的推出，該應(yīng)用最早出現(xiàn)在iOS 10中，幫助用戶輕鬆放大和識(shí)別相機(jī)視野內(nèi)的物品。在iOS 16和iPadOS 16中，蘋(píng)果增加了Door Detection功能，專門(mén)針對(duì)Pro型號(hào)設(shè)備，利用激光雷達(dá)來(lái)映射和識(shí)別門(mén)及其距離。

屏幕上會(huì)出現(xiàn)關(guān)於門(mén)的文字描述，例如距離、門(mén)是否打開(kāi)、門(mén)的類型、如何開(kāi)關(guān)、門(mén)上是否有標(biāo)誌等。 VoiceOver也可以為盲人和視力低下用戶提供描述。

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還有其他應(yīng)用可以幫助視力受損的用戶，比如微軟的Seeing AI，它結(jié)合了激光雷達(dá)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，幫助用戶探索周圍環(huán)境，並通過(guò)空間音頻提供對(duì)象的語(yǔ)音描述。在更簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)方式中，有LiDAR Sense。通過(guò)這個(gè)應(yīng)用，你可以將手機(jī)舉在身前，面對(duì)後置攝像頭行走，當(dāng)接近路徑中的物體時(shí)，應(yīng)用會(huì)振動(dòng)得更強(qiáng)烈並發(fā)出

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