激光雷達(dá)通常被用于軍事、工業(yè)領(lǐng)域，在民用消費(fèi)領(lǐng)域上非常少見。但蘋果iPhone12已經(jīng)配備了激光雷達(dá)（LiDAR）硬件，其主要作用是精準(zhǔn)測(cè)算物體距離并且完成建模數(shù)據(jù)，更有消息稱，LiDAR激光雷達(dá)掃描儀，或在iPhone13系列上全系標(biāo)配。

激光雷達(dá)到底是個(gè)什么東西？為什么移動(dòng)設(shè)備上會(huì)使用到它？本文將簡單普及這項(xiàng)技術(shù)的功能、部署方式，以及為什么它可能很快就會(huì)像智能手機(jī)中的攝像頭一樣普遍？

相信大家都對(duì)激光雷達(dá)有所耳聞，知道一些相關(guān)概念，比如“光探測(cè)和測(cè)距”、“激光成像、檢測(cè)和測(cè)距”。沒錯(cuò)，它目前最火最主要的應(yīng)用應(yīng)該是與自動(dòng)駕駛汽車有關(guān)的——這是目前用來幫助車輛識(shí)別行駛方向和周圍環(huán)境的關(guān)鍵技術(shù)之一。

事實(shí)上，激光雷達(dá)的歷史比自動(dòng)駕駛汽車要久遠(yuǎn)得多。這項(xiàng)技術(shù)誕生于20世紀(jì)60年代，最初的目的是跟蹤衛(wèi)星和軍事目標(biāo)，其基本理念與今天的激光雷達(dá)技術(shù)是相同的：使用光來跟蹤物體的位置。

通過測(cè)量光線（特別是激光）擊中某物并再次返回所需的速度，可以確定該物體的位置。這就是第一批LiDAR系統(tǒng)的工作原理，iPhone平板電腦配備的激光雷達(dá)也是采用此原理。

20世紀(jì)80年代，激光雷達(dá)技術(shù)有了實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，紅外激光系統(tǒng)開始被普遍用于航空繪制建筑物和地形地圖。同樣的技術(shù)在今天仍在使用，且在測(cè)繪領(lǐng)域的自動(dòng)駕駛、文物保護(hù)、地災(zāi)監(jiān)測(cè)、林地監(jiān)管等場景中廣泛應(yīng)用。

通過記錄激光返回的時(shí)間，以及反射的角度，激光雷達(dá)數(shù)據(jù)可以與其他信息相結(jié)合，生成非常精確的3D地圖。專業(yè)的LIDAR系統(tǒng)通常與GPS設(shè)備相結(jié)合，這是現(xiàn)在智能手機(jī)中常見的另一種技術(shù)。

正如我們提到的，激光雷達(dá)對(duì)自動(dòng)駕駛汽車非常有幫助。部署在車輛頂部的激光雷達(dá)掃描儀可以實(shí)時(shí)“看到”物體，甚至是那些連你自己都看不到的物體，從而創(chuàng)造出所謂的“點(diǎn)云” ——這就是自動(dòng)駕駛汽車可以規(guī)避的空間點(diǎn)的三維地圖。

某些激光雷達(dá)的配置，甚至敏感到可以探測(cè)到空氣中的污染物，或者能夠監(jiān)測(cè)機(jī)場的交通流量。所有這些應(yīng)用程序的共同之處在于，它們都依賴于數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分析之間的微妙平衡，當(dāng)涉及到平板電腦和智能手機(jī)時(shí)，這絕對(duì)是一個(gè)值得記住的有用框架。

說回移動(dòng)設(shè)備，回到蘋果公司。蘋果公司是第一個(gè)使用激光雷達(dá)來描述其最新“深度傳感”傳感器的公司。其實(shí)，iphone和ipad已經(jīng)有深度傳感器很多年了（這就是為什么它們可以用肖像模式來模糊背景的方法），但是，激光雷達(dá)將其提升到了一個(gè)全新的水平。

據(jù)了解，蘋果手機(jī)的激光雷達(dá)作用主要有如下三點(diǎn)：

1、激光雷達(dá)LiDAR（Light Detection and Ranging，激光探測(cè)和測(cè)距），又稱光學(xué)雷達(dá)掃描儀。它的工作原理是通過向外發(fā)射紅外光束，通過接收投射物反射回來的光線探測(cè)物體。

2、蘋果iPhone12手機(jī)用上了LiDAR激光雷達(dá)后，可以實(shí)現(xiàn)更快的對(duì)焦速度和更加精準(zhǔn)的3D建模，但是這顆雷達(dá)的探測(cè)距離僅為5米，所以和工業(yè)用途的激光雷達(dá)存在很大的性能差距。

3、具體來說，蘋果iPhone12的激光雷達(dá)主要是對(duì)拍攝中對(duì)焦的部分進(jìn)行優(yōu)化，為對(duì)焦提供更高的精度，甚至在完全黑暗的環(huán)境下也可完成對(duì)焦。另外，激光雷達(dá)可帶來的更高精度的3D建模能力，對(duì)于強(qiáng)化AR應(yīng)用起到了關(guān)鍵性的提升。

根據(jù)蘋果公司的說法，iPad Pro內(nèi)部的LiDAR掃描儀可以在單個(gè)光子的水平上工作，距離可達(dá)5米（超過16英尺），速度可達(dá)納秒級(jí)（因此可以在眨眼之間捕捉到場景）。

最大的不同將出現(xiàn)在蘋果最喜歡的領(lǐng)域之一，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域。例如，現(xiàn)在iOS和iPadOS附帶的測(cè)量應(yīng)用程序，一旦涉及到LiDAR，就會(huì)更快、更準(zhǔn)確、更精細(xì)，在iPad Pro上可以將其用作一個(gè)嚴(yán)肅的、專業(yè)的測(cè)量工具，而不僅僅是一個(gè)能提供良好長度、深度和高度近似值的新奇產(chǎn)品。

激光雷達(dá)的配備，意味著蘋果設(shè)備可以繪制出詳細(xì)的3D環(huán)境，就像多年前人們利用飛機(jī)航測(cè)來繪制海洋和山脈的地圖一樣。我們談?wù)摰牟粌H僅是計(jì)算機(jī)桌面上的“我的世界”，我們談?wù)摰氖墙⒃谧雷由稀⒌匕迳虾拓堖渲車摹拔业氖澜纭?，而且不?huì)出現(xiàn)故障。

當(dāng)涉及到AR應(yīng)用程序時(shí)，你可以把家具直接放進(jìn)你的客廳，這些對(duì)象將看起來更像現(xiàn)有空間的一部分?；蛘?，以AR游戲?yàn)槔鼘⒛軌蛞砸环N比以往任何時(shí)候都更加真實(shí)的方式，讓角色出現(xiàn)在角落后面和柵欄上方。

物體的放置將會(huì)更加精確和真實(shí)，實(shí)時(shí)的動(dòng)作捕捉將會(huì)更加全面，你使用的任何AR應(yīng)用都能更好地處理場景中的物理物體。

目前，激光雷達(dá)所需的處理能力，和手機(jī)內(nèi)部所需的傳感器將這項(xiàng)技術(shù)限制在高端設(shè)備上。但與任何移動(dòng)技術(shù)一樣，隨著時(shí)間的推移，它應(yīng)該會(huì)變得更便宜、更實(shí)用。如果蘋果堅(jiān)持使用這項(xiàng)技術(shù)，預(yù)計(jì)它的作用范圍和精確度會(huì)逐年提高。