随着2020年的过半,还有一个季度,科技界每个人翘首以盼的“科技界春晚”—— iPhone 发布会离我们越来越近了,每年9、10月份的 iPhone 新品发布会,都会在第一时间就赚足社交网络的关注度,说苹果是“自带热搜体质”一点也不过分。
伴随着每年对新 iPhone 发布等待的,是网上漫天飞舞的各种爆料,其中的很多爆料都是来自苹果上游的近百家供应链企业,因此相对都比较可靠,所以在每年 iPhone 正式发布前,各路来自供应链的爆料和分析师的预测都已经将新 iPhone 在各个角度都进行了还原,正式发布后的产品也基本都验证了这些爆料的准确性。
根据天风国际分析师郭明麒的预测,苹果今年的新款 iPhone 12 系列手机预计将包括 iPhone 12 /12 Max、 iPhone 12 Pro/12 Pro Max四款机型,将搭载5纳米制程的A14处理器,支持5G网络。此外,本次硬件上的一个重大改进是在Pro机型上新增的一块LiDAR激光传感器。熟悉苹果的朋友们对这块传感器不会陌生,在2020年上半年苹果新发布的 iPad Pro 2020 款上,就第一次搭配了这块传感器,用来帮助开发者进行更多更深度的AR应用开发。
苹果在 iPad Pro 上搭载这块传感器的意图是很明显的。2017年,苹果开始在旗下设备的开发套件中加入“AR Kit”模块,意图让开发者通过这个开发模块能够快速调用 iPhone 和iPad上的软硬件来进行AR应用的快速开发,也是从那时起,苹果要开发一款AR眼镜的传言开始甚嚣尘上。
苹果的AR眼镜专利
经历了两年的时间,AR Kit逐渐成熟,却也让苹果在硬件上的短板开始暴露出来。因为在2020款的 iPad Pro 上市前,苹果所有支持AR应用的设备都只能调用普通的摄像头,并不像安卓阵营的一些厂商一样开始在手机上使用 ToF 摄像头。和能够发出人眼不可见的红外光来测量摄像头到物体的实际距离的 ToF 摄像头不同,传统的手机摄像头本身并不具备这样的硬件属性,因此在 iPhone 内置的“测距仪”应用中,其测量精度并不高。同样的,第三方在目前的硬件平台上基于 AR Kit 所开发的AR应用也多是甜点级别的,比如大火的游戏“Pokemon Go”,而这些应用本身并不具备在实际生产环境中的使用价值。
因此,现阶段苹果在AR上的发展野心很大程度上被硬件所制约了,由于众所周知的苹果在AR上的发展野心和现有设备孱弱的硬件性能,“新iPhone即将搭载ToF传感器”的传闻在最近两年特别流行,然而每年的 iPhone 实机却都让这些预言所踩空。今年随着AR Kit进入了第四个年头,苹果在新款的 iPad Pro 上增加了 LiDAR 传感器,终于补全了当前苹果AR开发体系里的硬件短板,同时,让开发者先在 iPad 上利用 LiDAR 开发一些精度更高的重量级应用,也符合苹果对 iPad Pro “生产力工具”的产品定位。
苹果官方对这块传感器的介绍
所以 iPad Pro 上这个 LiDAR 的工作过程,大致就是激光雷达的发射器通过Flash形式,脉冲出一大片光线投放到目标探测的环境,这些光线经过反射后回到接收器,然后利用 dToF 技术计算不同物体、不同部位的距离数据,再最终经过处理成一幅3D的深度信息地图。
由此也可以看出,LiDAR 在 iPad Pro 的整套硬件中只是个传感器部件,而实际使用时,它还需要与 iPad Pro 上其它硬件和软件结合,比如新的后置双摄相机、以及运动传感器,并利用到 A12 Z Bionic的图像视觉运算能力,才能发挥最大的作用。
iPad Pro 之所以要配备 LiDAR,最主要的目的是为AR服务,因为AR需要结合周边的现实世界,在屏幕上来呈现一些虚拟的内容,所以便要求设备对物体远近的环境位置有感知能力,而能让硬件读懂这些3D空间的情况,靠的就是深度信息,也就是 LiDAR 所收集到数据。
为此苹果早在2017年的AR kit开发套件中就开始让开发者们利用设备后置摄像头来做AR应用,现在 LiDAR 的加入,可以让这些AR应用更加精准和生动,比如iOS系统里面自带的测量仪app,现在可以算出具体的数值,算出人的身高,还有宜家的app,有了更详细的室内环境空间数据,更好模拟出摆放了新家具后的情况,再就是游戏里面,角色也能看起来更融入到真实世界。
Pokemon Go的开发商Niatic已经表示,在新款配备了 LiDAR 传感器的 iPhone 上市后,将对游戏进行一次大型更新,这次更新后,借助新的传感器和开发套件,宝可梦们将可以完美地躲在树木或者草丛之后了。这对于游戏的沉浸感,将会是一次更为巨大的提升。
这样经过半年的适应和开发后,等到新款的 iPhone 12 正式上市后,开发者对于这颗搭载在 iPhone 上的 LiDAR 传感器将足够熟悉,经过半年的时间,App Store中也将拥有足够的应用程序来利用这颗传感器,保证新 iPhone 上的这个新硬件可以避免上市后长时间的闲置。
LiDAR 传感器的概念自1960年代就出现了。简而言之,该技术通过发射激光束,定时确定其返回速度,从而计算距离扫描并绘制环境图。类似于蝙蝠通过声波来感知物体距离的原理。像大多数前沿技术一样,LiDAR 最初是在航空航天领域首先开始应用的,其中最为人熟知的任务就是阿波罗15号绘制月球表面的工作。
最近几年,随着自动驾驶领域的技术探索,一些企业也开始将 LiDAR 技术应用在自动驾驶汽车上。这些传感器通常被安装在汽车四周来帮助检测行人、障碍物和其他机动车。同样,家用的扫地机器人中也开始大范围应用这项技术,来辅助进行机器人的空间定位和移动。
激光雷达在自动驾驶中的应用
在过去的几年中,随着 LiDAR 传感器的体积变得越来越小更小,价格越来越便宜,扫描精度越来越精确,也随着XR的技术浪潮开始更多的走入人们视野,它开始被更多的讨论能否应用在更便携的移动设备上,来辅助作为VR或者AR的硬件设备。
尽管安卓阵营已经早早将 ToF 开始应用到手机中,然而目前也只是大部分应用在拍照中,利用 ToF 采集环境的深感信息来仿照单反相机的景深效果,除了三星note系列中一些内置的AR应用来进行物体的3D模型扫描之外,在XR领域几乎没有其他应用。谷歌在安卓系统中推出的AR开发套件AR Core目前也只是基于算法利用普通摄像头进行环境定位和测距。所以可以说,苹果在 iPad 和 iPhone 中加入 LiDAR 第一次让普通消费者手中的移动设备上拥有了一个专门用于XR应用的硬件。
考虑到 iPhone 每年的出货量都是千万级别的,而且这是苹果的第一台5G手机, iPhone 12 在市场上的影响力将是最近三年内最高的。供应链透露,台积电今年可以为苹果至少出货8000万颗A14处理器,其将用于 iPhone 12 系列,其中新机的一些型号,在发售上时间安排上,苹果基本跟去年没有什么不同。除了A14处理器外,上游面板供应商透露的消息也显示,苹果今年备货 iPhone 12 至少是8000万台,实际可能要比这更多,其中中国市场是他们最看重的,预期今年出货量会在总量的1/3左右。
苹果将在iPhone12上采用的新一代A14处理器,由台积电代工
对于XR市场,尤其是AR市场来说,以往的XR设备,功能往往比较垂直,用户是单纯为了XR的功能付费。而这一次的 iPhone 12,配备了一颗专门用于AR应用的传感器,但它的主业仍然是一部手机。这意味着,全球的AR市场将在 iPhone 12 上市之后一下子拥有上千万台的AR终端,这对于AR开发者来说,将是一个前所未有的巨大市场。
而且相较于安卓阵营里谷歌和众多手机厂商较为分散的硬件形态和对于开发者的号召力,苹果封闭的生态和完善的开发套件对于开发者一直保持着强大的号召力和吸引力。新设备的大范围铺货,以及苹果在未来对AR行业十分清晰的野心,将很有可能在 iPhone 12 上市之后,彻底引发一大波对于AR应用的开发热潮,毫无疑问,在两年后苹果的AR眼镜正式上市后,面临的将是一个十分成熟的AR应用市场。这次的开创意义,也许将并不亚于苹果第一次开放iOS和App Store。
根据IDC的报告预测,2020年,AR/VR出货量将会达到710万台,而这还是AR和VR两者共同持有的份额,单独到AR设备中,出货量将会更少。毫无疑问,对于开发者来说,如果一年只有百万级别的设备增量,且分散在几十上百个设备厂商中,针对这些设备进行开发将是一件投入产出比奇低的事情。更遑论这些硬件厂商是否有足够完善的软件生态和开发工具,能为开发者提供足够的盈利支持。
当然,这些疑问在苹果的生态中基本都是不存在的。不管是iOS还是macOS中,都存在众多小而美的应用开发商,依靠苹果完善的软件生态获得了稳定的收入,甚至是非常可观的利润。对于一个新的硬件平台来说,庞大的硬件基数和完善的软件生态都是将其做大做强所必不可少的。很遗憾,目前在所有对于AR存在野心的厂商来说,只有苹果表现出了真正能够成功的潜力,也让人第一次对于XR的未来,至少是AR的未来拥有了坚实的信心。
那么回到标题上的疑问, iPhone 12 会成为XR行业的强心针吗?会的。不过这剂强心针更多的是打给了想要在AR上有所建树的软件开发者,但对于其他专注AR设备开发的硬件厂商来说,这可能是个未来市场被进一步压缩和吞噬的坏消息。
(作者:XRcome )
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