激光雷達（LiDAR）到底是個什么東西？今年，它出現在了新的iPad Pro平板電腦上，還有傳言說它將出現在iPhone 12上，而且在過去的幾年里，它的一種形式實際上已經出現在Android手機上。什么是激光雷達（LiDAR），為什么移動設備上會使用到它？在這里，我們將帶你了解這項技術的功能，它的部署方式，以及為什么它可能很快就會像智能手機中的攝像頭一樣普遍。

如果您之前對激光雷達（LiDAR）有所耳聞，可能會知道一些相關概念，比如“光探測和測距”、“激光成像、檢測和測距”，或者只是“光和雷達”，這取決于你接觸的領域。但它最主要的應用是與自動駕駛汽車有關的，這是目前用來幫助車輛識別行駛方向和周圍環境的關鍵技術之一。

事實上，激光雷達的歷史比自動駕駛汽車要久遠得多。這項技術誕生于20世紀60年代，最初的目的是跟蹤衛星和軍事目標，其基本理念與今天的激光雷達技術是相同的：使用光來跟蹤物體的位置。

通過測量光線（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系統的工作原理，蘋果最新的平板電腦也是采用此原理。

20世紀80年代，激光雷達技術有了實質性的改進，紅外激光系統開始被普遍用于航空繪制建筑物和地形地圖。同樣的技術在今天仍在使用，能夠測量從海洋深處到隱藏的瑪雅定居點等的一切東西。

通過記錄激光返回的時間，以及反射的角度，激光雷達數據可以與其他信息相結合，生成非常精確的3D地圖。專業的LIDAR系統通常與GPS設備相結合，這是現在智能手機中常見的另一種技術。

正如我們提到的，激光雷達對自動駕駛汽車非常有幫助（盡管伊隆·馬斯克從不喜歡激光雷達）。部署在車輛頂部的激光雷達掃描儀可以實時“看到”物體，甚至是那些連你自己都看不到的物體，從而創造出所謂的“點云” —— 這就是自動駕駛汽車可以規避的空間點的三維地圖。

某些激光雷達的配置，甚至敏感到可以探測到空氣中的污染物，或者能夠監測機場的交通流量。所有這些應用程序的共同之處在于，它們都依賴于數據收集和數據分析之間的微妙平衡，當涉及到平板電腦和智能手機時，這絕對是一個值得記住的有用框架。

我們再說回到移動設備，回到蘋果公司。蘋果公司是第一個使用激光雷達來描述其最新“深度傳感”傳感器的公司。其實，iphone和ipad已經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，這次LiDAR將其提升到了一個全新的水平。

根據蘋果公司的說法，新iPad Pro內部的LiDAR掃描儀可以在單個光子的水平上工作，距離可達5米（超過16英尺），速度可達納秒級（因此可以在眨眼之間捕捉到場景）。毫無疑問，A12Z仿生芯片組在解釋數據方面也做了很多繁重的工作，也因為如此，在相當長一段時間內，你不太可能會看到LiDAR出現在任何經濟型手機上。

最大的不同將出現在蘋果最喜歡的領域之一，增強現實領域。例如，現在iOS和iPadOS附帶的測量應用程序，一旦涉及到LiDAR，就會更快、更準確、更精細。你可以在iPad Pro上將其用作一個嚴肅的、專業的測量工具，而不僅僅是一個能提供良好長度、深度和高度近似值的新奇產品。

激光雷達的配備，意味著蘋果設備第一次可以繪制出詳細的3D環境，就像多年人們利用飛機航測來繪制海洋和山脈的地圖一樣。我們談論的不僅僅是計算機桌面上的“我的世界”，我們談論的是建立在桌子上、地板上和貓咪周圍的“我的世界”，而且不會出現故障。

當涉及到AR應用程序時，你可以把家具直接放進你的客廳，這些對象將看起來更像現有空間的一部分。或者，以AR游戲為例，它將能夠以一種比以往任何時候都更加真實的方式，讓角色出現在角落后面和柵欄上方。

物體的放置將會更加精確和真實，實時的動作捕捉將會更加全面，你使用的任何AR應用都能更好地處理場景中的物理物體（激光雷達帶來的改進將會自動整合到蘋果的ARKit框架中）。

目前，激光雷達所需的處理能力，和手機內部所需的傳感器將這項技術限制在高端設備上。但與任何移動技術一樣，隨著時間的推移，它應該會變得更便宜、更實用。如果蘋果堅持使用這項技術，預計它的作用范圍和精確度會逐年提高。

這并不是說，未來手機配備激光雷達是不可避免的趨勢，實際上，其他深度感知技術已經出現，人工智能將繼續在使用標準相機傳感器感知深度方面做得更好。激光雷達可以在各種照明條件下工作，非常快，非常準確，這也是蘋果公司看好它的部分原因。

但是，在蘋果最新的iPad中配備的激光雷達的形式，與許多高端Android手機使用的非常不同。許多Android手機使用的深度傳感器被正式稱為“飛行時間傳感器（time-of-flight，ToF sensor）”，在很多方面和用途上，它都是LiDAR。像激光雷達一樣，“飛行時間傳感器”使用反射光來測量距離，以獲得相機效果和AR。但它是一個無掃描的激光雷達系統，依靠單一的光脈沖來繪制整個空間的地圖，而蘋果則使用掃描儀激光雷達，它使用多個光點來更頻繁、更精確地讀取這些數據。

因此，即使智能手機已經失去了讓我們感到驚艷的能力，但從第一代iPhone開始的13年里，它們仍然可以變得更快、更聰明、更有能力，激光雷達就是證明。