iPhone 12 Pro 和 iPad Pro 2020 上新搭载的那颗激光雷达扫描仪（LiDAR）究竟能做什么？本文将从一个实验讲起 ， 向你展示其在 3D 扫描、AR 增强现实、 Unity 游戏、3D 打印领域的联动 。
文章插图
为了探究这个问题 ， 我向附近的小商店 Quick and Convience 寻求帮助 。 在店主 Andy 的允许下 ， 我使用激光雷达扫描了他的商店 。 我将通过这次实践 ， 向你反馈雷达传感器的真实使用体验 。
文章插图
激光雷达扫描仪根据 Apple 官方介绍 ， 激光雷达扫描仪具备纳秒级速度 。 它可测量激光触及物体后反射回来所用的时间 ， 这样就能绘制出你所处空间的深度图 。 简单来说 ， 这是一颗深度测量镜头 ， 可以完成瞬间测距工作 。
文章插图
测距结果不但可以被用于AR 场景的迅速定位、夜间成像的对焦、相片合成时的背景虚化 ， 也可以提取其原始数据分析周围场景 。
AR 的使用情况我在另一篇文章详细讲过 ， 若你感兴趣可以去阅读「AR：未来 ， 即将到来」 。 本文进行的这项实验 ， 考验的就是其最原始的本领 ， 周边场景的完整测绘能力 。
扫描到的信息从货柜开始 ， 打开雷达传感器进行扫描 ， 看到的是如下的场景 。 从图中你会发现 ， 雷达传感器与肉眼不同 ， 它看到的只有远近关系而没有材质 。
文章插图
无人汽车上使用的雷达往往能识别一百米左右的距离 。 但受限于机身尺寸和需求差异 ， iPhone Pro 和 iPad Pro 上的雷达传感器只能识别几米的距离 。 上图中 ， 你可以看到深度信息只包含镜头周边的场景 ， 过远的地方则无法识别 。
那我们怎么才能扫描整个场景呢？答案是陀螺仪和网格系统 ， iPhone 会通过陀螺仪来对设备姿态进行记录 。 当扫描开始后 ， 它会通过一套网格系统来记录被拍摄物品所处的位置 。 如下图所示 ， 便是拍摄过程中的网格视图 。
文章插图
【iPhone 12 Pro 的激光雷达有这些妙用】扫描到的信息是无数的位置关系 。 为将这些信息变成可用的模型 ， 我们可以使用多边形网面图 ， 它也被称作 Mesh 。 如下图所示 ， 货柜被进一步处理成一个个三角形组成的一张网 。 这个网所具备的凹凸代表的便是真实世界中物品所具备的形状和深度关系 。
文章插图
除了深度信息外 ， 最后一步需要获取的便是从摄像头拍照 。 这一步与雷达传感器无关 ， 使用的是设备上的普通摄像头 ， 用于记录场景的材质 Texture 。
文章插图
信息组合之后上一小节所探讨的是雷达传感器创建周边场景所需要技术元素 。 用网格图综合这些信息后 ， 你便可以得到整个商店的完整深度信息图 。
文章插图
将这些深度信息组合所得的网面图所得三角填充基础色 ， 得到结果如下图所示 。
文章插图
最后将拍到的图片根据位置一一还原到扫描到的场景中 ， 会得到完整的 ， 带有纹理的图片 。
文章插图
最终结果稍微对上图所得的 3D 模型进行边角处理 ， 得到的完整模型如下 。 这便是 iPad Pro 或者 iPhone 12 激光雷达扫描仪配合普通摄像头所看到的世界 。 下图由 928 张图片合成所得 ， 灰色区域并非合成失败 ， 而是我自己没记住那些地方扫了那些没扫 ， 最终被不小心遗漏 。
文章插图
若你想下载这份扫描结果 ， 可以访问我的网站 - AR 分页 。 分享的文件为 usdz ， 下载大小为 25MB 。 当你在 iPhone 或 iPad 上下载该文件时 ， 设备会自动使用 AR 模式将其打开 。 本文所使用的扫描软件为「3D Scanner App」 ， 仅支持配有 LiDAR 的设备使用 。
激光雷达与 AR 相结合得到成品图之后 ， 我和老板进行了简单探讨 。 我们认为成品模型所具备的效果很像早些年网游里的材质贴图 ， 当然雷达扫描仪不负责纹理这块 ， 而且现阶段软件对图片合成的效果还有很大提升空间 。

稿源：(未知)

【傻大方】网址：http://www.shadafang.com/c/111T31VR020.html

标题：iPhone 12 Pro 的激光雷达有这些妙用