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牛逼!小米8将是首款搭载这项最新技术的安卓手机

精华 发表在 讨论求助 05-17 22:05:59  来自PC 复制链接 手机看帖扫一扫!手机看帖更爽 871 50071

网络铺天盖地的爆料,小米8的前置人脸识别——结构光成像技术基本是尘埃落定了。苹果号称这是一项领先“友商”1-2年的先进“黑科技”。喜欢向苹果致敬的华为、OPPO在推出刘海屏手机时,并没有使用类似苹果的人脸识别结构光成像技术,可见“结构光”可谓是黑科技中的黑科技了!所以今天我们就请雷大大,为我们这些小白普及“结构光”知识。

—— 什么是结构光 ——

结构光真心是黑科技中的黑科技,我日搜夜搜都没找到实质性的内容。根据国外某基百科记录,结构光技术的第一次公开展示是在2014年波士顿的Machine Vision Show上,结构光起初的设计就是为了物体表面的精准识别,进行三维建模成像,现在逐渐延伸至人脸三维建模、手机人脸识别领域。

结构光是一种新型高科技成像技术,用于辅助拍照拍视频的(或人脸识别等)。它和传统技术最大区别是:

1.传统“拍脸”:拍出来的是一张平面2D图片,一张薄薄的大头贴而已;

2.结构光“拍脸”:把你的脸从背景中“抠图”挖出来,进行立体3D建模,就像3D游戏一样,可以360度旋转看你的头每一部分。

雷大大总结:说的再直白点:传统拍照,拍出来的是一副画;结构光辅助拍照,拍出来的是一个模型。这就是为什么你可以用一张照片轻松骗过OPPO的人脸识别,但要费力造一个1:1人头模型才有可能骗过小米8和苹果X的人脸识别!

 

—— 结构光的用途 ——

我们知道结构光技术是源于苹果x的人脸解锁,事实上结构光的用途非常广泛,并有着无限的扩展性。

说的早一点儿,结构光技术可以迅速将人、物体以三维立体成像的方式“输入”到电脑里做模型,可用于游戏、电影。

说的近一点儿,苹果X的人脸识别解锁手机;

说的远一点儿,可以像科幻片里面的立体成像视频通话。

 

—— 结构光与手机 ——

“钱途无量”的结构光技术和手机结合,能擦出怎样的火花呢?

1.人脸识别:成熟的结构光技术,可以使人脸识别速度、效率、安全远超指纹识别;

2.单摄自拍背景虚化:自拍背景虚化可以做到与双摄并驾齐驱,甚至媲美单反,人像边缘清晰抠图,不会被误虚化;

3.拍照更清晰:自拍脸部的对比度、轮廓、层次感、清晰度都会更强;

4.游戏、娱乐:可以把你脸1:1“移植”到游戏角色的脸上,把你变成游戏主角,或者做一个3D人偶放在桌面上任你把玩。

这和现在某些app把人物照片3D化原理完全不同,结构光“做出”的人物立体模型和真人五官比例位置都是1:1的。(鼻梁的高度,眉间的距离等等)

5.购物&化妆:主要是女性的化妆品,借助结构光技术,你可以在你的虚拟立体人物的脸上做各种化妆试验,直至找到合适的妆容

除此以外,还有很多很多的延伸,结构光必将成为日后手机科技发展的一个主要配件。

 

—— 结构光的原理 ——

这是一个极其复杂但又非常简单的技术,实现结构光技术有很多种方法,目前我们暂时不知道小米8使用的哪一项技术。为了帮助大家理解,我这边以苹果为例,介绍下结构光技术的基本成像过程:

1.手机前置激光头:我射,我射,我射射射!

就像以前读书时老师手上的激光笔,手机前置摄像头附近也有个激光头,不过高级许多,它能射出许许多多的光线,请注意,是光线哦,两点一线的光线。


2.人脸轮廓抠图:

光线是无限延伸的,如果你的脸放在激光头的面前,那么光线的前进延伸就会被你的脸所阻挡,你的脸上就会显示一个光线的点,这些点的位置就会被手机捕捉到记录下来,通过特殊的软件计算把这些点连接起来,你脸的轮廓,眼睛、嘴唇大小形状位置是不是都有了?

而那些延伸到你背后几百米远墙上的点由于射的太远了,形成的点太大,手机无法捕捉到,

雷大大总结:如果不懂的话,可参考手电筒光线,手电筒对着近距离人照射,会射出一个光圈(点)在人身上,手电筒照射远处的树。。。太远了,光圈太大了,你肉眼就看不到了。

 

3.让你的脸凹凸有致,上演致命诱惑

人脸的轮廓、五官大致的形状、大小、位置虽然已经绘制,但美中不足的是,人脸是立体的、凹凸有致的,并不是一张平平的照片。那么结构光技术是如何把你的“平面脸”整容成“性感脸”的呢?

上文提到,光线也是线。线——两个点连接为线。

激光头能射出无数条光线,每条光线都有两个点,一个在激光头(起点),另外一个在你的脸上(终点&投射点),那么这两点之间的距离是不是就有了?

手机除了记录投射到脸上点的位置以外,还会记录投射光线长度。你“鼻尖到手机的距离”和“鼻梁到手机的距离”是不是不一样的?那么如果把鼻尖投射点和鼻梁投射点相连,从侧面看脸,鼻子的形状是不是出来了。

 

4.激光头:射的越多,人脸模型就越真越美

说到这,我想大家应该能初步明白结构光是如何把人物从背景里抠出来,如何给人物进行立体模型建立的了,接下来要说的是激光能射出光线数量和人物模型建立精细程度的关系。

首先我们回顾下初中数学和美术基础知识,三个点连接可以手绘一个圆,但是因为只有3个点,所以你这个圆肯定不太圆,还歪七扭八的。

但是如果我给你1000个点,让你去连接手绘一个圆,是不是就比3个点画的更圆了?所以一个道理,激光头射出的光线越多,在人脸上被射到的点也越多,点越多,链接做出来的立体人脸模型就更加真实和“圆润”。

 

—— 结构光的分类 ——

 

上面所说的其实只是一种结构光成像的技术,叫做点阵结构光,射到脸上的那些点,组合在一起形成一种阵列,阵列连接形成你的人脸3D模型,也是类似于iphonex的识别原理。

除此以外还有另外两种方式,基本原理相同,只是激光头射到人脸上就不是一个点了!:(小米8有可能采取和苹果同样点结构光,也有可能使用以下两种技术之一)。


第一种:线阵结构光

激光头射出来的都是均匀条纹状光,举个例子,我们不射脸,我们射在纸上,因为纸是一个2D的平面,那么如果是点阵结构光,那么射上去的就是一个个点,如果线阵结构光,那么射上去的就是长度、间隔相等的条纹状光线,那么如果如果不是射在纸平面上上,射在脸上,由于脸是凹凸不平的的,所以条纹状光线就会变形,这些变形的节点以及线变曲的角度,就可以通过特殊算法”绘制”出你的立体脸型。

 

第二种:图案结构光

如果你理解点、线结构光,那么图案结构光也不难理解,它就是射特定的规则的规律的图案到脸上,通过畸变图形点进行计算绘图。

 

—— 结构光的优缺点 ——

优点:更安全高效指纹解锁,单摄背景虚化、妆容美颜等等各种黑科技。

缺点:结构光不适合后置双摄,不适合拍全身照,目前仅仅适用于自拍,近距离人脸解锁。这是由于激光灯发出的众多光线有效距离并不长,如果人脸距离激光点太远,会使手机分不清你是背景还是人脸,投射点反馈也会比较模糊。


—— 结构光成像误解 ——

有网友曾经质疑过IphoneX的人脸识别精准度,质疑的理由也相当专业,由于苹果所使用的激光提发射器是红外的(红色),所以当在室外时,强烈的紫外线光中的红色会不会把红外激光颜色给中和掉,从而严重影响人脸识别精准度。

答案是不是,简单来说,光还涉及光的波长,虽然阳光中的红色和红外的红色都是红色,但是由于波长不一样,他们还是相当于是2种颜色,所以并不会发生干扰!

 

* 上述部分内容来源于网络 

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