激光雷达（LiDAR）到底是个什么东西？今年，它出现在了新的iPad Pro平板电脑上，还有传言说它将出现在iPhone 12上，而且在过去的几年里，它的一种形式实际上已经出现在Android手机上。什么是激光雷达（LiDAR），为什么移动设备上会使用到它？在这里，我们将带你了解这项技术的功能，它的部署方式，以及为什么它可能很快就会像智能手机中的摄像头一样普遍。

如果您之前对激光雷达（LiDAR）有所耳闻，可能会知道一些相关概念，比如“光探测和测距”、“激光成像、检测和测距”，或者只是“光和雷达”，这取决于你接触的领域。但它最主要的应用是与自动驾驶汽车有关的，这是目前用来帮助车辆识别行驶方向和周围环境的关键技术之一。

事实上，激光雷达的历史比自动驾驶汽车要久远得多。这项技术诞生于20世纪60年代，最初的目的是跟踪卫星和军事目标，其基本理念与今天的激光雷达技术是相同的：使用光来跟踪物体的位置。

通过测量光线（特别是激光）击中某物并再次返回所需的速度，可以确定该物体的位置。这就是第一批LiDAR系统的工作原理，苹果最新的平板电脑也是采用此原理。

20世纪80年代，激光雷达技术有了实质性的改进，红外激光系统开始被普遍用于航空绘制建筑物和地形地图。同样的技术在今天仍在使用，能够测量从海洋深处到隐藏的玛雅定居点等的一切东西。

通过记录激光返回的时间，以及反射的角度，激光雷达数据可以与其他信息相结合，生成非常精确的3D地图。专业的LIDAR系统通常与GPS设备相结合，这是现在智能手机中常见的另一种技术。

正如我们提到的，激光雷达对自动驾驶汽车非常有帮助（尽管伊隆·马斯克从不喜欢激光雷达）。部署在车辆顶部的激光雷达扫描仪可以实时“看到”物体，甚至是那些连你自己都看不到的物体，从而创造出所谓的“点云” —— 这就是自动驾驶汽车可以规避的空间点的三维地图。

某些激光雷达的配置，甚至敏感到可以探测到空气中的污染物，或者能够监测机场的交通流量。所有这些应用程序的共同之处在于，它们都依赖于数据收集和数据分析之间的微妙平衡，当涉及到平板电脑和智能手机时，这绝对是一个值得记住的有用框架。

我们再说回到移动设备，回到苹果公司。苹果公司是第一个使用激光雷达来描述其最新“深度传感”传感器的公司。其实，iphone和ipad已经有深度传感器很多年了（这就是为什么它们可以用肖像模式来模糊背景的方法），但是，这次LiDAR将其提升到了一个全新的水平。

根据苹果公司的说法，新iPad Pro内部的LiDAR扫描仪可以在单个光子的水平上工作，距离可达5米（超过16英尺），速度可达纳秒级（因此可以在眨眼之间捕捉到场景）。毫无疑问，A12Z仿生芯片组在解释数据方面也做了很多繁重的工作，也因为如此，在相当长一段时间内，你不太可能会看到LiDAR出现在任何经济型手机上。

最大的不同将出现在苹果最喜欢的领域之一，增强现实领域。例如，现在iOS和iPadOS附带的测量应用程序，一旦涉及到LiDAR，就会更快、更准确、更精细。你可以在iPad Pro上将其用作一个严肃的、专业的测量工具，而不仅仅是一个能提供良好长度、深度和高度近似值的新奇产品。

激光雷达的配备，意味着苹果设备第一次可以绘制出详细的3D环境，就像多年人们利用飞机航测来绘制海洋和山脉的地图一样。我们谈论的不仅仅是计算机桌面上的“我的世界”，我们谈论的是建立在桌子上、地板上和猫咪周围的“我的世界”，而且不会出现故障。

当涉及到AR应用程序时，你可以把家具直接放进你的客厅，这些对象将看起来更像现有空间的一部分。或者，以AR游戏为例，它将能够以一种比以往任何时候都更加真实的方式，让角色出现在角落后面和栅栏上方。

物体的放置将会更加精确和真实，实时的动作捕捉将会更加全面，你使用的任何AR应用都能更好地处理场景中的物理物体（激光雷达带来的改进将会自动整合到苹果的ARKit框架中）。

目前，激光雷达所需的处理能力，和手机内部所需的传感器将这项技术限制在高端设备上。但与任何移动技术一样，随着时间的推移，它应该会变得更便宜、更实用。如果苹果坚持使用这项技术，预计它的作用范围和精确度会逐年提高。

这并不是说，未来手机配备激光雷达是不可避免的趋势，实际上，其他深度感知技术已经出现，人工智能将继续在使用标准相机传感器感知深度方面做得更好。激光雷达可以在各种照明条件下工作，非常快，非常准确，这也是苹果公司看好它的部分原因。

但是，在苹果最新的iPad中配备的激光雷达的形式，与许多高端Android手机使用的非常不同。许多Android手机使用的深度传感器被正式称为“飞行时间传感器（time-of-flight，ToF sensor）”，在很多方面和用途上，它都是LiDAR。像激光雷达一样，“飞行时间传感器”使用反射光来测量距离，以获得相机效果和AR。但它是一个无扫描的激光雷达系统，依靠单一的光脉冲来绘制整个空间的地图，而苹果则使用扫描仪激光雷达，它使用多个光点来更频繁、更精确地读取这些数据。

因此，即使智能手机已经失去了让我们感到惊艳的能力，但从第一代iPhone开始的13年里，它们仍然可以变得更快、更聪明、更有能力，激光雷达就是证明。