LiDAR(光學雷達)
蘋果在iPhone 12 Pro系列採用新的光學雷達有多所著墨,LiDAR的全名有Light Radar(光學雷達),Light Detection and Ranging(光偵測與測距)、或Laser Imaging(雷射成像)或Detection and Ranging(檢測與測距),是蘋果近期很突出的技術成就,蘋果2018年iPad Pro發布時,就引入光學雷達掃描儀(LiDAR),這次將它用在iPhone 12 Pro系列,將掀起更大波的應用。
LiDAR掃描儀藉由發射雷射光後,使用專屬感測器來測量光的反射以測得深度資訊,如此一來可讓手機超精準的描繪一件物體的3D模型,然後將模型放置在任何一處的虛擬空間,實際的應用例如房產業,相關人員只要靠一支手機就能完成房屋建模,配合VR實現讓客戶以遠端進行3D實景看屋,或者想比較兩個物體的尺寸時也可藉由LiDAR光學雷達掃描進行描繪來協助。
你可以想像它是一條條看不見的細線,LiDAR掃描儀也可以用來很精準的測量距離。或是設定一個距離來實時的觀看一面虛擬的牆面的展示。
由於LiDAR可以支援擴增實境應用,未來App或遊戲開發商有開發相關應用,你就享受擴增實境帶來的驚奇體驗。
這項技術另一個優點是讓低光源的拍攝更快與精準。因為感測器的協助,它讓相機進行拍攝時不必再「考慮」光線條件,因此可以在全黑的環境下拍攝,甚至可以在低光源條件做人像模式拍攝,創手機拍攝首見。
在平常的拍攝上,透過LeDAR精準的對焦不僅可以讓照片更清晰銳利,而且透過LiDAR光學雷達的掃描可以把人物從環境中以更高的精度分離出來,並通過演算法進行多張合成,從而形成更符合真實光學特性的照片,媲美單反相機的拍攝效果。
你還可以使用有支援LiDAR功能的App(例如3D Scanner這支App)來掃描並將描繪出來的物體虛擬的放在任何地方。
▼ 3D Scanner這支App展示,將iPhone 12 Pro盒子與兔子玩偶掃描後進行外觀與尺寸比較
註:以下摘錄科普「iPhone 12搭載的光學雷達究竟是啥?」
目前3D感知技術分為雙目測距、3D結構光,以及TOF飛行時間三大流派。以前手機後攝模組通過雙目測距法來獲取物體的3D資訊,這種方式需要調用兩顆以上的攝影機,通過視覺差計算出物體的深度資訊,大量耗費電力和計算資源,且精度和速度都相對較低。iPhone X推出後,蘋果首次推出3D結構光技術的Face ID,3D結構光技術通過紅外光投射到物體上約3萬個點陣,通過這些點陣的深度資訊來描繪物體3D結構,其精度高但有效距離很近,因此較適合作為前鏡頭臉部辨識應用。
而TOF則為飛行時間法,是通過發光二極體(LED:Light Emitting Diode)發射出紅外光光源飛行投射到物體上的時間來計算深度資訊。相對於3D結構光的點陣投射,TOF則是一面均勻的光源,雖然精度上遜色於3D結構光,但是速度更快,距離更遠,範圍更大,更適合3D建模、強化拍攝、AR應用。
蘋果所引入的光學雷達掃描儀(LiDAR),仍屬於TOF技術流派中的一個分支,只是把傳統的紅外光換成了雷射二極體(LD:Laser Diode),這令其獲得更高的精度、更快的速度、更強的抗干擾性,相比以前可謂質的飛躍。
iPhone 12 Pro性能
今年四款iPhone 12全搭載Apple A14 Bionic晶片,它是全球第一款商用的5奈米晶片,具有118億個電晶體,整整A13多了40%。
與A13相同,A14也是六核,由2個big Firestorm時脈3.1GHz及4個small Icestorm時脈1.8GHz組成,4個small Icestorm支援TurboBoost,必要時能將時脈從1.8GHz調升至3.1GHz。A14處理器性能比A13多50%。
GPU為新的4核,可以提供比去年的iPhone多50%的性能。
然後它還有新的16核NPU(第四代神經網絡處理器),能為機器學習帶來多增加70%的AI演算性能。
iPhone 12 Pro有6GB RM,不是Pro版的iPhone 12則有4GB RAM。
A14 Bionic採用高通Qualcomm的X55 5G數據晶片,所以四款iPhone 14皆支援5G連線。
新的A14 Bionic晶片與它的ISP(圖像信號處理器)亦是改善相機表現水準的核心-包括Smart HDR 3、Deep Fusion、夜間模式、Dolby Vision錄影等。
由於A14晶片強大的運算力,讓iPhone 12 Pro與iPhone 12成為市場上最快的手機,這點無庸置疑。然而儘管堪稱有最強悍的晶片,這還不是讓人最想入手的原因之一,因為即使是上市三年的iPhone,它的性能仍然屬於前段班,運行的很流暢。這次A14最厲害的是它新的機器學習及新款ISP晶片,將運算攝影帶往上新的境界。
可以肯定的是,從GFX Manhattan ES 3.1(螢幕關閉模式1080p)基準測試這項獲得132fps如此高幀幅數來看,iPhone的GPU晶片絕對夠力來支援120Hz螢幕更新率,但蘋果仍然遲遲不加入可能有他們考量之處。
▼ AnTuTu 8跑分
在iPhone遊戲測試方面,結果顯示iPhone 12 Pro提供了更好的散熱系統,因此在長時間進行遊戲或執行跑分軟體時,較不會有因為工作溫度上升而降頻(熱節流)。至於iPhone 12順帶一提,它在這部份測試時,邊框及背蓋鏡頭玻璃附近會感覺很溫暖,iPhone 12 Pro就還好。
iPhone 12 Pro在3DMark全新測試項目「 Wild Life壓力測試」中,穩定性獲得90.9%,這項測試會執行20次Wild Life圖形循環測試。
以下我們也有測試iPhone 12,穩定性獲得84%,然後我們使用Facebook,Skype,Whatsapp,Messenger,藍牙配件等應用程序密集的執行測試,它就降至75%。
為了方便比較,底下還加入iPhone 11 Pro Max,穩定性獲得82%。
▼ 專門用來做繪圖效能測試的「Wild Life壓力測試」軟體。底下包含iPhone 12 Pro、12、與11 Pro Max。Performance range(效能範圍)圖表可以看到第1輪與第20輪的效能分布。圖中2條曲線(紅與橘線)相當接近話,代表效能不會因長時間運作而降低。可點擊放大檢視
我們還試著在iPhone 12 Pro與iPhone 11 Pro執行決勝時刻這款遊戲,結果顯示兩款手機因遊戲執行所產生的溫度變化都很穩定,沒有變得太熱,而且也都沒有發生對電池電力消耗過度。iPhone 12 Pro 可以連續跑這款遊戲9小時39分,而iPhone 11 Pro可以有8小時36分。
所以,iPhone 12 Pro的散熱機制與溫度控制更適合拿來玩遊戲,與iPhone 11 Pro比較時它還多1個小時的遊戲執行時間。
3DMark Wild Life跨平台測試項目是UL最新跨平台測試項目(引用DMark推出全新Wild Life測試項目,示範如何跨平台測試Android、iOS、Windows效能一文),由於這幾年間行動裝置的效能顯著提升,所以Wild Life加重了運算負荷,以利測試並反映最新智慧型手機、平板電腦和筆記型電腦的的繪圖效能,功能包括:
- Wild Life導入更高階的繪圖技術和後處理效果,在Android與Windows裝置使用Vulkan API,在iOS裝置使用Metal API,透過即時繪製精心設計的模擬遊戲場景來衡量繪圖處理器的效能,若場景執行得越快測試得分就越高。
- Wild Life標準測試的設計目標是衡量裝置在短時間內提供的即時效能,能反映短時間、多次循環的手機遊戲(比方每回合遊戲的時間較短,回合之間有段時間間隔,裝置可以閒置一段時間)。
- Wild Life壓力測試則拉長測試時間,能夠反映「3D手機大作」遊戲的運作狀態,其成績不是單一分數,而是張顯示裝置在測試過程中效能變化圖表,讓使用者瞭解裝置測試過程中間如何管理效能和功耗。