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深度起底 10 家被蘋果收購的公司後，我們發現了 iPhone X 四大技術的起源
-shenzhenware-
上周的蘋果新品發布會後，相信很多果粉都正在 iPhone X 與 iPhone 8 之間選擇誰而糾結躊躇，也沒弄明白三款新品之間最大相差 3800 元的價值究竟體現在哪裏。
下麵是經過詳細的參數比較之後，我們發現三款新 iPhone 在功能上的不同之處：
iPhone X、iPhone 8 和 iPhone Plus 硬件參數，資料由深圳灣整理
通過上表能發現，除了 OLED 全麵屏（由三星提供），iPhone X 的技術亮點幾乎全體現在 iPhone X 正上方凹槽處的原深感攝像係統（TrueDepth Camera System）能實現的功能：Face ID 人臉解鎖，人像特效自拍、能實現 AR 三維效果的疊加，以及 Animoji 三維動畫表情。
iPhoneX 正上方的凹槽處從左到右依次是紅外鏡頭、泛光感應元件、距離傳感器、環境光傳感器、揚聲器、麥克風 、700 萬像素攝像頭、點陣投影器。
而通過梳理蘋果近 7 年來在視覺傳感領域的一些收購案例，我們也發現這些新技術的來源幾乎都不是屬於蘋果原創，而均與被蘋果收購的公司有著或多或少的關係：
2010~2017 年蘋果收購的 10 家麵部識別及 AR 公司，資料由深圳灣整理
接下來，我們梳理了此次 iPhone X 具有的AR、Animoji、Face ID 及人像特效拍照等四項技術對應被蘋果收購的公司：
1Prime Sense：蘋果 3D 深感相機係統的奠基性收購
要深究蘋果深度傳感相機的技術源頭，就不得不提被譽為 3D 傳感技術「鼻祖」的 Prime Sense。
Prime Sense 創立於 2005 年，是一家誕生於色列的公司（之後收購的 Realface、LinX 同樣來自色列）。創始人 Maizels 和其他 4 名聯合創始人早期為以色列軍方服務，他們都有很強的科研背景，分別擁有工程學、計算機科學以及數學學位。
Prime Sense 五位聯合創始人（從左至右）：Alexander Shpunt，Dima Rais，Ophir Sharon，Tamir Berliner 及 Aviad Maizels。
在與軍方的合作停止後 ，Maizels 及夥伴們並沒有去找工作，而是在思考，通往下一場變革的道路在何方。他們覺得此前人機交互方式很單一，於是 Maizels 及團隊決定做一項能賦予機器視覺能力的技術。
通過不斷地討論，他們很快將目光聚焦在了停滯不前的遊戲領域，並決定作出一款能讓電腦「看見」人的動作的攝像頭；緊接著，公司名字也敲定下來了——「Prime Sense」。
之後 Prime Sense 發展很快，成立一個月後他們就拿出了產品硬件原型，於2006 年宣布完成 3D 感應芯片的研發，並推出一個裝載 Prime Sense 3D 傳感器的 RGB 紅外相機，聲稱其能追蹤幾英尺外的整個人體的動作。
之後與微軟的合作成為 Prime Sense 的一個重要轉折點，讓 Prime Sense 迅速成長為一個國際化的公司，並將業務擴展到了亞洲與美洲。
Kinect 創造了極具沉浸感的 3D 體感遊戲方式，曾備受追捧
2010 年，Prime Sense 與微軟合作推出的3D 體感攝影機 Kinect，這是一款能讓玩家通過肢體動作直接控製遊戲的硬件產品。很快 Kinect 就成為世界上賣的最快的消費類電子設備，據統計在 2010 年 11 月 4 日至 2011 年 1 月 3 日這段時間中，微軟平均每天售出 13 萬台 Kinect 設備。
但不久後 Prime Sense 與微軟的合作就破裂了，微軟開始自研體感相機技術，並於 2013 年發布微軟內部研發的全新一代 Kinect；而從 2010 年底 ， PrimeSecse 也相繼與華碩合作打造了 Xtion Pro（即華碩版的 Kinect），建立了 3D 視覺技術開源社區 OpenNI，並開始尋求在遊戲之外領域的合作。
2012 年，Prime Sense 遭遇了一場裁員風波，公司員工數從 190 位員工中減少到 140，原因是產品路線變更。
2013 年 Prime Sense 發布了Cari，這款當時世界上最小的 3D 芯片，能探測到的深度是之前處理器的 3 倍，尺寸卻是原有版本的十分之一。
或許正是 Cari 的推出，讓蘋果看見了這款芯片應用在智能手機上的可能。2013 年 11 月，蘋果以 3.6 億美元的價格收購了 Prime Sense，自那以後 Prime Sense 便宛如消失了一般，再沒對外發布過任何產品和技術。
直至此次 iPhone X 的發布，我們再次從新一代 iPhone 身上看到了 Prime Sense 的影子，你甚至可以將蘋果的「劉海」視作一個縮小版的 Kinect。
使用了 Prime Sense 技術方案的 XBOX 360
可以說是 Prime Sense 提供給蘋果優秀的 3D 傳感及精準的地理追蹤性能，構成了 iPhone X 的 AR、Animoji 、Face ID 及人像特效拍攝等亮點功能的技術基礎。
2Metaio: AR 引擎界的一大支柱
與其他小而美的收購不同，在被蘋果收購之前，Metaio 早已是 AR 界的霸主之一。
其包括 Metaio Creator 在內的多項增強現實技術被用於零售、汽車等多個民用行業，在全世界 30 個國家有 1000 多個企業客戶和超過 15 萬開發者用戶，服務的公司包括奧迪、寶馬、樂高玩具、微軟等知名企業。
在早期 Metaio 的技術視頻中，也能看到 ARKit 的影子：
2003 年，Metaio 成立於德國慕尼黑，是從大眾一個子項目孵化出來的 AR 軟件公司，一直專注於增強現實與計算機視覺解決方案，公司創始人為 Thomas Alt 和 Peter Meier。
2005 年，Metaio 發布了第一款終端 AR 應用KPS Click & Design，讓用戶把虛擬的家具放到自家的客廳圖像中。此後，Metaio 陸續發布多款 AR 產品，在 2011 年贏得了國際混合與增強現實會議追蹤比賽（ISMAR Tracking Contest）大獎。
在 2015 年 5 月 被蘋果收購後 ，Metaio 的 SDK 便不再向開發者開放，就像所有被蘋果收購的技術公司一樣，經曆了兩年的沉默期後，其 AR 技術已經被蘋果吸收進新一代 iPhone 中並化身為 ARKit 重出江湖了。
3Animoji：Faceshift 的表情識別 + Emotient 的情緒識別
發布會現場 Animoji 幾乎是讓所有人都驚喜的一個亮點。
上麵說道，Prime Sense 的 3D 深度相機奠定了整個蘋果 AR 技術的硬件基礎，但Faceshift 才是真正構成 Animoji 的技術原型。
Faceshift 成立於 2011 年，最初由蘇黎世學者 Thibaut Weise、Brian Amberg 和 Sofien Bouaziz 創立，是從瑞士洛桑法蘭克福理工學院計算機圖形和幾何實驗室孵化出的創業項目。
Faceshift 起初關注的焦點在遊戲與影視領域，在被蘋果收購前 Faceshift 最出色的作品便是『星球大戰：原理覺醒』，能通過對人類麵部表情進行精準動態捕捉，並幾乎無延時地反饋到 3D 動畫人物模型上。這意味著電影工作者能實時製作演員的麵部表情，而無需使用昂貴的後期製作技術。
有趣的是，早期 Faceshift 的軟件技術是建立在微軟 Kinect 攝像頭 3D 成像技術的基礎上的。
如果說 Faceshift 將麵部識別實時映射技術做到了頂級水平，那麼蘋果在 2016 年對 Emotient 的收購則是大大豐富了其人臉識別技術的應用場景，可以認為是繼 Prime Sense 與 Faceshift 之後的一次技術補充型收購。
Emotient 項目起源於加利福利亞大學「機器感知實驗室」，項目成員曾宣稱他們的終極目的是要打造一套「無處不在」的人類感情分析係統。簡單來介紹其 Emotient 的技術就是：除了能夠利用攝像頭來捕捉、記錄麵部肌肉運動，還能通過計算模型分析出類似於喜悅、憤怒、悲傷、驚訝等基礎表情。
而在 Animoji 的現場演示中，我們也能看到其能準確的模擬人類的情緒化表情。在未來，這項技術也能廣泛用於機器學習技術中，讓我們的手機變得更加聰明，例如：通過識別用戶的表情變化來獲知他玩一款遊戲時的心理變化，通過對顧客的感受進行實時分析，來設計出更符合玩家心理預期的遊戲。
Realface 同樣來自以色列，與收購 Prime Sense 不同，Realface 的目的性更加明確，那就是專為 iPhone 8 及 iPhone X 的推出而做出的補充性收購。
這家做人臉識別的公司成立於 2014 年，最開始做的也不是人臉識別，而是做照片篩選功能。在被蘋果收購前，曾拿過一筆 100 萬美元的融資，被蘋果收購時公司人數隻有 10 人。
它的第一款產品是名為Pickeez的 App。利用 Pickeez，手機幫用戶迅速從相冊中選出一張照得最好的照片。由於後來出了不少類似應用，RealFace 才開始做起了人臉識別功能。它的人臉識別功能主要利用深度學習技術，讓計算機對大量圖片進行學習，並建立模型實現對照片中人臉的識別。
仔細看上圖，有沒有種在 iPhone X 發布會上似曾相識的感覺
4LinX：人像特效助力 iPhone X 化身為高顏值利器
在被蘋果收購前，LinX 隻是一家名不見經傳的以色列創業公司。
LinX 成立於 2011 年，由一位三星前高管和一位以色列國防部供應商的光學專家在共同創建，專注於為移動設備設計微型多孔攝像頭。2015 年被蘋果以 2500 萬美元收購。
LinX 此前一直宣稱自己的目標是「通過多鏡頭係統，讓移動設備的拍攝效果達到單反級別」。通過 LinX 開發的鏡頭，配合一係列傳感器，可以從每個像素提取深度信息，創建深度貼圖，並用來進行 3D 圖像重建。
在 2014 發布多鏡頭係統的公告中，LinX 特地強調，他們的傳感器可以大幅度提高昏暗條件下的拍照效果、縮短曝光時間，並放出了對比圖。
看到「景深」、「低光拍攝」、「光學防抖」這些關鍵詞，你是不是立馬能想到發布會上蘋果全球營銷高級副總裁 Phil Schiller 介紹 iPhoneX 時用到的詞匯。
沒錯，實現這些以往隻有專業的單反相機才有的功能，靠的就是 LinX 的技術。而 Lin X 的技術要點主要體現在下麵幾個方麵：
降噪畫質：LinX 所謂的單反級畫質是說他們的攝像頭將會提供超低噪點表現，畫麵更明亮更清晰，能捕捉比單孔攝像頭更多的細節。
LinX 與 5S 的攝像效果對比圖
室內光源：LinX 傳感器比收購前的 iPhone（如 iPhone 5）及三星 Galaxy S4 能接收到更多的光線，照片清晰銳利，噪點非常少。
低光拍攝：LinX 通過采用多通道技術來提高攝像頭在低光環境下對細節的捕捉能力。並不需要犧牲曝光能力，防止相機抖動帶來的模煳。
三維模型景深映射：由於采用了多孔設計，LinX 相機可以精準測算不同圖像中，副像素之間的區別，由此可以創建指定場景的三維景深圖像。
如果說此前 iPhone 6 及 iPhone 7 係列在相機上的改變還體現在二維層麵，那麼此次 iPhone X 的攝像能力則是一次革命性的升級，不僅從二維升級到三維場景 ，iPhone X 還具有了場景光製造能力，真正帶來了媲美單反的拍攝性能。
蘋果的魔杖：不一定是最厲害的創新者，但一定是最厲害的整合者
美國『沃頓知識在線』曾於 2012 年撰文評論：
「蘋果自成立後的 35 年裏，基本延續了產業垂直整合的戰略思路，這種模式需要特定的產品更迭周期才能發揮最大效應，這讓穀歌等後起之秀望塵莫及。」
這點在為 iPhone X 的誕生做出貢獻的公司的收購上體現的尤為明顯，例如先有 Prime Sense 奠定相機技術基礎，才有後續的 Face ID 及 Animoji，這是一套成體係的收購。
在前後經曆了 7 年的多次收購與磨合後，以 TrueDepth Camera System 為基礎的功能才體現在 iPhone X 上，並成為其最大的亮點。
此外，蘋果擁有 iPhone 這樣優秀可控的硬件載體，並能夠以其非凡的工程能力將這些技術整合在一部小小的手機上。除了收購來的技術，蘋果還有自研的 A 11 芯片、ISP（圖像信號處理）、及各種機器學習優化算法來進行補充與優化。
曆數矽穀科技五巨頭公司的發展史：蘋果（1976）與微軟（1975）崛起於 PC 時代，Google（1998）、Facebook（2004）、亞馬遜（1995）均崛起於互聯網時代，蘋果是其中唯一產品線貫穿從 PC 到智能手機、從硬件到軟件保持穩定更新迭代，並不斷開創新潮流品類的科技公司。
蘋果的優勢很明顯：世界上大概再沒有第二家公司能做到像蘋果一樣，同時擁有世界頂級的硬件與軟件資源，並能做到和諧有序的統一管理。
而在互聯網之後的下一站——物聯網，硬件與軟件將逐漸走向融合，我們相信那會是蘋果更大的戰場。
主筆：談喆
最後更新：2017-10-08 15:39:25