解析 iPad Pro 的 LiDAR 光學雷達掃描儀

Apple 在 2020 年 3 月所推出的 iPad Pro 配備 LiDAR 光學雷達掃描儀。為何 Apple 要為 iPad Pro 增加這項配備？這又有什麼作用呢？

什麼是 LiDAR 光學雷達掃描儀？

LiDAR 是英文 Light Detection and Ranging 的縮寫，利用脈衝雷射光束來測量距離。LiDAR 儀器由雷射光、掃描儀和專用 GPS 接收器組成。LiDAR 是廣泛用於地球觀測、地形學及海洋測深等領域中的遠端感測方法。

為何 iPad Pro 要配備 LiDAR 光學雷達掃描儀？

隨著科技日新月異，即使是一般使用者手上的行動設備也能配備高階技術。突破性的 LiDAR 光學雷達掃描儀，還有專業級相機、動作感測器、專業效能、專業級音訊、亮麗耀眼的 Liquid Retina 顯示器，以及功能強大的 app，將位居科技地位 iPad Pro 更進一步擴展為世界上最棒的擴增實境（AR）設備。

特製的 LiDAR 光學雷達掃描儀不論在室內或室外，都能利用直線飛行時間，來測量最遠達 5 公尺的光線反射。它以光子等級運作，以奈秒的速度運行，為擴增實境 (AR) 與其它領域開啟無限的可能性。LiDAR 光學雷達掃描儀提供詳盡且完全不失真的 3D 地圖繪製與周遭環境可視化。細緻的 3D 地圖繪製功能有助於擴增實境系統將其數據覆於 3D 地圖上。

iPad Pro 配備的 LiDAR 光學雷達掃描儀如何運作？

iPad Pro 11 吋與 iPad Pro 12.9 吋所搭載的 LiDAR 光學雷達掃描儀善用 ARKit 4 來輔助 app 更加熟悉實體環境。ARKit 利用 LiDAR 光學雷達掃描儀建立物理環境的多邊模型。LiDAR 可由使用者前方的寬廣區域迅速獲取距離深度的資訊，毋需使用者來回移動，ARKit 便可估量出真實世界中的各種形狀。ARKit 將距離深度的數據資訊轉換為許多頂點，並連接頂點形成網格。

iPadOS 中新的深度框架（depth frameworks）結合由 LiDAR 測出的深度點，以及其它由 LiDAR 與相機所搜集到的原始數據，藉由 A12Z 仿生晶片的視覺運算增強，以詳盡描繪出場景。這些元素緊密結合，使 3D 環境的完整可視化能夠疊加擴增實境的數據資料。

為了劃分資訊，ARKit 會產生多個錨點，每個錨點都會獨家分配到網格的一部分。網格錨點集合再一起，可表現出使用者週遭的真實場景。這有助於使用者：

• 精確定位物理表面上的一點
• 識別和分類真實物體
• 以真實世界的物體遮擋虛擬物體
• 讓虛擬物體與真實物體實際互動