iPhone 上的 LiDAR 如何工作（以及为什么它对测量很重要）
对相机镜头旁那个小黑点的实用讲解。LiDAR 传感器如何在纳秒内测量深度，它与仅依赖相机的 AR 有何不同，以及它真正改变局面的具体场景。
Apple 在 2020 年为 iPhone Pro 机型加入了 LiDAR 传感器，并为 2020 年起的每一台 iPad Pro 配备了它。它就是后置摄像头镜头旁边那个小小的黑色方块。营销文案称之为 “Lidar 扫描仪”。从技术上讲，它是一个直接飞行时间深度传感器。下面就来说说 它到底在做什么、为什么有了它 ARKit 会快得多、准得多，以及哪些测量任务因它而改变。
LiDAR 到底是什么
LiDAR 是 “Light Detection and Ranging”（光探测与测距）的缩写。传感器发出一道看不见的 红外激光脉冲，然后测量脉冲反弹回来所需的时间。把这个往返时间乘以光速的一半，你就 得到了脉冲所击中之物的距离。
iPhone 的 LiDAR 以网格模式同时发射 576 道脉冲，每秒 30 次。这就给你 一张由周围环境 576 个点构成的深度图，每秒更新 30 次，本质上就是一段 3D 深度视频流。
测距范围：室内约 5 米，室外 3 米（阳光会使传感器饱和）。精度：1 m 处为 ±1 cm，到 5 m 处增大到 ±5 cm。
没有 LiDAR 的 AR 改用什么方式
在没有 LiDAR 的 iPhone 上（从 iPhone Xs 到标准版 iPhone 14、标准版 iPhone 15/16/17），深度是通过摄像头运动和视差推断出来的。当你移动手机时， 空间中的同一个点会在摄像头画面里发生位移；这种表观位移会告诉软件这个点有多远。
这被称为“视觉惯性里程计”（VIO）。它需要：
- 场景中可见的纹理（一面空白的白墙没有任何特征）
- 良好的光照（摄像头快门必须捕捉到清晰的画面）
- 运动（你必须移动手机，计算才能成立）
- 启动后约 3 秒才能收敛
这很巧妙，也确实有效，但很脆弱。反光表面、昏暗的房间和静止不动的手机都会让它的 表现变差。
有了 LiDAR 会发生什么变化
| 行为表现 | 没有 LiDAR | 有 LiDAR |
|---|---|---|
| AR 会话启动时间 | 约 3-5 秒（移动手机进行校准） | 约 0.5 秒（直接读取深度） |
| 能在空白白墙上工作吗？ | 很吃力，需要纹理 | 可以，激光读取深度，与视觉纹理无关 |
| 能在一片漆黑中工作吗？ | 不能（摄像头看不见） | 可以（激光自带光源） |
| 3 m 处的精度 | ±15-25 mm | ±5-10 mm |
| 能捕捉环境的 3D 网格吗？ | 不能 | 可以，Apple 的 RoomPlan API 会用到它 |
| 能自动识别家具 / 物体吗？ | 不能 | 可以，会为沙发、床、冰箱、门、窗打上标签 |
这对测量类 App 意味着什么
有三点具体差异：
- RoomPlan 扫描。 Apple 的 RoomPlan 框架（Ruler AR 用它来扫描房间） 只在配备 LiDAR 的设备上工作。它能在走动 60-90 秒的时间里捕捉到房间完整的 3D 模型—— 墙壁、窗户、门、家具。没有 LiDAR，就没有 RoomPlan。
- 点击空白墙面的精度。 当你把摄像头对准一面毫无特征的白墙并点击测量时， 没有 LiDAR 的话，App 会根据在别处检测到的边缘来猜测平面所在的位置。有了 LiDAR，它会 读取你点击的那个像素处的真实深度。这个差异在长墙上会表现为 ±2-3 cm 的漂移。
- 速度。 冷启动 App，立刻对准某个物体。没有 LiDAR：要等 3-5 秒让 AR 收敛。有 LiDAR：0.5 秒就能读取。对于一次勘测要做 20 次测量的施工人员来说， 这相当于每次上门节省 60 秒以上。
哪些 iPhone 配备 LiDAR
- iPhone 12 Pro / 12 Pro Max
- iPhone 13 Pro / 13 Pro Max
- iPhone 14 Pro / 14 Pro Max
- iPhone 15 Pro / 15 Pro Max
- iPhone 16 Pro / 16 Pro Max
- iPhone 17 Pro / 17 Pro Max
- iPad Pro（第 4 代，2020 年）及更新机型
- iPad Air（M2，2024 年）及更新机型
标准版（非 Pro）iPhone 没有 LiDAR。Apple 已暗示这是有意为之——LiDAR 是“Pro”的差异化 卖点。目前没有任何关于 LiDAR 将进入标准版 iPhone 的消息。
如果你没有 LiDAR，还能做些什么？
除了自动 3D 房间扫描之外，几乎所有功能都能用。基于摄像头的 AR 测量在距离、高度、 面积和角度方面仍然有效。手动房间构建器让你只需沿着周边走动并点击各个角，就能搭建 平面图，无需 LiDAR，而得到的平面图在 2D 上与 LiDAR 扫描一样精确。
Ruler AR 免费版在 Xs 及以后的所有 iPhone 上功能齐全。LiDAR 增加了速度和 3D 扫描， 但核心测量流程与硬件无关。
未来展望
Apple 2024 年的专利表明，他们正在研究把 LiDAR 与前置摄像头（TrueDepth 传感器）结合， 用于全身 3D 扫描和 AR 健身应用。在测量方面，可以预期更远距离上更高的精度，以及可能 出现的户外 LiDAR（目前受阳光限制约 3 m）。就目前而言：如果你靠测量谋生，Pro 机型 会在几个月的专业使用中收回其差价。