iPhone 的测距仪并不是一个真正的物理卷尺，它是一款结合了 硬件 和 软件 的 增强现实 应用，其核心原理可以概括为：利用双目视觉系统（或ToF传感器）进行空间感知，结合 AR 技术在屏幕上构建虚拟的测量尺，最终实现对物体尺寸的估算。
下面我们分步拆解这个原理：
核心硬件：iPhone 如何“看见”三维世界？
要让手机测量距离，它首先需要理解自己所处的三维空间，iPhone 主要通过以下两种技术来实现，具体取决于你的 iPhone 型号：
双目视觉 - 适用于大部分 iPhone（如 iPhone 12/13/14 系列）
这是最主流和基础的技术,模仿了人类的双眼。
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硬件构成：
（图片来源网络，侵删）- 两个摄像头： iPhone 的主摄像头和超广角摄像头，这两个摄像头之间有一个固定的物理距离（基线距离，Baseline）。
- 图像信号处理器： 这是 iPhone 芯片（如 A16 Bionic）的一部分,负责处理摄像头捕捉到的图像。
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工作原理（模仿人眼）：
- 捕捉两幅图像： 同时用主摄像头和超广角摄像头拍摄同一场景，得到两幅略有角度差异的 2D 图像。
- 寻找对应点： ISP 会在这两幅图像中寻找同一个物体上的同一个点，你在桌面上放了一个杯子，主摄像头图像里杯子的某个像素点,在超广角图像中会对应到另一个像素点。
- 计算视差： 由于两个摄像头位置不同，同一个点在两幅图像中的位置会有一个微小的位移，这个位移就叫做“视差”（Parallax）。
- 计算深度： 视差越大，说明这个物体离手机越近；视差越小，说明离手机越远。 通过一个复杂的几何公式（基于基线距离和视差），iPhone 就可以精确计算出这个物体到手机的距离，从而得到一个“深度图”（Depth Map）,深度图记录了画面中每个像素点到相机的距离。
飞行时间 - 适用于 Pro/Pro Max 型号（如 iPhone 12 Pro 及后续 Pro 型号）
ToF 是一种更先进、更精确的深度感知技术。
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硬件构成：
- ToF 传感器： 通常位于前置摄像头旁边，它不是一个普通的摄像头,而是一个专门的深度传感器。
- 红外发射器： 会发射人眼看不见的脉冲红外光。
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工作原理（类似雷达）：
（图片来源网络，侵删）- 发射红外光： ToF 传感器向物体发射一束经过调制的红外光脉冲。
- 接收反射光： 红外光碰到物体后反射回来,被传感器接收。
- 计算时间差： 通过精确测量“发射”和“接收”之间的时间差（Δt），因为光速是已定的常数（c），所以可以根据公式 距离 = (光速 × 时间差) / 2 直接计算出物体到传感器的距离。
- 生成深度图： 通过快速扫描整个场景，ToF 传感器可以生成一个分辨率和精度都非常高的深度图。
小结： 无论哪种技术，最终目的都是生成一张 深度图，让 iPhone 能够理解场景中哪些东西远,哪些东西近。
核心软件：ARKit 和虚拟尺子的诞生
有了深度图，iPhone 只是知道了“哪里有东西”，但还不知道“这个东西有多大”，这时，苹果的 ARKit（增强现实开发框架） 就登场了。
ARKit 是苹果提供的一套强大的软件工具，它负责将硬件获取的深度信息转化为稳定、可交互的 AR 体验，测距仪 App ARKit 的一个典型应用。
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平面检测： 当你打开测距仪 App 并将手机对准一个平面（如墙壁、地面、桌面）时，ARKit 会利用深度信息自动检测这个平面的边界，它会告诉你：“哦，这是一个水平/垂直的平面，我可以把它作为测量的基准。” 这就是为什么你第一次测量时，App 会自动检测并框选出一个矩形区域。
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锚定虚拟物体： 一旦检测到平面，ARKit 就会在这个虚拟平面上“锚定”一个虚拟的测量起点和一条虚拟的测量线，这条虚拟尺子会牢牢地“粘”在平面上，即使你移动手机，只要这个平面还在视野内，尺子也会跟着移动,保持稳定。
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实时追踪与计算：
- 单次测量（高度/宽度）： 你将手机屏幕上的“起点”对准要测量的物体一端，然后拖动屏幕到另一端，ARKit 会实时计算这两点在 3D 空间中的实际距离,并将这个数值显示在虚拟尺子上。
- 自动测量（房间尺寸）： 在检测到平面后，你可以将手机在房间的四个角上依次移动，ARKit 会利用视觉里程计技术追踪手机的运动轨迹，并记录下每个角的位置,从而自动计算出整个房间的长和宽。
从点到面：自动测身高功能
这个功能是上述原理的集大成者,非常巧妙。
- 检测地面和头顶： 当你将手机对准一个人并点击“自动测量”时，ARKit 首先会利用深度图检测出地面（一个水平面）。
- 建立垂直参考线： 它会从地面向上建立一条垂直的参考线。
- 识别头顶位置： 当你将手机慢慢从下往上移动时，ARKit 会持续分析深度图，当手机的摄像头捕捉到人头顶的最高点时，它会识别出这个点的 3D 坐标。
- 计算距离： 由于它已经知道地面的位置，所以只需计算出“地面”到“头顶”这两点之间的垂直距离,就是身高了。
精度有多高？影响因素是什么？
iPhone 测距仪非常方便，但它的精度是估算,不是工业级的精确测量。
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理想情况下的精度： 在光线良好、纹理丰富的表面上进行近距离（1-10米）测量，误差通常在 1% 到 2% 以内，测量 1 米的物体，误差可能在 1-2 厘米左右。
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影响精度的关键因素：
- 表面纹理： 在完全光滑、无纹理的表面（如一面白墙、玻璃）上测量，手机很难找到对应点,精度会大幅下降。
- 光线条件： 光线太暗或太亮（特别是强光直射摄像头）都会影响深度传感器的性能。
- 测量距离： 距离越远，视差越小，ToF 信号的反射也越弱，误差会显著增大，对于 10 米以上的物体,误差可能会变得很大。
- 测量角度： 最好让手机摄像头尽量与被测表面保持垂直,倾斜角度过大会引入误差。
- 物体移动： 如果被测物体或手机在测量过程中发生移动,会导致计算错误。
iPhone 卷尺技术原理 = 双目视觉/ToF（硬件深度感知） + ARKit（软件空间理解与渲染）
它的工作流程是： 摄像头/ToF传感器 → 捕捉图像/发射红外光 → ISP/ToF芯片 → 生成深度图 → ARKit分析深度图 → 检测平面、锚定虚拟尺子 → 计算并显示距离。
这项技术不仅用于测距仪，还广泛应用于游戏（如《Pokémon GO》）、家居购物（如 IKEA Place）、工业检测等多个 AR 领域，是现代智能手机 AR 功能的基石。
