Όλο και περισσότεροι κατασκευαστές καυχιέται ότι τα τηλέφωνά τους διαθέτουν κάμερες Time of Flight (ToF). Αλλά τι είναι οι κάμερες ToF, πώς λειτουργούν και γιατί θα θέλατε μια στο smartphone σας;
Οι κάμερες ToF έχουν επιπλέον ανάλυση βάθους
Σε πολύ βασικό επίπεδο, οι κάμερες ToF είναι απλές κάμερες HD με αυξημένη ανάλυση βάθους. Στην πραγματικότητα, τηλέφωνα όπως το 2019 Huawei P30 Pro με ανάλυση βάθους που είναι τέσσερις φορές καλύτερη από τις συμβατικές κάμερες Ενώ η "ανάλυση βάθους" μπορεί να ακούγεται σαν σύγχυση της φωτογραφικής ορολογίας, είναι πραγματικά εύκολο να γίνει κατανοητό. Μια κάμερα με ανάλυση υψηλού βάθους μπορεί να κάνει διάκριση μεταξύ αντικειμένων που βρίσκονται κοντά (στο προσκήνιο) και πολύ μακριά (στο παρασκήνιο).
Στη φωτογραφία, αυτή η ιδέα του προσκηνίου και του φόντου ονομάζεται βάθος πεδίου . Είναι αυτό που δημιουργεί μια αίσθηση ρεαλισμού ή εστίασης. Τα αντικείμενα που βρίσκονται σε κοντινή απόσταση φαίνονται αιχμηρά, με καθαρά περιγράμματα, ενώ τα μακρινά αντικείμενα φαίνονται ελαφρώς θολή.
Με μια κάμερα ToF, οι φωτογράφοι έχουν περισσότερες επιλογές για τον έλεγχο του βάθους πεδίου τους. Φυσικά, δεν χρειάζεται να είστε φωτογράφος για να επωφεληθείτε από την αυξημένη ανάλυση βάθους μιας κάμερας ToF. Οι αυτόματες ρυθμίσεις της κάμερας, όταν συνδυάζονται με μια κάμερα ToF, θα πρέπει να παράγουν εκπληκτικές εικόνες με καλά καθορισμένο προσκήνιο και φόντο. Μια κάμερα ToF θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ενός εκπληκτικού βίντεο με προηγμένη σταθεροποίηση εικόνας ή για την αύξηση της ακρίβειας των φίλτρων Instagram.
Επιπλέον, μια κάμερα ToF ενός τηλεφώνου θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για προχωρημένους αναγνώριση προσώπου , χειρονομίες και βιντεοπαιχνίδια AR. Θυμάστε πώς το Pokemon Go χρησιμοποιεί την κάμερά σας για να τοποθετήσει ένα Pokemon στο περιβάλλον σας; Οι κάμερες ToF μπορούν να κάνουν αυτό το χαρακτηριστικό πολύ πιο πειστικό.
Αυτή η τεχνολογία δεν είναι νέα
Παραδόξως, οι κάμερες ToF υπάρχουν από τα τέλη της δεκαετίας του '70. Χρειάστηκε λίγος χρόνος για να γίνει η τεχνολογία αρκετά φθηνή και βολική για εφαρμογές καταναλωτών.
Στο παρελθόν, κάμερες ToF χρησιμοποιήθηκαν για τοπογραφική χαρτογράφηση, αυτοματισμό βιομηχανικών μηχανημάτων και αυτόματες πόρτες. Ωστόσο, η τεχνολογία εισήλθε σε πολλά σπίτια (συμπεριλαμβανομένου του δικού σας, πιθανώς) το 2014. Το Xbox One Kinect χρησιμοποιεί μια κάμερα ToF για να αναγνωρίσει τα πρόσωπα και να παρακολουθεί με ακρίβεια τις χειρονομίες των χεριών.
Από τον Απρίλιο του 2019, υπάρχουν μόνο μερικά τηλέφωνα που διαθέτουν ενσωματωμένες κάμερες ToF, όπως το LG G8 Σκεφτείτε , ο Προβολή τιμής 20 , ο Huawei P30 Pro , και το Η αντιπολίτευση RX17 . Αυτά τα τηλέφωνα διατίθενται στην αγορά για φωτογράφους και geeks, αλλά θέτουν το πρότυπο για μελλοντικά τηλέφωνα, όπως Samsung και Apple Κυκλοφορίες 2019 και 2020.
Εντάξει, οι κάμερες ToF είναι εξαιρετικά δροσερές και υπάρχουν από την κυκλοφορία του Star Wars. Αλλά πώς λειτουργούν; Γιατί έχουν τόσο μεγάλη ανάλυση βάθους;
Οι κάμερες ToF χρησιμοποιούν Lidar για να μετρήσουν το βάθος
Ξέρετε πώς οι νυχτερίδες και τα δελφίνια χρησιμοποιούν τον ήχο για να «δουν» το περιβάλλον τους; Λοιπόν, έκλεψα αυτό το τέχνασμα, το κολλήσαμε σε μερικά υποβρύχια και το ονομάσαμε σόναρ. Οι κάμερες ToF χρησιμοποιούν μια παρόμοια τεχνική για τη μέτρηση του βάθους, αλλά ονομάζεται να ασχοληθούμε και βασίζεται σε παλμούς υπέρυθρου φωτός αντί για ήχο.
Όταν τραβάτε μια φωτογραφία με την κάμερα ToF ενός τηλεφώνου, βγάζει έναν παλμό αόρατου φωτός IR που αντανακλά τα κοντινά αντικείμενα. Μερικά από αυτά το φως διασκορπίζονται στην άβυσσο, αλλά το μεγαλύτερο μέρος βρίσκει το δρόμο της πίσω στην κάμερα ToF του τηλεφώνου.
Όπως το σόναρ ενός ρόπαλου, ένα κύμα lidar επιστρέφει σε κομμάτια. Η λυχνία υπερύθρων που αντανακλά τα κοντινά αντικείμενα θα επιστρέψει στη φωτογραφική μηχανή ToF γρήγορα, ενώ το φως που αντανακλά μακριά από μακρινά αντικείμενα θα διαρκέσει λίγο περισσότερο. Το τηλέφωνό σας μετρά πόσο καιρό χρειάζεται για να επιστρέψει κάθε ακτίνα φωτός, σβήνει ορισμένους αριθμούς και δημιουργεί έναν λεπτομερή χάρτη βάθους 3D.
Είναι λίγο σαν αυτά παιχνίδια καρφίτσας που πατάς το πρόσωπό σου. Αυτά τα παιχνίδια έχουν «τρισδιάστατο εφέ» επειδή η μύτη σας, η οποία βρίσκεται κοντά στο ταμπλό, δημιουργεί μεγαλύτερη εσοχή από τα μάτια και τα μάγουλά σας, τα οποία είναι σχετικά μακριά από το ταμπλό.
Φυσικά, η αντανάκλαση του φωτός IR παρέχει μόνο στο τηλέφωνό σας πληροφορίες βάθους. Γι 'αυτό οι κάμερες ToF συνδυάζουν τη λειτουργικότητα IR με μια συμβατική κάμερα υψηλής ανάλυσης. Το τηλέφωνό σας χρησιμοποιεί λογισμικό για τη μίξη μιας συμβατικής φωτογραφίας με έναν χάρτη βάθους IR 3D και καταλήγετε σε μια εικόνα που έχει ένα καλά καθορισμένο προσκήνιο και φόντο.
Μελλοντικές εφαρμογές για κάμερες ToF
Τα επόμενα χρόνια, οι κάμερες ToF θα φέρουν επανάσταση στον τρόπο με τον οποίο τραβάμε φωτογραφίες και βίντεο με τα τηλέφωνά μας. Αλλά ας σκεφτούμε τη μεγάλη εικόνα εδώ. Μιλάμε για μια μορφή τεχνολογίας που μπορεί να δημιουργήσει έναν χάρτη βάθους ενός περιβάλλοντος με την ταχύτητα του φωτός. Οι εφαρμογές του προωθούν πέρα από τα όρια της φωτογραφίας.
Στην πραγματικότητα, η πρώτη σας εμπειρία με την κάμερα ToF ενός τηλεφώνου πιθανότατα δεν θα αφορά μόνο τη φωτογραφία. ο Samsung Galaxy S10 5G θα περιλαμβάνει κάμερες ToF, τόσο στο μπροστινό όσο και στο πίσω μέρος. Η Apple φημίζεται για τα μελλοντικά σχέδια iPhone, αλλά υπάρχουν φήμες Τα iPhone 2019 θα μπορούσαν να περιλαμβάνουν και κάμερες ToF Ναι, αυτή η ενημέρωση θα κάνει τα selfie σας να φαίνονται καταπληκτικά, αλλά θα αυξήσει επίσης την ακρίβεια του Face ID και άλλων μέτρων ασφαλείας. Εάν ενεργοποιήσετε την αναγνώριση προσώπου ενώ ρυθμίζετε το τηλέφωνό σας, θα τραβήξει ήσυχα έναν τρισδιάστατο χάρτη του προσώπου σας προτού έχετε την ευκαιρία να τραβήξετε selfies.
Τα χειριστήρια χειρονομίας είναι μια άλλη συναρπαστική (αλλά αναμφισβήτητα dorky) εφαρμογή για κάμερες ToF. Ναι, το σύστημα χειρονομίας του Kinect αξίζει ένα βαρύ μάτι, αλλά τα επόμενα χρόνια, πιθανότατα θα βρεθείτε να χρησιμοποιείτε παρόμοια τεχνολογία για τον έλεγχο του τηλεφώνου, του υπολογιστή, του έξυπνου βοηθού ή του έξυπνου ρολογιού σας. Αυτή τη στιγμή, εταιρείες αρέσουν Σε κίνηση εργάζονται σε εφαρμογές ToF για επιτραπέζιους υπολογιστές και κατασκευαστές όπως Google χρησιμοποιούν συστήματα ραντάρ και lidar για τη δημιουργία handswatch, έξυπνων ρολογιών ελεγχόμενων χειρονομιών και έξυπνων βοηθών.
Μαζί με τα χειριστήρια χειρονομίας, οι κάμερες ToF είναι επίσης ιδανικές για VR και AR εφαρμογές. Σε βασικό επίπεδο, πράγματα όπως τα φίλτρα Instagram και το Pokemon Go θα φαίνονται πολύ πιο «αληθινά» όταν χρησιμοποιούνται με κάμερα ToF. Αλλά για πιο περίπλοκες εφαρμογές, όπως VR, οι κάμερες ToF θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την καταγραφή των χειρονομιών και των βημάτων ενός παίκτη. Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τη γρήγορη χαρτογράφηση φυσικών περιβαλλόντων και τη μετατροπή τους σε κόσμους VR, κάτι που θα μπορούσε να επιταχύνει την επαγγελματική ανάπτυξη παιχνιδιών ή να ανοίξει την αγορά VR για indie προγραμματιστές παιχνιδιών.
Αλλά οι κάμερες ToF έχουν επίσης πρακτικούς σκοπούς. Στο παρελθόν, έχουν χρησιμοποιηθεί για αυτοματισμό μηχανών σε εργοστάσια. Αυτό δεν θα αλλάξει. Καθώς οι κάμερες ToF γίνονται καλύτερες (και φθηνότερες), θα βρουν το δρόμο τους σε ακόμη περισσότερα βιομηχανικά και καταναλωτικά προϊόντα AI. Πλέον έξυπνα αυτοκίνητα ήδη χρησιμοποιούν μια μορφή τεχνολογίας lidar για να «δουν» το περιβάλλον τους (αρκετά ενδιαφέρον, τα αυτοκίνητα Tesla δεν χρησιμοποιούν lidar).
Ενώ η κάμερα ToF στο νέο κινητό σας τηλέφωνο περιορίζεται σε εφαρμογές φωτογραφίας, AR και αναγνώρισης προσώπου, τώρα είναι μια καλή στιγμή για να εξοικειωθείτε με την τεχνολογία. Τελικά, οι κάμερες ToF θα είναι παντού.
Πηγές: Γάτα
