Mais e mais fabricantes estão se gabando de que seus telefones têm câmeras Time of Flight (ToF). Mas o que são câmeras ToF, como funcionam e por que você quer uma em seu smartphone?
As câmeras ToF têm resolução de profundidade extra
Em um nível muito básico, as câmeras ToF são apenas câmeras HD normais com uma resolução de profundidade aumentada. Na verdade, telefones como o 2019 Huawei P30 Pro apresentam uma resolução de profundidade quatro vezes melhor do que as câmeras convencionais. Embora "resolução de profundidade" possa soar como jargão fotográfico confuso, na verdade é fácil de entender. Uma câmera com resolução de alta profundidade pode diferenciar entre objetos que estão próximos (em primeiro plano) e distantes (em segundo plano).
Na fotografia, essa ideia de primeiro e segundo plano é chamada profundidade de campo . É o que cria uma sensação de realismo ou foco. Objetos próximos parecem nítidos, com contornos claros, enquanto objetos distantes parecem levemente borrados.
Com uma câmera ToF, os fotógrafos têm mais opções para controlar sua profundidade de campo. Claro, você não precisa ser um fotógrafo para se beneficiar da resolução de profundidade aumentada de uma câmera ToF. As configurações automáticas da câmera, quando emparelhadas com uma câmera ToF, devem produzir imagens impressionantes com um primeiro plano e fundo bem definidos. Uma câmera ToF também pode ser usada para produzir um vídeo impressionante com estabilização de imagem avançada ou para aumentar a precisão de seus filtros do Instagram.
Além disso, a câmera ToF de um telefone pode ser usada para reconhecimento facial , gestos e videogames de RA. Lembra como o Pokémon Go usa sua câmera para colocar um Pokémon em seu ambiente? As câmeras ToF podem tornar esse recurso muito mais convincente.
Esta tecnologia não é nova
Curiosamente, as câmeras ToF existem desde o final dos anos 70. Só demorou um pouco para que a tecnologia se tornasse barata e conveniente o suficiente para aplicativos de consumo.
No passado, as câmeras ToF eram usadas para mapeamento topográfico, automação de máquinas industriais e portas automáticas. Mas a tecnologia chegou a muitas casas (incluindo a sua, provavelmente) em 2014. O Kinect do Xbox One usa uma câmera ToF para identificar rostos e rastrear os gestos das mãos com precisão.
Em abril de 2019, havia apenas alguns telefones com câmeras ToF integradas, como o LG G8 ThinQ , a Honor View 20 , a Huawei P30 Pro , e as A oposição RX17 . Esses telefones são comercializados para fotógrafos e geeks, mas eles estão definindo o padrão para telefones futuros, incluindo Samsung e Da Apple Lançamentos de 2019 e 2020.
Ok, as câmeras ToF são super legais e existem desde o lançamento de Star Wars. Mas como eles funcionam? Por que eles têm uma resolução de profundidade tão grande?
Câmeras ToF usam Lidar para medir a profundidade
Você sabe como morcegos e golfinhos usam o som para “ver” seu ambiente? Bem, nós roubamos esse truque, colocamos em alguns submarinos e o chamamos de sonar. As câmeras ToF usam uma técnica semelhante para medir a profundidade, mas é chamada lidar e depende de pulsos de luz infravermelha em vez de som.
Quando você tira uma foto com a câmera ToF de um telefone, ela emite um pulso de luz infravermelha invisível que se reflete em objetos próximos. Parte dessa luz se espalha para o abismo, mas a maior parte retorna para a câmera ToF do telefone.
Como a onda de sonar de um morcego, uma onda lidar retorna em pedaços. A luz infravermelha que reflete em objetos próximos retornará para a câmera ToF rapidamente, enquanto a luz que reflete em objetos distantes demorará um pouco mais. Seu telefone mede quanto tempo leva para cada raio de luz retornar, processa alguns números e cria um mapa de profundidade 3D detalhado.
É um pouco como aqueles brinquedos de quadro que você pressiona seu rosto. Esses brinquedos têm um “efeito 3D” porque seu nariz, que está próximo à prancha, cria um recuo maior do que seus olhos e bochechas, que estão relativamente longe da prancha.
Obviamente, o reflexo da luz infravermelha fornece apenas informações de profundidade ao telefone. É por isso que as câmeras ToF combinam a funcionalidade IR com uma câmera convencional de alta resolução. Seu telefone usa um software para misturar uma foto convencional com um mapa de profundidade IR 3D, e você acaba com uma imagem com primeiro plano e fundo bem definidos.
Futuras aplicações para câmeras ToF
Nos próximos anos, as câmeras ToF irão revolucionar a maneira como tiramos fotos e vídeos com nossos telefones. Mas vamos pensar sobre o quadro geral aqui. Estamos falando sobre uma forma de tecnologia que pode criar um mapa de profundidade de um ambiente à velocidade da luz. Suas aplicações vão muito além dos limites da fotografia.
Na verdade, sua primeira experiência com a câmera ToF de um telefone provavelmente não será apenas sobre fotografia. o Samsung Galaxy S10 5G incluirá câmeras ToF, tanto na frente quanto atrás. A Apple é notoriamente calada sobre os planos futuros do iPhone, mas existem rumores os iPhones de 2019 também podem incluir câmeras ToF. Sim, esta atualização fará com que suas selfies tenham uma aparência incrível, mas também aumentará a precisão do ID de rosto e outras medidas de segurança. Se você habilitar o reconhecimento facial enquanto configura seu telefone, ele capturará silenciosamente um mapa 3D do seu rosto antes que você tenha a chance de tirar selfies.
Os controles por gestos são outro aplicativo empolgante (embora indiscutivelmente idiota) para câmeras ToF. Sim, o sistema de gestos do Kinect vale a pena revirar os olhos, mas nos próximos anos, você provavelmente se verá usando tecnologia semelhante para controlar seu telefone, computador, assistente inteligente ou smartwatch. No momento, empresas como Em movimento estão trabalhando em aplicativos ToF para computadores desktop e fabricantes como Google estão usando sistemas de radar e lidar para criar smartwatches e assistentes inteligentes com mãos livres e controlados por gestos.
Junto com os controles de gestos, as câmeras ToF também são ideais para VR e AR formulários. Basicamente, coisas como Filtros do Instagram e Pokémon Go parecerão muito mais “reais” quando usados com uma câmera ToF. Mas para aplicações mais complicadas, como VR, câmeras ToF podem ser usadas para registrar os gestos e passos de um jogador. Eles também podem ser usados para mapear rapidamente ambientes físicos e convertê-los em mundos de RV, o que pode acelerar o desenvolvimento de jogos profissionais ou abrir o mercado de RV para desenvolvedores de jogos independentes.
Mas as câmeras ToF também têm finalidades práticas. No passado, eles foram usados para automação de máquinas em fábricas. Isso não vai mudar. Conforme as câmeras ToF ficam melhores (e mais baratas), elas encontrarão seu caminho para produtos de IA ainda mais industriais e de consumo. A maioria carros inteligentes já utilizam uma forma de tecnologia lidar para "ver" seu ambiente (curiosamente, os carros Tesla não usam lidar).
Embora a câmera ToF do seu novo celular seja limitada a aplicativos fotográficos, de RA e de reconhecimento facial, agora é um bom momento para se familiarizar com a tecnologia. Eventualmente, as câmeras ToF estarão em todos os lugares.
Fontes: Mouser
