ผู้ผลิตจำนวนมากขึ้นเรื่อย ๆ ว่าโทรศัพท์ของตนมีกล้อง Time of Flight (ToF) แต่กล้อง ToF คืออะไรทำงานอย่างไรและทำไมคุณถึงต้องการกล้อง ToF ในสมาร์ทโฟนของคุณ?
กล้อง ToF มีความละเอียดความลึกพิเศษ
ในระดับพื้นฐานกล้อง ToF เป็นเพียงกล้อง HD ทั่วไปที่มีความละเอียดเชิงลึกเพิ่มขึ้น ในความเป็นจริงโทรศัพท์เช่นปี 2019 หัวเว่ย P30 Pro มีความละเอียดเชิงลึกที่ดีกว่ากล้องทั่วไปถึงสี่เท่า แม้ว่า "ความละเอียดเชิงลึก" อาจฟังดูสับสนในศัพท์แสงในการถ่ายภาพ แต่ก็เข้าใจได้ง่าย กล้องที่มีความละเอียดเชิงลึกสูงสามารถแยกความแตกต่างระหว่างวัตถุที่อยู่ใกล้ ๆ (เบื้องหน้า) และระยะไกล (ในพื้นหลัง)
ในการถ่ายภาพเรียกแนวคิดนี้ว่าฉากหน้าและฉากหลัง ระยะชัดลึก . เป็นสิ่งที่สร้างความรู้สึกเหมือนจริงหรือเน้น วัตถุที่อยู่ใกล้ ๆ ดูคมชัดโดยมีโครงร่างที่สะอาดตาในขณะที่วัตถุที่อยู่ห่างไกลจะดูเบลอเล็กน้อย
ด้วยกล้อง ToF ช่างภาพมีตัวเลือกมากขึ้นในการควบคุมระยะชัดลึก แน่นอนว่าคุณไม่จำเป็นต้องเป็นช่างภาพเพื่อใช้ประโยชน์จากความละเอียดเชิงลึกที่เพิ่มขึ้นของกล้อง ToF การตั้งค่ากล้องอัตโนมัติเมื่อจับคู่กับกล้อง ToF ควรให้ภาพที่สวยงามโดยมีฉากหน้าและพื้นหลังที่กำหนดไว้อย่างดี นอกจากนี้ยังสามารถใช้กล้อง ToF เพื่อสร้างวิดีโอที่สวยงามด้วยระบบป้องกันภาพสั่นไหวขั้นสูงหรือเพื่อเพิ่มความแม่นยำของฟิลเตอร์ Instagram ของคุณ
นอกจากนี้ยังสามารถใช้กล้อง ToF ของโทรศัพท์สำหรับขั้นสูงได้ การจดจำใบหน้า ท่าทางและวิดีโอเกม AR จำได้ว่า Pokemon Go ใช้กล้องของคุณเพื่อวางโปเกมอนในสภาพแวดล้อมของคุณอย่างไร? กล้อง ToF สามารถทำให้คุณสมบัตินั้นน่าเชื่อมากขึ้น
เทคโนโลยีนี้ไม่ใช่เรื่องใหม่
ผิดปกติพอกล้อง ToF มีมาตั้งแต่ปลายยุค 70 ใช้เวลาสักครู่กว่าที่เทคโนโลยีจะมีราคาถูกและสะดวกเพียงพอสำหรับการใช้งานของผู้บริโภค
ในอดีตกล้อง ToF ถูกใช้ในการทำแผนที่ภูมิประเทศระบบอัตโนมัติของเครื่องจักรในอุตสาหกรรมและประตูอัตโนมัติ แต่เทคโนโลยีดังกล่าวเข้ามาในบ้านหลายหลัง (รวมถึงของคุณด้วย) ย้อนกลับไปในปี 2014 Kinect ของ Xbox One ใช้กล้อง ToF เพื่อระบุใบหน้าและติดตามท่าทางของมือได้อย่างแม่นยำ
ในเดือนเมษายน 2019 มีโทรศัพท์เพียงไม่กี่รุ่นที่มีกล้อง ToF ในตัวเช่น LG G8 คิดว่า , ดูเกียรติยศ 20 , หัวเว่ย P30 Pro , และ ฝ่ายค้าน RX17 . โทรศัพท์เหล่านี้วางตลาดสำหรับช่างภาพและมืออาชีพ แต่พวกเขากำลังกำหนดมาตรฐานสำหรับโทรศัพท์ในอนาคตรวมถึง ซัมซุง และ แอปเปิ้ล รุ่นปี 2019 และปี 2020
โอเคกล้อง ToF นั้นยอดเยี่ยมมากและมีมาตั้งแต่ Star Wars แล้ว แต่พวกเขาทำงานอย่างไร? เหตุใดจึงมีความละเอียดเชิงลึกที่ยอดเยี่ยมเช่นนี้
กล้อง ToF ใช้ Lidar เพื่อวัดความลึก
คุณรู้หรือไม่ว่าค้างคาวและโลมาใช้เสียงเพื่อ "ดู" สภาพแวดล้อมของพวกมันอย่างไร เราขโมยเคล็ดลับนั้นติดไว้ในเรือดำน้ำและตั้งชื่อมันว่าโซนาร์ กล้อง ToF ใช้เทคนิคที่คล้ายกันในการวัดความลึก แต่เรียกว่า เพื่อจัดการ และอาศัยพัลส์ของแสง IR แทนเสียง
เมื่อคุณถ่ายภาพด้วยกล้อง ToF ของโทรศัพท์กล้องจะยิงชีพจรของแสง IR ที่มองไม่เห็นซึ่งสะท้อนออกจากวัตถุใกล้เคียง แสงบางส่วนกระจายลงไปในเหว แต่ส่วนใหญ่จะหาทางกลับเข้าไปในกล้อง ToF ของโทรศัพท์
เช่นเดียวกับคลื่นโซนาร์ของค้างคาวคลื่นไลดาร์จะส่งกลับเป็นบิตและเป็นชิ้น ๆ แสง IR ที่สะท้อนออกจากวัตถุใกล้เคียงจะกลับไปที่กล้อง ToF อย่างรวดเร็วในขณะที่แสงที่สะท้อนออกจากวัตถุที่อยู่ไกลจะใช้เวลานานกว่าเล็กน้อย โทรศัพท์ของคุณจะวัดระยะเวลาที่แสงแต่ละครั้งจะย้อนกลับมาบีบตัวเลขบางส่วนและสร้างแผนที่ความลึก 3 มิติโดยละเอียด
มันคล้าย ๆ กัน ของเล่นพินบอร์ด ที่คุณกดใบหน้าของคุณเข้าไป ของเล่นเหล่านี้มี "เอฟเฟกต์ 3 มิติ" เนื่องจากจมูกของคุณซึ่งอยู่ใกล้กับกระดานทำให้เกิดรอยเยื้องที่ใหญ่กว่าดวงตาและแก้มซึ่งอยู่ห่างจากกระดาน
แน่นอนว่าการสะท้อนของแสง IR จะให้ข้อมูลเชิงลึกแก่โทรศัพท์ของคุณเท่านั้น นั่นคือเหตุผลที่กล้อง ToF จับคู่ฟังก์ชัน IR กับกล้องความละเอียดสูงทั่วไป โทรศัพท์ของคุณใช้ซอฟต์แวร์เพื่อผสมผสานภาพถ่ายธรรมดากับแผนที่ความลึก IR 3D และคุณจะได้ภาพที่มีฉากหน้าและพื้นหลังที่กำหนดไว้อย่างดี
แอพพลิเคชั่นในอนาคตสำหรับกล้อง ToF
ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้ากล้อง ToF จะปฏิวัติวิธีการถ่ายภาพและวิดีโอด้วยโทรศัพท์ของเรา แต่ลองนึกถึงภาพรวมตรงนี้ เรากำลังพูดถึงเทคโนโลยีรูปแบบหนึ่งที่สามารถสร้างแผนที่เชิงลึกของสภาพแวดล้อมด้วยความเร็วแสง แอพพลิเคชั่นผลักดันให้ก้าวข้ามขอบเขตของการถ่ายภาพ
อันที่จริงประสบการณ์ครั้งแรกของคุณกับกล้อง ToF ของโทรศัพท์อาจไม่ใช่แค่การถ่ายภาพเท่านั้น Samsung Galaxy S10 5G จะรวมกล้อง ToF ทั้งด้านหน้าและด้านหลัง Apple มีชื่อเสียงอย่างแน่นหนาเกี่ยวกับแผน iPhone ในอนาคต แต่ มีข่าวลือ iPhones ปี 2019 อาจรวมถึงกล้อง ToF ด้วย ใช่การอัปเดตนี้จะทำให้ภาพเซลฟี่ของคุณดูน่าทึ่ง แต่จะเพิ่มความแม่นยำของ Face ID และมาตรการรักษาความปลอดภัยอื่น ๆ ด้วย หากคุณเปิดใช้งานการจดจำใบหน้าขณะตั้งค่าโทรศัพท์เครื่องจะจับภาพแผนที่ 3 มิติของใบหน้าของคุณอย่างเงียบ ๆ ก่อนที่คุณจะมีโอกาสถ่ายภาพเซลฟี่
การควบคุมท่าทางเป็นอีกหนึ่งแอปพลิเคชั่นที่น่าตื่นเต้น (แต่มีเนื้อหาที่น่าสนใจ) สำหรับกล้อง ToF ใช่ระบบท่าทางของ Kinect นั้นคุ้มค่าแก่การจับจ้อง แต่ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าคุณอาจพบว่าตัวเองใช้เทคโนโลยีที่คล้ายกันเพื่อควบคุมโทรศัพท์คอมพิวเตอร์ผู้ช่วยอัจฉริยะหรือนาฬิกาอัจฉริยะ ตอนนี้ บริษัท ต่างๆเช่น Inmotion กำลังทำงานกับแอปพลิเคชัน ToF สำหรับคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อปและผู้ผลิตเช่น Google กำลังใช้ระบบเรดาร์และลิดาร์เพื่อสร้างสมาร์ทวอทช์ที่ควบคุมด้วยท่าทางและผู้ช่วยอัจฉริยะ
นอกจากการควบคุมด้วยท่าทางแล้วกล้อง ToF ยังเหมาะอย่างยิ่งสำหรับ VR และ AR แอปพลิเคชัน ในระดับพื้นฐานสิ่งต่างๆเช่น Instagram Filters และ Pokemon Go จะดูเหมือน "จริง" มากขึ้นเมื่อใช้กับกล้อง ToF แต่สำหรับแอปพลิเคชันที่ซับซ้อนมากขึ้นเช่น VR อาจใช้กล้อง ToF เพื่อบันทึกท่าทางสัมผัสและฝีเท้าของนักเล่นเกม นอกจากนี้ยังสามารถใช้เพื่อทำแผนที่สภาพแวดล้อมทางกายภาพได้อย่างรวดเร็วและแปลงเป็นโลก VR ซึ่งสามารถเร่งการพัฒนาเกมระดับมืออาชีพหรือเปิดตลาด VR สำหรับนักพัฒนาเกมอินดี้
แต่กล้อง ToF ก็มีวัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติเช่นกัน ในอดีตมีการใช้เครื่องจักรอัตโนมัติในโรงงาน จะไม่เปลี่ยนแปลง เมื่อกล้อง ToF ดีขึ้น (และราคาถูกลง) พวกเขาจะหาทางเข้าสู่ผลิตภัณฑ์ AI ระดับอุตสาหกรรมและระดับผู้บริโภคมากขึ้น มากที่สุด รถยนต์อัจฉริยะ ใช้รูปแบบของเทคโนโลยี lidar เพื่อ "ดู" สภาพแวดล้อมของพวกเขาอยู่แล้ว (ที่น่าสนใจก็คือรถยนต์ Tesla ไม่ได้ใช้ lidar)
แม้ว่ากล้อง ToF ในโทรศัพท์มือถือเครื่องใหม่ของคุณจะ จำกัด เฉพาะแอปพลิเคชันถ่ายภาพ AR และการจดจำใบหน้า แต่ตอนนี้ก็เป็นช่วงเวลาที่ดีที่จะใช้เทคโนโลยีนี้ ในที่สุดกล้อง ToF จะอยู่ทุกที่
แหล่งที่มา: Mouser
