Baru-baru ini, kamera ToF telah menjadi bagian integral dari rangkaian kamera smartphone flagship modern. Tetapi bagaimana cara kerjanya, mengapa mereka dibutuhkan sama sekali dan di mana mereka dapat digunakan?
"Ya, biarlah," sebagian besar pengguna akan berkata. Faktanya adalah sangat sedikit informasi yang dipublikasikan tentang sensor ToF. Kecuali rekan-rekan jurnalis saya, dan tidak semuanya, dan bahkan para ahli khusus, dapat dengan jelas menjelaskan perlunya mereka. Mari kita berikan kejelasan untuk masalah ini. Mungkin sebagian teks akan berisi banyak istilah, tetapi saya akan mencoba menjelaskan sesederhana mungkin apa itu kamera ToF, di mana Anda dapat menerapkan kemampuannya dan bagaimana melihatnya beraksi. Ayo pergi!
Apa itu kamera ToF?
Ingat film-film kapal selam dari Perang Dunia II? Peralatan sonar yang digunakan untuk mendeteksi kapal musuh muncul di sana. Perangkat mengirimkan suara "ping" ke ruang air dan menunggu sinyal dipantulkan. Bergantung pada waktu yang dibutuhkan gelombang suara untuk kembali, spesialis mencoba menentukan lokasi kapal selam musuh.
Sama seperti sonar, kamera ToF mengukur waktu yang dibutuhkan cahaya untuk memantul dari suatu objek. Kamera kemudian menggunakan data delay untuk menentukan jarak. Dengan demikian, sensor ToF membuat peta dunia tiga dimensi.
Itu sebabnya kamera ToF juga terkadang disebut "kamera kedalaman". Kamera ToF (Time of Flight) adalah sensor yang mampu memancarkan beberapa jenis cahaya dalam spektrum inframerah dan kemudian merekam kecepatan pantulannya dari objek. Sensor itu sendiri terdiri dari dua bagian: yang pertama adalah dioda yang memancarkan cahaya inframerah, dan yang kedua adalah matriks peka cahaya khusus.
Kamera mengukur waktu setelah cahaya yang dipantulkan dari objek kembali ke sana. Berdasarkan perhitungan yang dibuat dengan akurasi hingga nanodetik, perangkat ini tidak hanya dapat memperkirakan secara akurat jarak objek individual dari sensor, tetapi juga menentukan bentuknya. Benar, ini sangat mirip dengan sonar sonar. Hanya dalam kasus ini, kami mengirim cahaya ke objek, bukan suara.
Sensor yang bekerja dengan prinsip serupa juga digunakan pada mobil otonom atau bahkan pesawat luar angkasa yang dibuat oleh NASA. Miniaturisasi progresif dan biaya produksi yang relatif rendah berarti bahwa teknologi ini dapat ada di saku Anda hari ini. Faktanya adalah sensor ToF sudah ada di banyak smartphone top. Berikut beberapa perangkat seluler yang dilengkapi dengan kamera ToF:
- Samsung Galaxy S10 5G
- Samsung Galaxy Note10 +
- Samsung Galaxy S20 +
- Samsung Galaxy S20Ultra 5G
- LG G8 Tipis Q
- OPPO RX17 Pro
- Honor View 20
- Huawei P30 Pro
- Huawei Mate 30 Pro
- Huawei P40 Pro
- OPPO Reno
- Sony Xperia XZ4
Saya yakin setiap tahun daftar ini hanya akan bertambah, karena potensi sensor ini sangat besar. Mungkin segera Google juga akan memasang kamera seperti itu di Pixel-nya. Ada juga harapan bahwa dan Apple akan memperhatikan sensor ToF dan berkontribusi pada mempopulerkan besar teknologi ini, serta memanfaatkan sepenuhnya kemampuannya. Bukan tanpa alasan sensor serupa muncul di iPad Pro baru.
Nah, teorinya jelas, sekarang mari kita lihat lebih dekat apa yang mampu dilakukan kamera ToF dalam praktiknya. Perlu dipahami bahwa Anda tidak bisa begitu saja mengambil dan menyalakan sensor ini, tetapi Anda masih dapat menggunakannya di beberapa aplikasi, bahkan saat memotret dengan kamera.
Bagaimana kamera ToF dapat digunakan?
Kami mengukur jarak
Pada beberapa smartphone Samsung (termasuk Note10+, S20+ dan S20 Ultra) dan Huawei (termasuk P30 Pro, Mate 30 Pro, Huawei P40 Pro) Anda dapat menginstal aplikasi pengukuran jarak yang disebut Measure.
Semuanya bekerja cukup sederhana dan dengan akurasi yang mengesankan. Sebagai bagian dari tes, saya mengukur menggunakan aplikasi ini dan smartphone Samsung Galaxy S20 Ultra panjang, lebar dan diagonal layar TV Anda, dan telepon memberikan dimensi ke sentimeter terdekat.
Latar belakang kabur saat mengambil foto
Salah satu aplikasi sistem rendering 3D mungkin untuk membuat kedalaman bidang digital sehingga Anda dapat menambahkan latar belakang buram ke foto atau video Anda. Ini hanya berfungsi untuk foto saat ini, bukan video. Fungsi ini juga memungkinkan kita untuk menyingkirkan objek yang tidak perlu yang masuk ke dalam bingkai atau latar belakang yang merusak kesan gambar.
Selain itu, pada beberapa ponsel, sensor ToF mendukung fokus otomatis atau memungkinkan Anda memburamkan latar belakang dengan lebih akurat dalam mode potret. Singkatnya, ini membantu Anda mengambil selfie yang lebih baik untuk menyenangkan pengikut Anda, seperti di Instagram.
Pelacakan gerak
Smartphone LG G8 ThinQ memiliki sensor ToF yang terletak di panel depan, yang digunakan antara lain untuk mendeteksi gerakan yang dilakukan di luar angkasa. Saya tidak benar-benar ingin berbicara tentang kemungkinan menggunakan gerakan seperti itu, lebih baik lihat sendiri.
Google Play juga memiliki beberapa permainan gerak serupa yang didukung oleh pengontrol Microsoft Kinekt.
Pembuatan model 3D dan augmented reality
Kemungkinan membuat model 3D dengan bantuan kamera ToF dapat dibicarakan tanpa henti. Sekarang, Anda dapat menggunakan foto selfie dari sudut yang berbeda untuk membuat model wajah Anda dan bahkan mencetaknya jika Anda memiliki printer 3D. Tentu saja, seseorang akan mengatakan bahwa ini hanya permainan dan hiburan. Namun tidak menutup kemungkinan di masa depan, kamera ToF akan digunakan untuk membuat suku cadang untuk mobil atau mekanisme lainnya.
Virtual dan augmented reality terus-menerus mengetuk pintu kita. Game dengan dukungan augmented reality semakin banyak bermunculan di smartphone Android dan iOS. Ini mengasyikkan, mendidik, dan memungkinkan Anda menghabiskan waktu dengan manfaat. Secara khusus, di Play Market Anda sudah dapat menemukan banyak sekali aplikasi dan game yang mendukung platform Google ARCore. Cukup mengunduh dan menginstal aplikasi Layanan Google Play untuk AR, dan game serta aplikasi tersebut akan tersedia untuk Anda dalam augmented reality. Justru penggunaan kamera ToF yang memungkinkan Anda menikmati efek augmented reality sepenuhnya.
Pada gilirannya, di baru Apple Sensor kedalaman iPad Pro bertanggung jawab untuk overlay objek virtual yang lebih akurat pada gambar dari kamera dalam mode augmented reality.
Smartphone sebagai perangkat night vision?
Saat ini, untuk sebagian besar perangkat, sensor ToF bekerja hampir tanpa terasa bagi pengguna, hanya mendukung fungsi yang memerlukan penentuan kedalaman pemandangan.
Namun, di Google Play saya menemukan aplikasi luar biasa bernama Night Vision, yang memungkinkan Anda menggunakan pemindai 3D dalam peran yang tidak biasa. Saya menginstalnya di milik saya Huawei P30 Pro.
Aplikasi ini menampilkan secara real-time apa yang ditangkap oleh sensor ToF. Karena menggunakan cahaya inframerah, yang tidak terlihat oleh mata manusia, peta kedalaman terlihat jelas bahkan dalam kegelapan total.
Saya terkejut melihat seberapa besar area yang dapat dipindai oleh sensor sekecil itu. Saya berharap itu akan mengempis setelah beberapa puluh sentimeter, tetapi dalam praktiknya ternyata Anda dapat membuat peta tiga dimensi dari seluruh ruangan dalam sekejap. Kamera ToF dengan mudah mendeteksi bentuk benda kecil pada jarak 4-5 meter.
Anak Anda terutama akan menyukai perangkat penglihatan malam seperti itu. Saya yakin dia akan segera berlari menjelajahi sudut-sudut tergelap apartemen atau rumah Anda.
Kamera ToF sebagai sensor biometrik
Kamera ToF paling sering diimplementasikan dalam bentuk dua lubang mini, di mana dioda inframerah dan matriks disembunyikan. Di sini muncul pertanyaan: "Mengapa Apple tidak ingin menggunakan teknologi ini daripada sistem TrueDepth-nya, yang beberapa sensornya menempati lebih dari setengah lebar layar ponsel?”
Alasannya mungkin kualitas pemindaian yang buruk. Kamera ToF yang digunakan di smartphone saat ini memiliki resolusi yang sangat rendah (hingga 240p), menghasilkan gambar dengan piksel tinggi.
Seperti yang Anda lihat, detail pemindaian semacam itu terlalu kecil bagi perangkat lunak untuk mengidentifikasi fitur wajah secara akurat.
Tapi, secara pribadi, saya tidak melihat kontraindikasi, yang menurutnya pemindai wajah tidak dapat bekerja dalam mode hybrid. Secara teoritis, pada saat yang sama kamera selfie menganalisis fitur wajah dan mendeteksi mata terbuka, sensor ToF memeriksa apakah itu benar-benar berurusan dengan objek tiga dimensi dengan bentuk dan ukuran tertentu, dan bukan foto.
Pemindai semacam itu berpotensi sangat sulit untuk dibodohi, dan pada saat yang sama cepat, murah, dan non-invasif. Jadi saya tidak akan terkejut jika dalam waktu dekat Apple akan menggunakan teknologi ToF untuk membuat pemindai ID Wajah generasi berikutnya, sehingga pengenalan wajah 3D semacam ini akan menjadi lebih umum.
Saya berhasil mengetahuinya di Huawei P40 Pro baru saja memasang sensor ToF, terletak di antara kamera depan ganda dan berpartisipasi dalam proses membuka kunci wajah. Dan saya masih bertanya-tanya mengapa membuka kunci dengan wajah aktif Huawei P40 Pro jauh lebih cepat dari pendahulunya, P30 Pro. Selain itu, sangat tidak mungkin untuk menipu flagship baru dengan bantuan foto. Barusan saya cek.
Aplikasi masa depan untuk pembuat film seluler
Siapapun yang menggunakan smartphone mereka untuk merekam video akan sangat tertarik jika teknologi 3D ToF dapat digunakan untuk menambahkan depth of field yang dangkal ke latar belakang. Apalagi jika prosesnya bisa dialihkan ke pasca produksi, karena memberikan lebih banyak fleksibilitas.
Selain itu, kemampuan ToF berpotensi menarik bagi mereka yang menambahkan efek komputer ke video mereka. Misalnya, saat melacak gerakan dalam video, lebih baik fokus pada objek setepat mungkin. Menggunakan peta 3D seharusnya memungkinkan kita untuk memotret segala sesuatu dalam fokus, dan kemudian menambahkan keburaman latar belakang yang diperlukan dan efek khusus jika diperlukan.
Ini hanya spekulasi di pihak saya, tetapi pemindaian 3D tentu memiliki potensi besar untuk meningkatkan proses pengambilan video. Ini sudah dibuktikan oleh sinema modern dan saya harap segera muncul di segmen konsumer.
Alasan mengapa fungsi-fungsi ini belum tersedia di kamera smartphone saat merekam video mungkin terkait dengan kebutuhan untuk meningkatkan daya pemrosesan. Pengujian telah membuktikan bahwa smartphone memanas saat menggunakan sensor ToF. Dan karena mereka tidak memiliki pendinginan aktif, ini bisa menjadi sedikit masalah.
Namun seiring dengan meningkatnya kekuatan prosesor seluler, saya pikir kamera ToF akan menjadi lebih banyak digunakan dalam aplikasi foto dan video.
Satu hal yang bisa dikatakan pasti - ToF memiliki potensi besar
Fakta bahwa smartphone dapat berfungsi sebagai alat pengukur jarak ultra-presisi atau perangkat night vision berarti saya tidak akan pernah lagi membeli telepon tanpa sensor ToF. Ini adalah salah satu teknologi paling menarik dalam beberapa tahun terakhir, dan ini baru di awal perjalanannya.
Sungguh menakjubkan bahwa sensor sekecil itu dapat melakukan banyak hal. Saya yakin bahwa produsen dan pengembang aplikasi akan terus berupaya mengeksploitasi kemampuannya. Saya yakin kita akan mendengar lebih dari sekali tentang aplikasi baru kamera ToF. Dan sekarang siapa yang akan mengatakan bahwa ini adalah tambahan yang tidak perlu untuk set utama kamera smartphone?
informasi yang menarik