最近、ToF カメラは、最新の主力スマートフォンのカメラ セットの不可欠な部分になっています。 しかし、それらはどのように機能し、なぜ必要なのか、どこで使用できるのでしょうか?
「彼らはそうです」とほとんどのユーザーは言うでしょう。 実際のところ、ToF センサーに関する情報はほとんど公開されていません。 私の仲間のジャーナリスト、そして彼ら全員ではなく、専門家でさえも、それらの必要性を明確に説明できない限り. この問題を明確にしましょう。 テキストの一部には多くの用語が含まれている可能性がありますが、ToF カメラとは何か、その機能を適用できる場所、および実際の動作を確認する方法をできるだけ簡単に説明しようとします. では、行きましょう！
ToFカメラとは？
第二次世界大戦の潜水艦映画を覚えていますか? そこに現れたのは、敵船を探知するソナー装置。 デバイスは、音「ピン」を水空間に送信し、信号が反射するのを待ちます。 音波が戻るまでの時間に応じて、専門家は敵の潜水艦の位置を特定しようとしました。
ソナーと同じように、ToF カメラは、光が物体から跳ね返るのにかかる時間を測定します。 次に、カメラは遅延データを使用して距離を決定します。 したがって、ToF センサーは世界の 次元マップを作成します。
そのため、ToF カメラは「深度カメラ」と呼ばれることもあります。 ToF カメラ (Time of Flight) は、赤外線スペクトルである種の光を放出し、物体からの反射速度を記録できるセンサーです。 センサー自体は つの部分で構成されています。 つ目は赤外線を放射するダイオードで、 つ目は特別な感光性マトリックスです。
カメラは、物体から反射された光が戻ってくるまでの時間を測定します。 ナノ秒までの精度で行われた計算に基づいて、デバイスはセンサーから個々のオブジェクトの距離を正確に推定するだけでなく、それらの形状を決定することもできます。 確かに、それはソナーソナーに非常に似ています。 この場合のみ、音の代わりに光をオブジェクトに送ります。
同様の原理で動作するセンサーは、自動運転車や NASA が製造した宇宙探査機にも使用されています。 進歩的な小型化と比較的低い製造コストは、この技術が今日あなたのポケットに入る可能性があることを意味します. 実際、ToFセンサーはすでに多くのトップスマートフォンに搭載されています。 以下は、ToF カメラを搭載したモバイル デバイスの一部です。
- Samsung Galaxy S10 5G
- Samsung Galaxy Note10 +
- Samsung Galaxy S20 +
- Samsung Galaxy S20ウルトラ5G
- LG G8シンQ
- OPPO RX17プロ
- 名誉の眺め20
- Huawei P30 Pro
- Huawei メイト30 Pro
- Huawei P40 Pro
- OPPO リノ
- Sony Xperia XZ4
このセンサーの可能性は非常に大きいため、このリストは毎年拡大するだけだと確信しています。 おそらくすぐに、GoogleもそのようなカメラをPixelsにインストールするでしょう。 という希望もあり、 Apple 当社はToFセンサーに注目し、その技術の大きな普及に貢献するとともに、その能力を最大限に発揮していきます。 同様のセンサーが新しいiPad Proに登場したのは当然です。
さて、理論は明らかです。ToF カメラの実際の機能を詳しく見てみましょう。 このセンサーを簡単にオンにすることはできませんが、カメラで撮影する場合でも、一部のアプリケーションで使用できることを理解する必要があります。
ToFカメラはどのように使用できますか?
距離を測ります
一部のスマートフォンでは Samsung (Note10+、S20+、S20 Ultra を含む) および Huawei (P30 Pro、Mate 30 Pro、 Huawei P40 Pro) Measure という距離測定アプリをインストールできます。
すべてが非常に簡単に、そして驚くほど正確に機能します。 テストの一環として、このアプリとスマートフォンを使用して測定しました Samsung Galaxy S20 Ultra の長さ、幅、およびテレビ画面の対角線、および電話は最も近いセンチメートルの寸法を与えました.
写真を撮ると背景がぼやける
3D レンダリング システムのアプリケーションの つは、デジタル被写界深度を作成して、写真やビデオにぼやけた背景を追加できるようにすることです。 これは現時点では写真でのみ機能し、ビデオでは機能しません。 この機能を使用すると、フレームや背景に入って画像の印象を損なう不要なオブジェクトを取り除くこともできます。
さらに、一部の携帯電話では、ToF センサーがオートフォーカスをサポートしているか、ポートレート モードで背景をより正確にぼかすことができます。 要するに、次のように、より良いセルフィーを撮ってフォロワーを喜ばせるのに役立ちます。 Instagram.
モーショントラッキング
LG G8 ThinQ スマートフォンのフロント パネルには ToF センサーが搭載されており、特に空間で実行されるジェスチャーを検出するために使用されます。 そのようなジェスチャーを使用する可能性についてはあまり話したくありません。自分で確認することをお勧めします。
Google Play には、コントローラーでサポートされているものと同様のモーション ゲームもいくつかあります Microsoft キネクト。
3D モデルと拡張現実の作成
ToF カメラの助けを借りて 3D モデルを作成する可能性については、際限なく語られます。 すでに、さまざまな角度からの自撮り写真を使用して顔のモデルを作成し、手元に 3D プリンターがあればそれを印刷することもできます。 もちろん、これはただのゲームや娯楽だと言う人もいます。 しかし、将来的には、自動車やその他のメカニズムの部品を作成するためにToFカメラが使用される可能性は十分にあります。
仮想現実と拡張現実は、ますます執拗に私たちのドアをノックしています。拡張現実をサポートするゲームがスマートフォンでますます登場しています。 Android そしてiOS。刺激的で勉強になり、有意義に時間を過ごすことができます。特に、Play マーケットでは、Google ARCore プラットフォームをサポートする多数のアプリケーションやゲームがすでに見つかります。 AR アプリケーション用の Google Play Services をダウンロードしてインストールするだけで、そのようなゲームやアプリケーションを拡張現実で利用できるようになります。 ToFカメラを使用するからこそ、拡張現実の効果を最大限に楽しむことができます。
順番に、新しい Apple iPad Pro の深度センサーは、拡張現実モードでカメラからの画像上に仮想オブジェクトをより正確にオーバーレイする役割を果たします。
暗視装置としてのスマートフォン？
現在、ほとんどのデバイスでは、ToF センサーはユーザーにほとんど気づかれずに機能し、シーンの深度を決定する必要がある機能のみをサポートしています。
ただし、Google Play で、Night Vision という優れたアプリケーションを見つけました。これにより、3D スキャナーを通常とは異なる役割で使用できるようになります。 私はそれを私のものにインストールしました Huawei P30プロ。
アプリは、ToF センサーが捉えたものをリアルタイムで表示します。 人間の目には見えない赤外光を使用しているため、完全な暗闇でも深度マップがはっきりと見えます。
このような小さなセンサーがスキャンできる範囲の広さに驚きました。 数十センチで空気が抜けると思っていたのですが、実際にやってみると部屋全体の立体図が一瞬で作成できることがわかりました。 ToF カメラは、4 ～ 5 メートルの距離にある小さなオブジェクトの形状を簡単に検出します。
あなたの子供は特にそのような暗視装置を気に入るはずです。 彼女はすぐにあなたのアパートや家の最も暗い隅を探索するために走ると確信しています.
生体認証センサーとしてのToFカメラ
ToFカメラは、ほとんどの場合、赤外線ダイオードとマトリックスが隠されているつの小さな穴の形で実装されています。 ここで疑問が生じます：「なぜ？ Apple 複数のセンサーが携帯電話の画面幅の半分以上を占める TrueDepth システムの代わりに、この技術を使用したくないですか?」
その理由は、おそらくスキャンの質の悪さにあります。 現在、スマートフォンで使用されている ToF カメラの解像度は非常に低く (最大 240p)、非常にピクセル化された画像になります。
ご覧のとおり、このようなスキャンの詳細は、ソフトウェアが顔の特徴を正確に識別するには小さすぎます。
しかし、個人的には、フェイススキャナーがハイブリッドモードで機能しないという禁忌は見られません。 理論的には、自撮りカメラが顔の特徴を分析して開いた目を検出すると同時に、ToF センサーは、写真ではなく、特定の形状とサイズの 次元オブジェクトを本当に扱っているかどうかを確認します。
このようなスキャナーは、だますのが非常に難しい可能性があり、同時に高速で安価で非侵襲的です。 だから、近い将来に Apple はToFテクノロジーを使用して次世代のFace IDスキャナーを作成するため、この種の3D顔認識はより一般的になるでしょう.
私はなんとかそれを見つけることができました Huawei P40 ProにはまさにそのようなToFセンサーが取り付けられており、デュアルフロントカメラの間に配置され、顔のロック解除プロセスに参加しています. そして、なぜ顔認証がオンになっているのか疑問に思っていました Huawei P40 Pro は、その前身である P30 Pro よりもはるかに高速です。 さらに、写真を使って新しい旗艦を欺くことは絶対に不可能です。 ちょうど私がチェックしました。
モバイル映画製作者向けの将来のアプリ
スマートフォンを使って動画を撮影する人なら誰でも、3D ToF 技術を使用して背景に浅い被写界深度を追加できることに非常に興味を持つでしょう。 特に、プロセスをポストプロダクションに移行できる場合は、柔軟性が向上します。
また、ToF 機能は、ビデオにコンピューター効果を追加する人にとって潜在的に興味深いものです。 たとえば、ビデオの動きを追跡する場合、オブジェクトにできるだけ正確に焦点を合わせる方が適切です。 3D マップを使用すると、すべてに焦点を合わせて撮影し、後で必要に応じて背景のぼかしや特殊効果を追加できます。
これは私の憶測にすぎませんが、3D スキャンには確かにビデオ キャプチャ プロセスを改善する大きな可能性があります。 これは現代の映画によってすでに証明されており、消費者セグメントにすぐに現れることを願っています.
スマートフォンのカメラで動画撮影時にこれらの機能がまだ利用できないのは、処理能力を高める必要性に関係していると思われます。 テストでは、ToF センサーを使用するとスマートフォンが熱くなることが証明されています。 また、アクティブな冷却機能がないため、これは少し問題になる可能性があります.
しかし、モバイル プロセッサの処理能力が向上するにつれて、ToF カメラは写真やビデオのアプリケーションでより広く使用されるようになると思います。
つ確かなことは、ToFには大きな可能性があるということです。
スマートフォンが超高精度距離測定デバイスまたは暗視デバイスとして機能できるという事実は、ToF センサーのない電話を二度と購入しないことを意味します。 これは近年の最も興味深い技術の つであり、その旅の始まりに過ぎません。
このような小さなセンサーでこれほど多くのことができるのは驚くべきことです。 私は、メーカーやアプリ開発者がその機能を活用するために引き続き取り組んでいくことを確信しています。 ToFカメラの新しいアプリケーションについては、何度も耳にすることでしょう。 そして今、これがスマートフォンカメラのメインセットへの不必要な追加であると誰が言うでしょうか?
興味深い情報