최근 ToF 카메라는 최신 플래그십 스마트폰의 카메라 세트에 없어서는 안될 부분이 되었습니다. 그러나 어떻게 작동하며 왜 필요하며 어디에서 사용할 수 있습니까?
대부분의 사용자는 "그렇습니다."라고 말할 것입니다. 사실 ToF 센서에 대한 정보는 거의 공개되지 않습니다. 동료 기자들이 전부가 아니라 전문적인 전문가라도 그 필요성을 명확하게 설명할 수 없다면 말입니다. 이 문제를 좀 더 명확히 합시다. 아마도 텍스트의 일부에는 많은 용어가 포함될 것이지만 ToF 카메라가 무엇인지, 어디에 그 기능을 적용할 수 있으며 어떻게 작동하는지 최대한 간단하게 설명하려고 합니다. 자, 가자!
ToF 카메라란?
제차 세계 대전의 잠수함 영화를 기억하십니까? 적함을 탐지하는 데 사용되는 음파 탐지기 장비가 거기에 나타났습니다. 장치는 물 공간으로 소리 "핑"을 보내고 신호가 반사될 때까지 기다립니다. 음파가 돌아오는 데 걸리는 시간에 따라 전문가는 적 잠수함의 위치를 파악하려고 했다.
소나와 마찬가지로 ToF 카메라는 빛이 물체에서 반사되는 데 걸리는 시간을 측정합니다. 그런 다음 카메라는 지연 데이터를 사용하여 거리를 결정합니다. 따라서 ToF 센서는 세계의 차원 지도를 생성합니다.
그래서 ToF 카메라를 "깊이 카메라"라고도 합니다. ToF 카메라(비행 시간)는 적외선 스펙트럼에서 일종의 빛을 방출한 다음 물체에서 반사되는 속도를 기록할 수 있는 센서입니다. 센서 자체는 두 부분으로 구성됩니다. 첫 번째는 적외선을 방출하는 다이오드이고 두 번째는 특수 감광 매트릭스입니다.
카메라는 물체에서 반사된 빛이 물체로 되돌아오는 시간을 측정합니다. 나노초까지의 정확도로 이루어진 계산을 기반으로 이 장치는 센서에서 개별 물체의 거리를 정확하게 추정할 수 있을 뿐만 아니라 모양도 결정할 수 있습니다. 사실, 그것은 소나 소나와 매우 유사합니다. 이 경우에만 소리 대신 빛을 물체에 보냅니다.
비슷한 원리로 작동하는 센서는 자율주행차나 NASA에서 제작한 우주 탐사선에도 사용됩니다. 점진적인 소형화와 상대적으로 낮은 제조 비용은 이 기술이 오늘날 주머니에 있을 수 있음을 의미합니다. 사실 ToF 센서는 이미 많은 상위 스마트폰에 탑재되어 있습니다. 다음은 ToF 카메라가 장착된 일부 모바일 장치입니다.
- Samsung Galaxy S10 5G
- Samsung Galaxy Note10 +
- Samsung Galaxy S20 +
- Samsung Galaxy S20 울트라 5G
- LG G8 씬 Q
- OPPO RX17 프로
- 명예 경의 20보기
- Huawei P30 Pro
- Huawei Mate 30 Pro
- Huawei P40 Pro
- 오포 리노
- Sony Xperia XZ4
나는 이 센서의 잠재력이 단순히 거대하기 때문에 매년 이 목록이 확장될 것이라고 확신합니다. 아마도 곧 Google은 Pixel에 이러한 카메라를 설치할 것입니다. 라는 희망도 있다. Apple ToF 센서에 주목하여 이 기술의 대중화에 기여하고 그 기능을 최대한 활용하겠습니다. 새로운 iPad Pro에 유사한 센서가 등장한 것은 헛된 것이 아닙니다.
이론은 분명합니다. 이제 ToF 카메라가 실제로 무엇을 할 수 있는지 자세히 살펴보겠습니다. 이 센서를 단순히 가져 와서 켤 수는 없지만 일부 응용 프로그램에서는 카메라로 촬영할 때도 사용할 수 있음을 이해해야 합니다.
ToF 카메라는 어떻게 사용할 수 있습니까?
우리는 거리를 측정합니다
일부 스마트폰에서 Samsung (Note10+, S20+ 및 S20 Ultra 포함) 및 Huawei (P30 Pro, Mate 30 Pro 포함, Huawei P40 Pro) 측정이라는 거리 측정 앱을 설치할 수 있습니다.
모든 것이 매우 간단하고 인상적인 정확도로 작동합니다. 테스트의 일환으로 이 앱과 스마트폰을 사용하여 측정했습니다. Samsung Galaxy S20 울트라 길이, 너비 및 대각선은 TV 화면의 화면과 전화기의 치수를 센티미터 단위로 표시했습니다.
사진을 찍을 때 배경 흐림
3D 렌더링 시스템의 한 가지 응용 프로그램은 디지털 피사계 심도를 생성하여 사진이나 비디오에 흐린 배경을 추가할 수 있습니다. 현재로서는 동영상이 아닌 사진에만 적용됩니다. 이 기능을 사용하면 사진의 인상을 망치는 프레임이나 배경에 들어간 불필요한 개체를 제거할 수도 있습니다.
또한 일부 휴대폰에서는 ToF 센서가 자동 초점을 지원하거나 세로 모드에서 배경을 더 정확하게 흐리게 처리할 수 있습니다. 요컨대, 팔로워를 기쁘게 하기 위해 더 나은 셀카를 찍는 데 도움이 됩니다. Instagram.
모션 추적
LG G8 ThinQ 스마트폰에는 전면 패널에 ToF 센서가 있으며 무엇보다도 우주에서 수행되는 제스처를 감지하는 데 사용됩니다. 나는 그러한 제스처를 사용할 가능성에 대해 이야기하고 싶지 않습니다. 직접 보는 것이 좋습니다.
Google Play에는 컨트롤러에서 지원하는 것과 유사한 여러 모션 게임도 있습니다. Microsoft 키넥트.
3D 모델 및 증강 현실 생성
ToF 카메라의 도움으로 3D 모델을 만들 수 있다는 가능성은 끝없이 이야기될 수 있습니다. 이미 이제 다양한 각도에서 셀카 사진을 사용하여 얼굴 모델을 만들고 3D 프린터가 있으면 인쇄할 수도 있습니다. 물론 누군가는 이것이 단지 게임과 엔터테인먼트라고 말할 것입니다. 그러나 미래에는 ToF 카메라가 자동차 또는 기타 메커니즘의 부품을 만드는 데 사용될 가능성이 큽니다.
가상 현실과 증강 현실이 점점 더 집요하게 우리의 문을 두드리고 있습니다. 증강현실을 지원하는 게임이 스마트폰에 점점 더 많이 등장하고 있습니다. Android 그리고 iOS. 흥미롭고 교육적이며 유익하게 시간을 보낼 수 있습니다. 특히 Play Market에서는 이미 Google ARCore 플랫폼을 지원하는 수많은 애플리케이션과 게임을 찾을 수 있습니다. AR 애플리케이션용 Google Play 서비스를 다운로드하여 설치하면 충분하며, 이러한 게임과 애플리케이션을 증강 현실에서 사용할 수 있습니다. 증강현실의 효과를 마음껏 누릴 수 있는 것이 바로 ToF 카메라의 활용이다.
차례로, 새로운 Apple iPad Pro 깊이 센서는 증강 현실 모드에서 카메라의 이미지에 가상 개체를 더 정확하게 오버레이합니다.
스마트폰을 야간 투시 장치로?
현재 대부분의 장치에서 ToF 센서는 사용자가 거의 감지할 수 없을 정도로 작동하며 장면의 깊이를 결정해야 하는 기능만 지원합니다.
그러나 Google Play에서 Night Vision이라는 훌륭한 응용 프로그램을 찾았습니다. 이 응용 프로그램을 사용하면 3D 스캐너를 특이한 역할로 사용할 수 있습니다. 나는 그것을 내 것에 설치했다. Huawei P30 프로.
앱은 ToF 센서가 캡처한 내용을 실시간으로 표시합니다. 사람의 눈에는 보이지 않는 적외선을 사용하기 때문에 완전한 어둠 속에서도 깊이 맵을 선명하게 볼 수 있습니다.
이렇게 작은 센서가 스캔할 수 있는 영역이 얼마나 넓은지 놀랐습니다. 수십 센티미터 후에 수축 될 것이라고 예상했지만 실제로는 순식간에 전체 방의 4 차원 맵을 만들 수 있음이 밝혀졌습니다. ToF 카메라는 5-미터 거리에서 작은 물체의 모양을 쉽게 감지합니다.
귀하의 자녀는 특히 그러한 야간 투시경 장치를 좋아할 것입니다. 나는 그녀가 즉시 당신의 아파트나 집의 가장 어두운 구석을 탐험하기 위해 달려갈 것이라고 확신합니다.
생체 인식 센서로서의 ToF 카메라
ToF 카메라는 적외선 다이오드와 매트릭스가 숨겨진 두 개의 소형 구멍 형태로 가장 자주 구현됩니다. 여기서 질문이 생깁니다. "왜 Apple 여러 센서가 전화기 화면 너비의 절반 이상을 차지하는 TrueDepth 시스템 대신 이 기술을 사용하고 싶지 않습니까?”
그 이유는 아마도 스캔 품질이 좋지 않기 때문일 것입니다. 현재 스마트폰에 사용되는 ToF 카메라는 해상도가 매우 낮아(최대 240p) 픽셀화 된 이미지가 많습니다.
보시다시피, 그러한 스캔의 세부 사항은 소프트웨어가 얼굴 특징을 정확하게 식별하기에는 너무 작습니다.
그러나 개인적으로 얼굴 스캐너가 하이브리드 모드에서 작동하지 않는다는 금기 사항이 없습니다. 이론적으로 셀카 카메라가 얼굴 특징을 분석하고 열린 눈을 감지하는 것과 동시에 ToF 센서는 사진이 아닌 특정 모양과 크기의 차원 물체를 실제로 다루고 있는지 확인합니다.
이러한 스캐너는 속이기가 매우 어렵고 동시에 빠르고 저렴하며 비침습적입니다. 그래서 나는 가까운 장래에 놀라지 않을 것입니다. Apple ToF 기술을 사용하여 차세대 Face ID 스캐너를 만들 것이므로 이러한 종류의 3D 얼굴 인식이 더 보편화될 것입니다.
나는 그것을 알아낼 수 있었다. Huawei P40 Pro에는 그런 ToF 센서가 설치되어 있으며, 전면 듀얼 카메라 사이에 위치하여 얼굴 잠금 해제 프로세스에 참여합니다. 그리고 여전히 얼굴로 잠금 해제가 켜져 있는 이유가 궁금했습니다. Huawei P40 Pro는 이전 모델인 P30 Pro보다 훨씬 빠릅니다. 또한 사진의 도움으로 새로운 기함을 속이는 것은 확실히 불가능합니다. 방금 확인했습니다.
모바일 영화 제작자를 위한 미래 앱
스마트폰을 사용하여 동영상을 촬영하는 사람이라면 누구나 3D ToF 기술을 사용하여 배경에 얕은 피사계 심도를 추가할 수 있다면 매우 흥미로울 것입니다. 특히 프로세스를 포스트 프로덕션으로 이전할 수 있는 경우 더 많은 유연성을 제공합니다.
또한 ToF 기능은 비디오에 컴퓨터 효과를 추가하는 사람들에게 잠재적인 관심 대상입니다. 예를 들어 동영상에서 움직임을 추적할 때는 가능한 한 정확하게 물체에 초점을 맞추는 것이 좋습니다. 3D 지도를 사용하면 초점이 맞춰진 모든 것을 촬영할 수 있고 나중에 필요한 경우 필요한 배경 흐림 효과와 특수 효과를 추가할 수 있습니다.
이것은 내 추측일 뿐이지만 3D 스캐닝은 확실히 비디오 캡처 프로세스를 개선할 수 있는 엄청난 잠재력을 가지고 있습니다. 이것은 이미 현대 영화를 통해 입증되었으며 곧 소비자 부문에 등장할 것입니다.
동영상 촬영 시 스마트폰 카메라에서 이러한 기능을 아직 사용할 수 없는 이유는 아마도 처리 능력을 높여야 할 필요가 있기 때문일 것입니다. 테스트 결과 ToF 센서를 사용할 때 스마트폰이 뜨거워지는 것으로 나타났습니다. 그리고 그들은 능동 냉각이 없기 때문에 이것은 약간의 문제가 될 수 있습니다.
그러나 모바일 프로세서의 성능이 향상됨에 따라 ToF 카메라가 사진 및 비디오 애플리케이션에서 더 널리 사용될 것이라고 생각합니다.
한 가지 확실하게 말할 수 있는 것은 ToF는 큰 잠재력을 가지고 있습니다.
스마트폰이 초정밀 거리 측정기나 야간 투시경으로 기능할 수 있다는 사실만으로도 다시는 ToF 센서가 없는 전화기를 사지 않을 것입니다. 이것은 최근 몇 년 동안 가장 흥미로운 기술 중 하나이며 아직 시작 단계에 불과합니다.
이렇게 작은 센서가 많은 일을 할 수 있다는 것이 놀랍습니다. 제조업체와 앱 개발자가 계속해서 해당 기능을 활용하기 위해 노력할 것이라는 점을 이해하고 있습니다. ToF 카메라의 새로운 애플리케이션에 대해 한 번 이상 듣게 될 것이라고 확신합니다. 그리고 이제 이것이 스마트 폰 카메라의 주요 세트에 불필요한 추가라고 누가 말할 것입니까?
흥미로운 정보