Kamakailan, ang mga ToF camera ay naging mahalagang bahagi ng set ng camera ng isang modernong flagship smartphone. Ngunit paano sila gumagana, bakit kailangan ang mga ito at saan ito magagamit?
"Sila ay, maging ito," sasabihin ng karamihan sa mga gumagamit. Ang katotohanan ay napakakaunting impormasyon ang nai-publish tungkol sa mga sensor ng ToF. Maliban kung ang aking mga kapwa mamamahayag, at hindi lahat sa kanila, at kahit na mga dalubhasang eksperto, ay malinaw na maipaliwanag ang pangangailangan para sa kanila. Magdala tayo ng kaunting kalinawan sa isyung ito. Marahil ang bahagi ng teksto ay naglalaman ng maraming mga termino, ngunit susubukan kong ipaliwanag nang simple hangga't maaari kung ano ang ToF camera, kung saan maaari mong ilapat ang mga kakayahan nito at kung paano ito makikita sa pagkilos. Ayun, tara na!
Ano ang ToF camera?
Tandaan ang mga submarine na pelikula mula sa World War II? Lumitaw doon ang mga kagamitang sonar na ginamit upang makita ang mga barko ng kaaway. Ang aparato ay nagpapadala ng tunog na "ping" sa espasyo ng tubig at naghihintay para sa signal na maipakita. Depende sa oras na inabot para bumalik ang sound wave, sinubukan ng espesyalista na matukoy ang lokasyon ng submarino ng kaaway.
Tulad ng sonar, ang isang ToF camera ay sumusukat sa oras na kinakailangan para sa liwanag na tumalbog sa isang bagay. Pagkatapos ay ginagamit ng camera ang data ng pagkaantala upang matukoy ang distansya. Kaya, ang ToF sensor ay lumilikha ng isang three-dimensional na mapa ng mundo.
Kaya naman ang mga ToF camera ay tinatawag ding "depth cameras". Ang ToF camera (Oras ng Paglipad) ay isang sensor na may kakayahang maglabas ng ilang uri ng liwanag sa infrared spectrum at pagkatapos ay i-record ang bilis ng pagmuni-muni nito mula sa bagay. Ang sensor mismo ay binubuo ng dalawang bahagi: ang una ay isang diode na nagpapalabas ng infrared na ilaw, at ang pangalawa ay isang espesyal na light-sensitive na matrix.
Sinusukat ng camera ang oras pagkatapos ng pagbabalik ng liwanag mula sa bagay dito. Batay sa mga kalkulasyon na ginawa nang may katumpakan hanggang sa isang nanosecond, hindi lamang nagagawa ng device na tumpak na tantiyahin ang distansya ng mga indibidwal na bagay mula sa sensor, ngunit upang matukoy din ang kanilang hugis. Totoo, ito ay halos kapareho ng sonar sonar. Sa kasong ito lamang, nagpapadala kami ng liwanag sa bagay sa halip na tunog.
Ang mga sensor na gumagana sa isang katulad na prinsipyo ay ginagamit din sa mga autonomous na sasakyan o kahit na mga space probe na ginawa ng NASA. Ang progresibong miniaturization at medyo mababa ang mga gastos sa pagmamanupaktura ay nangangahulugan na ang teknolohiyang ito ay maaaring nasa iyong bulsa ngayon. Ang katotohanan ay ang mga sensor ng ToF ay nasa maraming nangungunang mga smartphone. Narito ang ilang mga mobile device na nilagyan ng mga ToF camera:
- Samsung Galaxy S10 5G
- Samsung Galaxy Tandaan10 +
- Samsung Galaxy S20 +
- Samsung Galaxy S20Ultra 5G
- LG G8 Thin Q
- OPPO RX17 Pro
- Pasasalamat Tingnan ang 20
- Huawei P30 Pro
- Huawei Mate 30 Pro
- Huawei P40 Pro
- OPPO Reno
- Sony Xperia XZ4
Sigurado ako na bawat taon ay lalawak lamang ang listahang ito, dahil napakalaki ng potensyal ng sensor na ito. Marahil sa lalong madaling panahon ay i-install din ng Google ang gayong camera sa mga Pixel nito. May pag-asa din na at Apple ay magbibigay-pansin sa sensor ng ToF at mag-aambag sa mahusay na pagpapasikat ng teknolohiyang ito, gayundin ang ganap na paggamit ng mga kakayahan nito. Ito ay hindi para sa wala na ang isang katulad na sensor ay lumitaw sa bagong iPad Pro.
Well, ang teorya ay malinaw, ngayon tingnan natin nang mas malapit kung ano ang kaya ng ToF camera sa pagsasanay. Dapat itong maunawaan na hindi mo maaaring kunin at i-on ang sensor na ito, ngunit magagamit mo pa rin ito sa ilang mga application, kahit na kapag nag-shoot gamit ang isang camera.
Paano magagamit ang ToF camera?
Sinusukat namin ang distansya
Sa ilang mga smartphone Samsung (kabilang ang Note10+, S20+ at S20 Ultra) at Huawei (kabilang ang P30 Pro, Mate 30 Pro, Huawei P40 Pro) maaari kang mag-install ng app sa pagsukat ng distansya na tinatawag na Measure.
Ang lahat ay gumagana nang simple at may kahanga-hangang katumpakan. Bilang bahagi ng mga pagsubok, sinukat ko gamit ang application na ito at isang smartphone Samsung Galaxy S20 Ultra haba, lapad at dayagonal ng screen ng iyong TV, at ibinigay ng telepono ang mga sukat sa pinakamalapit na sentimetro.
Blur ang background kapag kumukuha ng larawan
Ang isang application ng isang 3D rendering system ay maaaring lumikha ng digital depth of field para makapagdagdag ka ng blur na background sa iyong mga larawan o video. Gumagana lang ito para sa mga larawan sa ngayon, hindi sa mga video. Ang function ay nagbibigay-daan din sa amin na mapupuksa ang mga hindi kinakailangang bagay na nakapasok sa frame o mga background na sumisira sa impresyon ng larawan.
Bilang karagdagan, sa ilang mga telepono, ang ToF sensor ay sumusuporta sa autofocus o nagbibigay-daan sa iyong i-blur ang background nang mas tumpak sa portrait mode. Sa madaling salita, nakakatulong ito sa iyong kumuha ng mas magagandang selfie upang pasayahin ang iyong mga tagasubaybay, tulad ng sa Instagram.
Pagsubaybay sa paggalaw
Ang LG G8 ThinQ smartphone ay may ToF sensor na matatagpuan sa front panel, na ginagamit, bukod sa iba pang mga bagay, upang makita ang mga kilos na ginawa sa kalawakan. Hindi ko talaga gustong pag-usapan ang mga posibilidad ng paggamit ng mga ganoong kilos, mas mahusay na makita mo ang iyong sarili.
Ang Google Play ay mayroon ding ilang motion game na katulad ng mga sinusuportahan ng controller Microsoft Kinect.
Paglikha ng mga 3D na modelo at augmented reality
Ang posibilidad ng paglikha ng mga 3D na modelo sa tulong ng isang ToF camera ay maaaring pag-usapan nang walang hanggan. Sa ngayon, maaari ka nang gumamit ng mga larawang pang-selfie mula sa iba't ibang mga anggulo upang lumikha ng isang modelo ng iyong mukha at kahit na i-print ito kung mayroon kang 3D printer sa kamay. Siyempre, may magsasabi na ito ay mga laro at libangan lamang. Ngunit ito ay lubos na posible na sa hinaharap, ToF camera ay gagamitin upang lumikha ng mga bahagi para sa mga kotse o iba pang mga mekanismo.
Ang virtual at augmented reality ay lalong patuloy na kumakatok sa ating pintuan. Ang mga larong may suporta para sa augmented reality ay lalong lumalabas sa mga smartphone Android at iOS. Ito ay kapana-panabik, pang-edukasyon at nagbibigay-daan sa iyong gugulin ang iyong oras nang may pakinabang. Sa partikular, sa Play Market makakahanap ka na ng malaking bilang ng mga application at laro na may suporta para sa Google ARCore platform. Ito ay sapat na upang i-download at i-install ang Google Play Services para sa AR application, at ang mga naturang laro at application ay magiging available sa iyo sa augmented reality. Ito ay tiyak na ang paggamit ng ToF camera na nagbibigay-daan sa iyong ganap na tamasahin ang epekto ng augmented reality.
Sa turn, sa bago Apple Ang depth sensor ng iPad Pro ay responsable para sa mas tumpak na overlay ng mga virtual na bagay sa larawan mula sa camera sa augmented reality mode.
Smartphone bilang isang night vision device?
Sa kasalukuyan, para sa karamihan ng mga device, ang ToF sensor ay gumagana halos hindi mahahalata para sa user, na sumusuporta lamang sa mga function na nangangailangan ng pagtukoy sa lalim ng eksena.
Gayunpaman, sa Google Play nakakita ako ng isang mahusay na application na tinatawag na Night Vision, na nagbibigay-daan sa iyong gamitin ang 3D scanner sa isang hindi pangkaraniwang papel. In-install ko ito sa akin Huawei P30 Pro.
Ipinapakita ng app sa real-time kung ano ang nakukuha ng ToF sensor. Dahil gumagamit ito ng infrared na ilaw, na hindi nakikita ng mata ng tao, ang depth map ay malinaw na nakikita kahit sa kadiliman.
Nagulat ako sa kung gaano kalaki ang isang lugar na maaaring mag-scan ng isang maliit na sensor. Inaasahan ko na ito ay deflate pagkatapos ng ilang sampu-sampung sentimetro, ngunit sa pagsasagawa ito ay lumabas na maaari kang lumikha ng isang three-dimensional na mapa ng buong silid sa isang iglap. Ang ToF camera ay madaling nakakakita ng hugis ng maliliit na bagay sa layo na 4-5 metro.
Lalo na magugustuhan ng iyong anak ang gayong device sa night vision. Sigurado ako na agad siyang tatakbo para tuklasin ang pinakamadilim na sulok ng iyong apartment o bahay.
ToF camera bilang isang biometric sensor
Ang ToF camera ay madalas na ipinapatupad sa anyo ng dalawang maliit na butas, kung saan nakatago ang infrared diode at ang matrix. Dito lumitaw ang tanong: "Bakit Apple ay hindi gustong gamitin ang teknolohiyang ito sa halip na ang TrueDepth system nito, na ang maraming sensor ay tumatagal ng higit sa kalahati ng lapad ng screen ng telepono?”
Ang dahilan ay marahil ang mahinang kalidad ng pag-scan. Ang mga ToF camera na ginagamit sa mga smartphone ay kasalukuyang may napakababang resolution (hanggang 240p), na nagreresulta sa mataas na pixelated na mga larawan.
Tulad ng nakikita mo, ang mga detalye ng naturang pag-scan ay masyadong maliit para sa software upang tumpak na matukoy ang mga tampok ng mukha.
Ngunit, sa personal, wala akong nakikitang anumang contraindications, ayon sa kung saan ang scanner ng mukha ay hindi maaaring gumana sa hybrid mode. Sa teorya, kasabay ng pagsusuri ng selfie camera sa mga tampok ng mukha at pag-detect ng mga bukas na mata, sinusuri ng sensor ng ToF kung talagang nakikipag-ugnayan ito sa isang three-dimensional na bagay na may partikular na hugis at sukat, at hindi isang larawan.
Ang nasabing scanner ay potensyal na napakahirap na lokohin, at sa parehong oras ito ay mabilis, mura at hindi nagsasalakay. Kaya hindi na ako magtataka kung in the near future Apple gagamit ng ToF technology para gumawa ng susunod na henerasyong Face ID scanner, kaya mas magiging karaniwan ang ganitong uri ng 3D facial recognition.
Nagawa kong malaman iyon sa Huawei Ang P40 Pro ay may naka-install na ToF sensor, ito ay matatagpuan sa pagitan ng dual front camera at nakikilahok sa proseso ng pag-unlock ng mukha. At nagtataka pa rin ako kung bakit naka-on ang pag-unlock gamit ang mukha Huawei Ang P40 Pro ay mas mabilis kaysa sa hinalinhan nito, ang P30 Pro. Bilang karagdagan, tiyak na imposibleng linlangin ang bagong punong barko sa tulong ng isang larawan. Tinignan ko lang.
Mga app sa hinaharap para sa mga mobile filmmaker
Ang sinumang gumagamit ng kanilang smartphone upang mag-shoot ng video ay magiging labis na interesado kung ang 3D ToF na teknolohiya ay magagamit upang magdagdag ng mababaw na lalim ng field sa background. Lalo na kung ang proseso ay maaaring ilipat sa post-production, dahil nagbibigay ito ng higit na kakayahang umangkop.
Gayundin, ang mga kakayahan ng ToF ay potensyal na interes sa mga nagdaragdag ng mga epekto sa computer sa kanilang mga video. Halimbawa, kapag sinusubaybayan ang paggalaw sa isang video, mas mahusay na tumuon sa bagay nang tumpak hangga't maaari. Ang paggamit ng isang 3D na mapa ay dapat magbigay-daan sa amin na kunan ang lahat ng nakatutok, at sa paglaon ay idagdag ang kinakailangang blur sa background at mga espesyal na epekto kung kinakailangan.
Ito ay haka-haka lamang sa aking bahagi, ngunit ang 3D na pag-scan ay tiyak na may malaking potensyal na mapabuti ang proseso ng pagkuha ng video. Napatunayan na ito ng modernong sinehan at, umaasa ako, ay malapit nang lumitaw sa segment ng consumer.
Ang dahilan kung bakit hindi pa available ang mga function na ito sa mga smartphone camera kapag kumukuha ng video ay malamang na nauugnay sa pangangailangan na magkaroon ng mas mataas na kapangyarihan sa pagpoproseso. Napatunayan ng pagsubok na umiinit ang mga smartphone kapag ginagamit ang ToF sensor. At dahil wala silang aktibong pagpapalamig, maaaring medyo problema ito.
Ngunit habang tumataas ang kapangyarihan ng mga mobile processor, sa tingin ko ang mga ToF camera ay magiging mas malawak na gagamitin sa mga application ng larawan at video.
Isang bagay ang tiyak na masasabi - Malaki ang potensyal ng ToF
Ang mismong katotohanan na ang isang smartphone ay maaaring gumana bilang isang ultra-tumpak na aparato sa pagsukat ng distansya o isang night vision device ay nangangahulugan na hindi na ako bibili muli ng telepono nang walang ToF sensor. Ito ay isa sa mga pinaka-kagiliw-giliw na teknolohiya ng mga nakaraang taon, at ito ay nasa simula pa lamang ng paglalakbay nito.
Ito ay kamangha-manghang na ang isang maliit na sensor ay maaaring gumawa ng labis. I'm crossing my fingers na ang mga manufacturer at app developer ay patuloy na magsusumikap sa pagsasamantala sa mga kakayahan nito. Sigurado ako na maririnig natin nang higit sa isang beses ang tungkol sa mga bagong application ng ToF camera. At ngayon sino ang magsasabi na ito ay isang hindi kinakailangang karagdagan sa pangunahing hanay ng mga camera ng smartphone?
Nakamamangha na impormasyon