Son zamanlarda, ToF kameralar, modern bir amiral gemisi akıllı telefonun kamera setinin ayrılmaz bir parçası haline geldi. Fakat nasıl çalışırlar, neden ihtiyaç duyulurlar ve nerede kullanılabilirler?
Çoğu kullanıcı "Öyle olsun" diyecektir. Gerçek şu ki, ToF sensörleri hakkında çok az bilgi yayınlanıyor. Gazeteci arkadaşlarım, hepsi değil, hatta uzman uzmanlar bile onlara olan ihtiyacı net bir şekilde açıklayamazsa. Bu konuya biraz açıklık getirelim. Belki metnin bir kısmı birçok terim içerecektir, ancak bir ToF kameranın ne olduğunu, yeteneklerini nerede uygulayabileceğinizi ve onu nasıl hareket halinde göreceğinizi olabildiğince basit bir şekilde açıklamaya çalışacağım. İyi hadi gidelim!
ToF kamera nedir?
İkinci Dünya Savaşı'ndaki denizaltı filmlerini hatırlıyor musunuz? Düşman gemilerini tespit etmek için kullanılan sonar ekipmanı orada göründü. Cihaz su boşluğuna bir "ping" sesi gönderir ve sinyalin yansımasını bekler. Uzman, ses dalgasının geri dönmesi için geçen süreye bağlı olarak, düşman denizaltısının yerini belirlemeye çalıştı.
Sonar gibi, bir ToF kamerası da ışığın bir nesneden yansıması için geçen süreyi ölçer. Kamera daha sonra mesafeyi belirlemek için gecikme verilerini kullanır. Böylece, ToF sensörü dünyanın üç boyutlu bir haritasını oluşturur.
Bu nedenle ToF kameralara bazen "derinlik kameraları" da denir. ToF kamera (Time of Flight), kızılötesi spektrumda bir tür ışık yayan ve ardından nesneden yansıma hızını kaydedebilen bir sensördür. Sensörün kendisi iki bölümden oluşur: birincisi kızılötesi ışık yayan bir diyot, ikincisi ise ışığa duyarlı özel bir matristir.
Kamera, nesneden yansıyan ışığın kendisine döndüğü süreyi ölçer. Bir nanosaniyeye kadar doğrulukla yapılan hesaplamalara dayalı olarak, cihaz yalnızca tek tek nesnelerin sensörden uzaklığını doğru bir şekilde tahmin etmekle kalmaz, aynı zamanda şekillerini de belirleyebilir. Doğru, sonar sonarına çok benziyor. Ancak bu durumda cisme ses yerine ışık göndeririz.
Benzer bir prensipte çalışan sensörler, otonom araçlarda ve hatta NASA tarafından yapılan uzay sondalarında da kullanılıyor. Aşamalı minyatürleştirme ve nispeten düşük üretim maliyetleri, bu teknolojinin bugün cebinizde olabileceği anlamına gelir. Gerçek şu ki, ToF sensörleri zaten birçok üst düzey akıllı telefonda bulunuyor. ToF kameralarla donatılmış bazı mobil cihazlar:
- Samsung Galaxy S10 5G
- Samsung Galaxy Note10 +
- Samsung Galaxy S20 +
- Samsung Galaxy S20Ultra 5G
- LG G8 İnce Q
- OPPO RX17 pro
- Şeref Bakışı 20
- Huawei P30 Pro
- Huawei Mate 30 Pro
- Huawei P40 Pro
- OPPO Reno
- Sony Xperia XZ4
Her yıl bu listenin daha da genişleyeceğinden eminim çünkü bu sensörün potansiyeli çok büyük. Belki yakında Google da Piksellerine böyle bir kamera kuracaktır. Ayrıca umut var ve Apple ToF sensörüne dikkat edecek ve bu teknolojinin büyük ölçüde yaygınlaşmasına katkıda bulunacak ve yeteneklerinden tam olarak yararlanacaktır. Yeni iPad Pro'da benzer bir sensörün ortaya çıkması boşuna değil.
Pekala, teori açık, şimdi ToF kameranın pratikte neler yapabileceğine daha yakından bakalım. Bu sensörü basitçe alıp açamayacağınız anlaşılmalıdır, ancak kamerayla çekim yaparken bile bazı uygulamalarda kullanmaya devam edebilirsiniz.
ToF kamera nasıl kullanılabilir?
mesafeyi ölçüyoruz
Bazı akıllı telefonlarda Samsung (Note10+, S20+ ve S20 Ultra dahil) ve Huawei (P30 Pro, Mate 30 Pro dahil, Huawei P40 Pro) Measure adlı bir mesafe ölçüm uygulaması yükleyebilirsiniz.
Her şey oldukça basit ve etkileyici bir doğrulukla çalışır. Testlerin bir parçası olarak bu uygulamayı ve bir akıllı telefonu kullanarak ölçtüm Samsung Galaxy S20 Ultra, TV'nizin ekranının uzunluğu, genişliği ve diyagonalini ve telefonun boyutlarını en yakın santimetreye verdi.
Fotoğraf çekerken arka plan bulanıklığı
3B oluşturma sisteminin bir uygulaması, fotoğraflarınıza veya videolarınıza bulanık bir arka plan ekleyebilmeniz için dijital alan derinliği oluşturmak olabilir. Bu, şu anda videolar için değil, yalnızca fotoğraflar için çalışır. İşlev ayrıca çerçeveye giren gereksiz nesnelerden veya resmin izlenimini bozan arka planlardan kurtulmamızı sağlar.
Ayrıca bazı telefonlarda ToF sensörü otomatik odaklamayı destekler veya portre modunda arka planı daha doğru bir şekilde bulanıklaştırmanıza olanak tanır. Kısacası, takipçilerinizi memnun etmek için daha iyi özçekimler yapmanıza yardımcı olur. Instagram.
Hareket takibi
LG G8 ThinQ akıllı telefonun ön panelinde yer alan ve diğer şeylerin yanı sıra uzayda gerçekleştirilen hareketleri algılamak için kullanılan bir ToF sensörü bulunuyor. Bu tür jestleri kullanma olasılıkları hakkında konuşmak istemiyorum, kendin görmek daha iyi.
Google Play'de ayrıca denetleyicinin desteklediği oyunlara benzer çeşitli hareketli oyunlar bulunur Microsoft Kinect.
3D modellerin oluşturulması ve artırılmış gerçeklik
Bir ToF kamera yardımıyla 3D modeller oluşturma olasılığı sonsuz bir şekilde konuşulabilir. Şimdiden, yüzünüzün bir modelini oluşturmak için farklı açılardan selfie fotoğraflarını kullanabilir ve hatta elinizde bir 3D yazıcınız varsa bunu yazdırabilirsiniz. Elbette birileri bunların sadece oyun ve eğlence olduğunu söyleyecektir. Ancak gelecekte ToF kameralarının otomobiller veya diğer mekanizmalar için parçalar oluşturmak için kullanılması oldukça olasıdır.
Sanal ve artırılmış gerçeklik giderek daha ısrarla kapımızı çalıyor. Artırılmış gerçeklik desteğine sahip oyunlar akıllı telefonlarda giderek daha fazla yer alıyor Android ve iOS. Heyecan vericidir, eğiticidir ve zamanınızı faydayla geçirmenizi sağlar. Özellikle Play Market'te Google ARCore platformunu destekleyen çok sayıda uygulama ve oyunu zaten bulabilirsiniz. AR için Google Play Hizmetleri uygulamasını indirip yüklemeniz yeterli, bu tür oyun ve uygulamalar artırılmış gerçeklikte kullanımınıza sunulacak. Artırılmış gerçekliğin etkisinden tam anlamıyla yararlanmanızı sağlayan tam da ToF kameranın kullanılmasıdır.
Buna karşılık, yeni Apple iPad Pro derinlik sensörü, artırılmış gerçeklik modunda kameradan alınan görüntünün üzerine sanal nesnelerin daha doğru şekilde bindirilmesinden sorumludur.
Gece görüş cihazı olarak akıllı telefon?
Şu anda, çoğu cihaz için, ToF sensörü, yalnızca sahnenin derinliğini belirlemeyi gerektiren işlevleri destekleyen, kullanıcı için neredeyse algılanmayacak şekilde çalışıyor.
Ancak Google Play'de 3D tarayıcıyı alışılmadık bir rolde kullanmanıza izin veren Night Vision adlı mükemmel bir uygulama buldum. benimkinde kurdum Huawei P30 Profesyonel
Uygulama, ToF sensörünün ne yakaladığını gerçek zamanlı olarak görüntüler. İnsan gözünün göremediği kızılötesi ışık kullandığından, derinlik haritası zifiri karanlıkta bile net bir şekilde görülebilir.
Bu kadar küçük bir sensörün ne kadar geniş bir alanı tarayabileceğine şaşırdım. Birkaç on santimetre sonra söneceğini bekliyordum, ancak pratikte tüm odanın üç boyutlu bir haritasını bir anda oluşturabileceğiniz ortaya çıktı. ToF kamera, 4-5 metre mesafedeki küçük nesnelerin şeklini kolayca algılar.
Çocuğunuz özellikle böyle bir gece görüş cihazını sevecektir. Dairenizin veya evinizin en karanlık köşelerini keşfetmek için hemen koşacağından eminim.
Biyometrik sensör olarak ToF kamera
ToF kamera, çoğunlukla, kızılötesi diyot ve matrisin gizlendiği iki minyatür delik şeklinde uygulanır. Burada şu soru ortaya çıkıyor: "Neden Apple Çoklu sensörleri telefon ekranının yarısından fazlasını kaplayan TrueDepth sistemi yerine bu teknolojiyi kullanmak istemiyor mu?”
Bunun nedeni muhtemelen taramanın kalitesiz olmasıdır. Akıllı telefonlarda kullanılan ToF kameralar şu anda çok düşük çözünürlüğe sahip (240p'ye kadar), bu da yüksek pikselli görüntülere neden oluyor.
Gördüğünüz gibi, böyle bir taramanın ayrıntıları, yazılımın yüz özelliklerini doğru bir şekilde tanımlaması için çok küçük.
Ancak kişisel olarak, yüz tarayıcının hibrit modda çalışamayacağına göre herhangi bir kontrendikasyon görmüyorum. Teorik olarak, selfie kamerası yüz özelliklerini analiz edip açık gözleri algılarken, ToF sensörü gerçekten bir fotoğrafla değil, belirli bir şekil ve boyutta üç boyutlu bir nesneyle ilgilenip ilgilenmediğini kontrol eder.
Böyle bir tarayıcıyı kandırmak potansiyel olarak çok zordur ve aynı zamanda hızlı, ucuz ve müdahaleci değildir. Bu yüzden yakın gelecekte olursa şaşırmam Apple Yeni nesil bir Face ID tarayıcı oluşturmak için ToF teknolojisini kullanacak, böylece bu tür 3D yüz tanıma daha yaygın hale gelecek.
içinde bunu bulmayı başardım Huawei P40 Pro'da tam da böyle bir ToF sensörü kurulu, çift ön kamera arasında yer alıyor ve yüz kilidi açma işlemine katılıyor. Ve hala neden yüzle kilit açmanın açık olduğunu merak ettim Huawei P40 Pro, selefi P30 Pro'dan çok daha hızlı. Ayrıca yeni amiral gemisini bir fotoğraf yardımıyla aldatmak kesinlikle mümkün değil. Sadece benim tarafımdan kontrol edildi.
Mobil film yapımcıları için geleceğin uygulamaları
Akıllı telefonunu video çekmek için kullanan herkes, arka plana sığ bir alan derinliği eklemek için 3D ToF teknolojisinin kullanılıp kullanılamayacağına son derece ilgi duyacaktır. Özellikle süreç post prodüksiyona aktarılabiliyorsa daha fazla esneklik sağlar.
Ayrıca, ToF yetenekleri, videolarına bilgisayar efektleri ekleyenlerin ilgisini çekebilir. Örneğin, bir videoda hareketi takip ederken, nesneye mümkün olduğunca doğru bir şekilde odaklanmak daha iyidir. Bir 3B harita kullanmak, her şeyi odakta çekmemize ve daha sonra gerekirse gerekli arka plan bulanıklığını ve özel efektleri eklememize izin vermelidir.
Bu benim açımdan sadece bir spekülasyon, ancak 3D tarama kesinlikle video yakalama sürecini iyileştirmek için büyük bir potansiyele sahip. Bu, modern sinema tarafından zaten kanıtlanmıştır ve umarım yakında tüketici segmentinde görünür.
Video çekerken bu işlevlerin akıllı telefon kameralarında henüz mevcut olmamasının nedeni, muhtemelen daha yüksek işlem gücüne ihtiyaç duymasıyla ilgilidir. Testler, akıllı telefonların ToF sensörünü kullanırken ısındığını kanıtladı. Ve aktif soğutmaları olmadığı için bu biraz problem olabilir.
Ancak mobil işlemcilerin gücü arttıkça ToF kameraların fotoğraf ve video uygulamalarında daha yaygın olarak kullanılacağını düşünüyorum.
Kesin olarak bir şey söylenebilir - ToF'un büyük potansiyeli var
Bir akıllı telefonun ultra hassas mesafe ölçüm cihazı veya gece görüş cihazı olarak işlev görebileceği gerçeği, bir daha asla ToF sensörü olmayan bir telefon almayacağım anlamına geliyor. Bu, son yılların en ilginç teknolojilerinden biri ve yolculuğunun henüz başında.
Bu kadar küçük bir sensörün bu kadar çok şey yapabilmesi inanılmaz. Üreticilerin ve uygulama geliştiricilerin, yeteneklerinden yararlanmak için çalışmaya devam edeceklerini merak ediyorum. ToF kameranın yeni uygulamalarını bir kereden fazla duyacağımıza eminim. Ve şimdi bunun akıllı telefon kameralarının ana setine gereksiz bir ek olduğunu kim söyleyecek?
ilginç bilgi