Kohët e fundit, kamerat ToF janë bërë pjesë integrale e grupit të kamerave të një smartfoni modern. Por si funksionojnë, pse nevojiten fare dhe ku mund të përdoren?
"Ata janë, kështu qoftë," do të thonë shumica e përdoruesve. Fakti është se shumë pak informacion publikohet rreth sensorëve ToF. Përveç nëse kolegët e mi gazetarë, dhe jo të gjithë ata, madje edhe ekspertë të specializuar, mund të shpjegojnë qartë nevojën për ta. Le të sjellim pak qartësi për këtë çështje. Ndoshta një pjesë e tekstit do të përmbajë shumë terma, por unë do të përpiqem të shpjegoj sa më thjesht se çfarë është një aparat fotografik ToF, ku mund të aplikoni aftësitë e tij dhe si ta shihni atë në veprim. Epo, le të shkojmë!
Çfarë është një aparat fotografik ToF?
I mbani mend ato filma me nëndetëse nga Lufta e Dytë Botërore? Aty u shfaqën pajisje hidrolokatore të përdorura për të zbuluar anijet e armikut. Pajisja dërgon një tingull "ping" në hapësirën e ujit dhe pret që sinjali të reflektohet. Në varësi të kohës që u desh që vala e zërit të kthehej, specialisti u përpoq të përcaktonte vendndodhjen e nëndetëses armike.
Ashtu si hidrolokatori, një aparat fotografik ToF mat kohën që i duhet dritës për të kërcyer nga një objekt. Kamera më pas përdor të dhënat e vonesës për të përcaktuar distancën. Kështu, sensori ToF krijon një hartë tre-dimensionale të botës.
Kjo është arsyeja pse kamerat ToF quhen ndonjëherë edhe "kamera të thellësisë". Kamera ToF (Koha e Fluturimit) është një sensor i aftë të emetojë një lloj drite në spektrin infra të kuqe dhe më pas të regjistrojë shpejtësinë e reflektimit të saj nga objekti. Vetë sensori përbëhet nga dy pjesë: e para është një diodë që lëshon dritë infra të kuqe dhe e dyta është një matricë e veçantë e ndjeshme ndaj dritës.
Kamera mat kohën pas së cilës drita e reflektuar nga objekti kthehet në të. Bazuar në llogaritjet e bëra me saktësi deri në një nanosekondë, pajisja është në gjendje jo vetëm të vlerësojë me saktësi distancën e objekteve individuale nga sensori, por edhe të përcaktojë formën e tyre. Vërtetë, është shumë i ngjashëm me sonarin e hidrolokatorit. Vetëm në këtë rast, ne dërgojmë dritë në objekt në vend të zërit.
Sensorët që punojnë në një parim të ngjashëm përdoren gjithashtu në makinat autonome apo edhe në sondat hapësinore të ndërtuara nga NASA. Miniaturizimi progresiv dhe kostot relativisht të ulëta të prodhimit nënkuptojnë se kjo teknologji mund të jetë në xhepin tuaj sot. Fakti është se sensorët ToF janë tashmë në shumë smartfonë më të mirë. Këtu janë disa pajisje celulare të pajisura me kamera ToF:
- Samsung Galaxy S10 5G
- Samsung Galaxy Shënim 10 +
- Samsung Galaxy S20 +
- Samsung Galaxy S20Ultra 5G
- LG G8 Thin Q
- OPPO RX17 Pro
- Nderi Shiko 20
- Huawei P30 Pro
- Huawei Mate 30 Pro
- Huawei P40 Pro
- OPPO Reno
- Sony Xperia XZ4
Jam i sigurt se çdo vit kjo listë vetëm do të zgjerohet, sepse potenciali i këtij sensori është thjesht i madh. Ndoshta së shpejti edhe Google do të instalojë një kamerë të tillë në Pixelët e saj. Ka edhe shpresë se dhe Apple do t'i kushtojë vëmendje sensorit ToF dhe do të kontribuojë në popullarizimin e madh të kësaj teknologjie, si dhe do të përdorë plotësisht aftësitë e saj. Nuk është për asgjë që një sensor i ngjashëm u shfaq në iPad Pro të ri.
Epo, teoria është e qartë, tani le të hedhim një vështrim më të afërt se çfarë është e aftë kamera ToF në praktikë. Duhet të kuptohet që thjesht nuk mund ta merrni dhe ndizni këtë sensor, por gjithsesi mund ta përdorni në disa aplikacione, edhe kur shkrepni me një aparat fotografik.
Si mund të përdoret një aparat fotografik ToF?
Ne matim distancën
Në disa telefona inteligjentë Samsung (përfshirë Note10+, S20+ dhe S20 Ultra) dhe Huawei (përfshirë P30 Pro, Mate 30 Pro, Huawei P40 Pro) mund të instaloni një aplikacion për matjen e distancës të quajtur Measure.
Gjithçka funksionon mjaft thjeshtë dhe me saktësi mbresëlënëse. Si pjesë e testeve, kam matur duke përdorur këtë aplikacion dhe një smartphone Samsung Galaxy S20 Ultra gjatësia, gjerësia dhe diagonalja e ekranit të televizorit tuaj dhe telefonit i dhanë dimensionet në centimetrin më të afërt.
Turbullim i sfondit kur bëni një foto
Një aplikim i një sistemi të paraqitjes 3D mund të jetë krijimi i thellësisë së fushës dixhitale në mënyrë që të mund të shtoni një sfond të paqartë në fotot ose videot tuaja. Kjo funksionon vetëm për foto për momentin, jo për video. Funksioni gjithashtu na lejon të heqim qafe objektet e panevojshme që futen në kornizë ose sfondet që prishin përshtypjen e figurës.
Përveç kësaj, në disa telefona, sensori ToF mbështet fokusimin automatik ose ju lejon të turbulloni sfondin më saktë në modalitetin e portretit. Me pak fjalë, ju ndihmon të bëni selfie më të mira për të kënaqur ndjekësit tuaj, si p.sh Instagram.
Ndjekja e lëvizjes
Smartphone LG G8 ThinQ ka një sensor ToF të vendosur në panelin e përparmë, i cili përdoret, ndër të tjera, për të zbuluar gjestet e kryera në hapësirë. Nuk dua të flas shumë për mundësitë e përdorimit të gjesteve të tilla, është më mirë ta shihni vetë.
Google Play ka gjithashtu disa lojëra me lëvizje të ngjashme me ato të mbështetura nga kontrolluesi Microsoft Kinect.
Krijimi i modeleve 3D dhe realiteti i shtuar
Mund të flitet pafund për mundësinë e krijimit të modeleve 3D me ndihmën e një kamere ToF. Tashmë, mund të përdorni foto selfie nga kënde të ndryshme për të krijuar një model të fytyrës tuaj dhe madje ta printoni atë nëse keni në dorë një printer 3D. Sigurisht, dikush do të thotë se këto janë vetëm lojëra dhe argëtim. Por është shumë e mundur që në të ardhmen, kamerat ToF të përdoren për të krijuar pjesë për makina ose mekanizma të tjerë.
Realiteti virtual dhe i shtuar po troket gjithnjë e më shumë në derën tonë. Lojërat me mbështetje për realitetin e shtuar po shfaqen gjithnjë e më shumë në telefonat inteligjentë Android dhe iOS. Është emocionuese, edukative dhe ju lejon të kaloni kohën tuaj me përfitime. Në veçanti, në Play Market tashmë mund të gjeni një numër të madh aplikacionesh dhe lojërash me mbështetje për platformën Google ARCore. Mjafton të shkarkoni dhe instaloni aplikacionin Google Play Services për AR dhe lojëra dhe aplikacione të tilla do të jenë të disponueshme për ju në realitetin e shtuar. Është pikërisht përdorimi i kamerës ToF që ju lejon të shijoni plotësisht efektin e realitetit të shtuar.
Nga ana tjetër, në të re Apple Sensori i thellësisë iPad Pro është përgjegjës për mbivendosjen më të saktë të objekteve virtuale në imazhin nga kamera në modalitetin e realitetit të shtuar.
Smartphone si pajisje për shikim natën?
Aktualisht, për shumicën e pajisjeve, sensori ToF funksionon pothuajse në mënyrë të padukshme për përdoruesin, duke mbështetur vetëm funksione që kërkojnë përcaktimin e thellësisë së skenës.
Sidoqoftë, në Google Play gjeta një aplikacion të shkëlqyer të quajtur Night Vision, i cili ju lejon të përdorni skanerin 3D në një rol të pazakontë. E instalova në timin Huawei P30 Pro
Aplikacioni shfaq në kohë reale atë që kap sensori ToF. Për shkak se përdor dritën infra të kuqe, e cila është e padukshme për syrin e njeriut, harta e thellësisë është qartë e dukshme edhe në errësirë totale.
U habita se sa e madhe mund të skanojë një sensor kaq i vogël. Prisja që do të shfryhej pas disa dhjetëra centimetrash, por në praktikë doli që mund të krijoni një hartë tredimensionale të të gjithë dhomës në një çast. Kamera ToF zbulon lehtësisht formën e objekteve të vogla në një distancë prej 4-5 metrash.
Fëmija juaj do të pëlqejë veçanërisht një pajisje të tillë të shikimit të natës. Jam i sigurt se ajo do të vrapojë menjëherë për të eksploruar qoshet më të errëta të banesës ose shtëpisë tuaj.
Kamera ToF si një sensor biometrik
Kamera ToF më së shpeshti zbatohet në formën e dy vrimave në miniaturë, në të cilat fshihen dioda infra të kuqe dhe matrica. Këtu lind pyetja: “Pse Apple nuk dëshiron ta përdorë këtë teknologji në vend të sistemit të saj TrueDepth, sensorët e shumtë të të cilit zënë më shumë se gjysmën e gjerësisë së ekranit të telefonit?”
Arsyeja është ndoshta cilësia e dobët e skanimit. Kamerat ToF të përdorura në telefonat inteligjentë aktualisht kanë një rezolucion shumë të ulët (deri në 240p), duke rezultuar në imazhe shumë të pikseluara.
Siç mund ta shihni, detajet e një skanimi të tillë janë shumë të vogla që softueri të identifikojë me saktësi tiparet e fytyrës.
Por, personalisht, nuk shoh ndonjë kundërindikacion, sipas të cilit skaneri i fytyrës nuk mund të funksiononte në modalitetin hibrid. Teorikisht, në të njëjtën kohë që kamera selfie analizon tiparet e fytyrës dhe zbulon sytë e hapur, sensori ToF kontrollon nëse ka të bëjë vërtet me një objekt tredimensional të një forme dhe madhësie të caktuar, dhe jo me një foto.
Një skaner i tillë është potencialisht shumë i vështirë për t'u mashtruar, dhe në të njëjtën kohë është i shpejtë, i lirë dhe jo invaziv. Kështu që nuk do të habitesha nëse në të ardhmen e afërt Apple do të përdorë teknologjinë ToF për të krijuar një skaner Face ID të gjeneratës së ardhshme, kështu që kjo lloj njohjeje 3D e fytyrës do të bëhet më e zakonshme.
Unë arrita të zbuloj se në Huawei P40 Pro ka të instaluar një sensor të tillë ToF, ai ndodhet midis kamerës së përparme të dyfishtë dhe merr pjesë në procesin e zhbllokimit të fytyrës. Dhe ende pyesja veten pse zhbllokimi me fytyrë është aktiv Huawei P40 Pro është shumë më i shpejtë se paraardhësi i tij, P30 Pro. Për më tepër, është padyshim e pamundur të mashtrosh flamurin e ri me ndihmën e një fotografie. Sapo kontrolluar nga unë.
Aplikacionet e ardhshme për krijuesit e filmave celularë
Kushdo që përdor smartfonin e tij për të shkrepur video do të jetë jashtëzakonisht i interesuar nëse teknologjia 3D ToF mund të përdoret për të shtuar një thellësi të cekët të fushës në sfond. Sidomos nëse procesi mund të transferohet në post-produksion, pasi siguron fleksibilitet më të madh.
Gjithashtu, aftësitë ToF janë me interes të mundshëm për ata që shtojnë efekte kompjuterike në videot e tyre. Për shembull, kur gjurmoni lëvizjen në një video, është më mirë të përqendroheni në objekt sa më saktë që të jetë e mundur. Përdorimi i një harte 3D duhet të na lejojë të shkrepim gjithçka në fokus dhe më vonë të shtojmë turbullimin e nevojshëm të sfondit dhe efektet speciale nëse është e nevojshme.
Ky është thjesht spekulim nga ana ime, por skanimi 3D sigurisht që ka një potencial të madh për të përmirësuar procesin e kapjes së videos. Këtë e ka vërtetuar tashmë kinemaja moderne dhe shpresoj se së shpejti do të shfaqet edhe në segmentin e konsumatorit.
Arsyeja pse këto funksione nuk janë ende të disponueshme në kamerat e telefonave inteligjentë kur regjistroni video ka të ngjarë të lidhet me nevojën për të pasur fuqi të shtuar përpunuese. Testimi ka vërtetuar se telefonat inteligjentë nxehen kur përdorin sensorin ToF. Dhe meqenëse nuk kanë ftohje aktive, kjo mund të jetë pak problem.
Por me rritjen e fuqisë së procesorëve celularë, mendoj se kamerat ToF do të përdoren më gjerësisht në aplikacionet fotografike dhe video.
Një gjë mund të thuhet me siguri - ToF ka potencial të madh
Vetë fakti që një telefon inteligjent mund të funksionojë si një pajisje për matjen e distancës ultra të saktë ose një pajisje për shikimin e natës do të thotë që nuk do të blej më kurrë një telefon pa sensor ToF. Kjo është një nga teknologjitë më interesante të viteve të fundit dhe është vetëm në fillim të rrugëtimit të saj.
Është e mahnitshme që një sensor kaq i vogël mund të bëjë kaq shumë. Unë jam duke kryqëzuar gishtat që prodhuesit dhe zhvilluesit e aplikacioneve do të vazhdojnë të punojnë për të shfrytëzuar aftësitë e tij. Jam i sigurt se do të dëgjojmë më shumë se një herë për aplikacione të reja të kamerës ToF. Dhe tani kush do të thotë se kjo është një shtesë e panevojshme në grupin kryesor të kamerave të smartfonëve?
informacion interesant