Co to jest kamera ToF? Zrozumienie sztuczki aparatu 3D P30 Pro

Co to jest kamera ToF?

Kamera ToF to narzędzie do mapowania głębi. „ToF” oznacza czas lotu i odnosi się do podstawowej koncepcji jego działania.

Aparat mierzy czas, w jakim światło dociera do obiektów i odbija się od nich, wykorzystując opóźnienie do oceny odległości. Połóż go na telefonie, jak robi to obecnie wiele firm, a zobaczysz świat w 3D.

• Jak toF działa w praktyce? Sprawdź nasze Recenzja Huawei P30 Pro

Sensor Kinect drugiej generacji dla konsoli Xbox One był pierwszą dużą komercyjną implementacją ToF. Stosunkowo niewielu przyznało się nawet do zastosowania tej technologii w 2013 r., Kiedy została wypuszczona listwa czujnikowa.

ToF jest wreszcie w centrum uwagi dzięki telefonom. Ale jak to działa? A co można zrobić?

Do czego służy kamera ToF?

Kamera ToF tworzy mapę głębi sceny w swoim polu widzenia. Fotografia i rzeczywistość rozszerzona to dwa oczywiste zastosowania jednego.

Jednak od początku połowy 2019 roku przyszłość sprzętu ToF nie jest jeszcze taka jasna. Google prawdopodobnie wprowadzi obsługę głębi ToF do swojej platformy rzeczywistości rozszerzonej ARCore w ramach systemu Android 10 „Q”. Nie zostało to jednak szczegółowo opisane ani ujawnione we wczesnych wersjach beta oprogramowania.

Jeśli kamera ToF ma być używana do tworzenia map głębi dla fotografii płytkiej głębi ostrości, najbardziej oczywiste obecne zastosowanie, należy do producentów. Huawei, Samsung, Apple i Google mają własne algorytmy, które przetwarzają głębię w aparatach ich telefonów. Huawei P30 Pro ma jedne z najlepszych efektów płytkiej głębi ostrości, jakie można zobaczyć w telefonie, i wydaje się, że w ogóle nie potrzebuje swojego aparatu TOF do zdjęć z rozmyciem „przysłony”.

Jak możesz powiedzieć? Zablokuj aparat TOF i nie ma dużej różnicy w efekcie rozmycia tła. Argument ToF jest lepszy z założenia niż używanie dwóch aparatów, a paralaksa do tego rodzaju fotografii jest i tak błędna.

Dlaczego? Rozdzielczość to rzadko wspominany aspekt techniczny kamer ToF. Mają określoną rozdzielczość i określa wierność odwzorowania głębi. Chociaż najnowsze telefony mogą mieć większą rozdzielczość niż sensor 512 x 424 ToF sensora Kinect v2, prawie na pewno nie pasują do tej z głównego aparatu. A to oznacza niedoskonałą mapę głębi do fotografii.

Dlatego rzeczywistość rozszerzona jest bardziej przekonującym powodem nagłej eksplozji sprzętu ToF w telefonach. Może lepiej wykorzystać specyficzne cechy tych aparatów.

Aby uzyskać jaśniejszy obraz tego, do czego prawdopodobnie będzie używany ToF za 12 miesięcy, spójrz wstecz na Kinect v2. Filmy demonstracyjne przedstawiają ten pasek czujnika, który śledzi ruch osoby. Łamie je do artykulacji głównych stawów szkieletu, pozwalając aplikacjom i grom zmieniać prawdziwych ludzi w postacie w grze w czasie rzeczywistym.

To nie wszystko zależy od kamery ToF, ale (prawdopodobnie) stosunkowo niskie koszty ogólne śledzenia bardzo drobnego ziarna są kluczowym elementem.

ToF powinno okazać się doskonałą okazją dla rzeczywistości rozszerzonej. Chociaż Google i Apple opracowały bardzo sprytne sposoby mapowania środowisk w 3D przy użyciu konwencjonalnego sprzętu, jest to jeden z najpewniejszych sposobów na rozgrzanie telefonu i szybkie rozładowanie baterii. ToF powinno złagodzić to obciążenie i być w stanie śledzić głębokość z większą szybkością, ułatwiając śledzenie ruchu ludzi w czasie rzeczywistym, a nie tylko powierzchni.

Jak działa czujnik ToF?

Kamera ToF składa się z dwóch głównych części: iluminatora i samej kamery. Oświetlacz zalewa pole widzenia kamery światłem o określonej długości fali.

Jest to zawsze poza zasięgiem ludzkiego wzroku i zwykle znajduje się w zakresie bliskiej podczerwieni. W związku z tym nie jest zależny od światła otoczenia, jak system głębi z dwoma kamerami.

Światło przemieszcza się z iluminatora, odbija się od różnych powierzchni w scenie, a część wraca z powrotem do czujnika. Analizując fazę fali świetlnej, sparowany procesor kamery ToF może określić, jak długo trwało odbicie światła.

Ponieważ prędkość światła jest funkcjonalnie stała, obliczenie odległości obiektów staje się stosunkowo proste. Większa różnica faz wskazuje, że powierzchnia jest dalej.

Rola kamery ToF jest węższa niż zwykłej kamery, która musi interpretować całe spektrum światła widzialnego. Jest jednak również bardziej zaawansowany niż „laserowe” pomoce skupiające oparte na tej samej koncepcji, które od lat można spotkać w telefonach i aparatach fotograficznych.

Każdy piksel czujnika aparatu ToF oferuje odczyt głębi, a nie tylko pojedynczy punkt laserowego wspomagania ostrości. Pozwala to na uzyskanie względnie wysokiej wierności mapy „ciepła” głębi, która aktualizuje się w tempie, które świadomie postrzegamy, lub poza nim.

Jeśli weźmiemy pod uwagę rozwój technologiczny jako element towarzyszący ewolucji, kamery ToF widzą, że mapowanie głębokości telefonu różni się od sposobu, w jaki ewoluowaliśmy my, ludzie. Nasze oczy używają paralaksy do oceny odległości, a nasz mózg całkiem nieźle radzi sobie z wykonywaniem tych obliczeń nawet jednym działającym okiem. ToF ma inne podejście, używając „niewidzialnego” światła.

Fakt dnia: złote rybki widzą zarówno światło podczerwone, jak i ultrafioletowe, o długościach dłuższych i krótszych niż te, które możemy zobaczyć.

Kiedy zobaczymy właściwy ToF AR?

Od połowy 2019 roku trudno powiedzieć, kiedy zobaczymy pełną moc aparatów telefonicznych ToF w akcji. Jednak prawdopodobnie rozpocznie się wraz z premierą Androida 10 Q.

To oprogramowanie zostanie po raz pierwszy zaprezentowane na Google I / O, które odbędzie się w dniach 7-9 maja. Będziemy musieli trochę poczekać, aby sami wypróbować ostateczną wersję.

Duże nowe wersje Androida są zwykle uruchamiane w nowych telefonach Pixel. Seria telefonów Pixel 2 miała funkcje ARCore na kilka miesięcy przed pierwszą falą modeli innych firm.

Zakładając, że Google dotrzyma swoich tradycyjnych terminów i wypuści Androida 10 i Pixela 4 w październiku, dzisiejsze telefony ze sprzętem ToF mogą nie być w stanie w pełni z niego korzystać do 2020 roku.

Które telefony mają aparat ToF?

Oppo RX17 Pro

Plik Oppo RX17 Pro był pierwszym telefonem, który widzieliśmy z aparatem ToF. Było to ważne także z innego powodu. Był to jeden z pierwszych telefonów Oppo, który został oficjalnie wydany w Wielkiej Brytanii. Chociaż nie uzyskał najwyższych ocen, obecnie ma dość dobrą wartość - 479 funtów, jeśli nie masz nic przeciwko użyciu niższego procesora.

Honor Zobacz 20

W 499 funtów nie ma półśrodków Honor Zobacz 20. Ten niedrogi telefon ma ten sam procesor, co dwa razy droższe telefony, Kirin 980, 48-megapikselowy aparat główny i aparat ToF. Honor nazwał to aparatem „3D” w swoich reklamach View 20.

Huawei P30 Pro

To najlepszy telefon Huawei na pierwszą połowę 2019 roku, a przede wszystkim chodzi o aparat. Oprócz konfiguracji ToF, plik Huawei P30 Pro ma potrójną tylną kamerę. Jest szeroka, normalna kamera i 5-krotny zoom. Korzystając z zoomu hybrydowego, możesz robić zdjęcia 10x, a nawet 50x.

LG G8 ThinQ

LG ma tutaj inne podejście do aparatu ToF. Większość kładzie to na plecach. Plik LG G8 ThinQ ma jeden z przodu. I to ma sens. Podczas gdy najbardziej ambitne zastosowania rzeczywistości rozszerzonej opierają się na tylnej kamerze, osoby, z którymi bawią się najczęściej, są z grubsza oparte na selfie.

Samsung Galaxy S10 5G

Tylko ultra-droga wersja Galaxy S10 5G ma aparat do pomiaru czasu lotu. Jednak ponieważ jest to wyższej klasy alternatywa dla S10 +, można oczekiwać, że cena będzie bardzo wysoka. Stosunkowo niewielu prawdopodobnie kupi ten telefon. Ale dowodzi, że Samsung wie, że sprzęt ToF i 5G jest ważny, jeśli nie jest jeszcze niezbędny.

• Przeczytaj nasze Recenzja Samsung Galaxy S10

Czy ToF to przyszłość? Napisz do nas @trustedreviews