O que é uma câmera ToF? Compreendendo o truque da câmera 3D do P30 Pro
O que é uma câmera ToF?
Uma câmera ToF é uma ferramenta de mapeamento de profundidade. “ToF” significa tempo de voo e se refere ao conceito básico por trás de sua operação.
A câmera mede o tempo que a luz leva para chegar e ricochetear nos objetos, usando o atraso para avaliar a distância. Coloque um no telefone, como muitas empresas agora fazem, e ele poderá ver o mundo em 3D.
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O sensor Xbox Kinect de segunda geração para o Xbox One foi a primeira grande implementação comercial do ToF. Relativamente poucos reconheceram o uso da tecnologia em 2013, quando a barra sensora foi lançada.
O ToF está finalmente no centro das atenções, graças aos telefones. Mas como isso funciona? E o que se pode fazer?
Para que serve uma câmera ToF?
Uma câmera ToF cria um mapa de profundidade da cena em seu campo de visão. Fotografia e realidade aumentada são os dois usos óbvios de um.
Em meados de 2019, porém, o futuro do hardware ToF ainda não estava claro. É provável que o Google traga suporte profundo de ToF para sua plataforma de realidade aumentada ARCore como parte do Android 10 “Q”. No entanto, isso não foi detalhado ou descoberto nos primeiros betas do software.
Se uma câmera ToF for usada para criar mapas de profundidade para fotografia de campo de profundidade rasa, o uso atual mais óbvio depende dos fabricantes. Huawei, Samsung, Apple e Google têm seus próprios algoritmos que processam a profundidade das câmeras de seus telefones. Huawei P30 Pro tem alguns dos melhores efeitos de profundidade de campo rasos vistos em um telefone e não parece precisar de sua câmera TOF para fotos desfocadas de “Abertura”.
Como você sabe? Bloqueie a câmera TOF e não haverá grande diferença no efeito de desfoque do fundo. O argumento ToF é melhor por design do que usar duas câmeras e a paralaxe para esse tipo de fotografia é falha de qualquer maneira.
Porque? A resolução é um aspecto técnico raramente mencionado nas câmeras ToF. Eles têm uma resolução específica e isso determina a fidelidade do mapeamento de profundidade. Embora os telefones mais recentes possam ter uma resolução maior do que o sensor ToF 512 x 424 do Kinect v2, eles quase certamente não correspondem à câmera principal. E isso significa um mapa de profundidade imperfeito para fotografia.
É por isso que a realidade aumentada é uma razão mais convincente para a explosão repentina do hardware ToF nos telefones. Ele pode fazer melhor uso das características específicas dessas câmeras.
Para uma imagem mais clara de como os ToFs provavelmente serão usados em 12 meses, olhe para trás, para o Kinect v2. Vídeos de demonstração de tecnologia mostram esta barra de sensor rastreando o movimento de uma pessoa. Ele os divide nas articulações das principais articulações do esqueleto, permitindo que aplicativos e jogos transformem pessoas reais em personagens do jogo em tempo real.
Nem tudo se resume à câmera ToF, mas os (presumivelmente) overheads relativamente baixos de seu rastreamento de granulação muito fina são um componente chave.
A ToF deve ser uma oportunidade de ouro para a realidade aumentada. Embora o Google e a Apple tenham criado maneiras muito inteligentes de mapear ambientes em 3D usando hardware convencional, é uma das maneiras mais seguras de aquecer seu telefone e descarregar a bateria rapidamente. O ToF deve aliviar essa tensão e ser capaz de rastrear a profundidade em uma taxa maior, tornando mais fácil rastrear o movimento das pessoas em tempo real, em vez de apenas as superfícies.
Como funciona um sensor ToF?
Existem duas partes principais para uma câmera ToF, um iluminador e a própria câmera. O iluminador inunda o campo de visão da câmera com luz de um comprimento de onda específico.
Isso está sempre fora do alcance da visão humana e tende a estar na faixa do infravermelho próximo. Como tal, não depende da luz ambiente como um sistema de profundidade de duas câmeras.
A luz viaja do iluminador, reflete nas várias superfícies de uma cena e parte dela retorna ao sensor. Ao analisar a fase da onda de luz, o processador emparelhado da câmera ToF pode determinar quanto tempo a luz levou para retornar.
Como a velocidade da luz é funcionalmente constante, calcular a distância dos objetos torna-se relativamente simples. Uma diferença de fase maior indica que a superfície está mais distante.
O papel de uma câmera ToF é mais restrito do que o de uma câmera normal, que deve interpretar todo o espectro de luz visível. No entanto, também é mais avançado do que os auxílios de foco “laser” baseados no mesmo conceito, vistos em telefones e câmeras há anos.
Cada pixel do sensor de câmera ToF oferece uma leitura de profundidade, em vez de apenas o ponto único de um auxiliar de foco a laser. Isso permite um mapa de "calor" de profundidade de fidelidade relativamente alta que é atualizado na taxa que percebemos conscientemente ou além dela.
Se considerarmos o desenvolvimento tecnológico uma peça complementar à evolução, as câmeras ToF veem o mapeamento de profundidade do telefone se desviar da maneira como nós, humanos, evoluímos. Nossos olhos usam a paralaxe para avaliar a distância, e nosso cérebro é muito bom em fazer esses cálculos, mesmo com um olho ativo. ToF tem uma abordagem diferente, usando luz “invisível”.
Fato do dia: o peixe dourado pode ver tanto a luz infravermelha quanto a ultravioleta, com comprimentos de onda cada vez mais curtos do que podemos ver.
Quando veremos o ToF AR adequado?
Em meados de 2019, é um pouco difícil dizer quando veremos todo o poder das câmeras de telefone ToF em ação. No entanto, provavelmente começará com o lançamento do Android 10 Q.
Esse software terá sua apresentação usual no Google I / O, que acontece de 7 a 9 de maio. Teremos que esperar um pouco mais para tentarmos nós mesmos a versão final.
Grandes novas versões do Android tendem a ser lançadas em novos telefones Pixel. E a série de telefones Pixel 2 tinha recursos ARCore meses antes da primeira leva de modelos de terceiros.
Supondo que o Google mantenha seus prazos tradicionais e lance o Android 10 e o Pixel 4 em outubro, os telefones de hoje com hardware ToF podem não ser capazes de usá-lo totalmente até 2020.
Quais telefones têm uma câmera ToF?
Oppo RX17 Pro
O Oppo RX17 Pro foi o primeiro telefone que vimos com uma câmera ToF. Também era importante por outro motivo. Este foi um dos primeiros telefones Oppo com lançamento oficial no Reino Unido. Embora não tenha obtido as melhores notas, é um valor bastante bom em £ 479 hoje em dia, se você não se importar com o uso de uma CPU de baixo custo.
Honor View 20
Não existem meias medidas em £ 499 Honor View 20. Este telefone de excelente valor tem a mesma CPU de alguns telefones com o dobro do preço, um Kirin 980, uma câmera principal de 48 megapixels e uma câmera ToF. Honor a chamou de câmera “3D” em seus anúncios View 20.
Huawei P30 Pro
Este é o melhor telefone da Huawei para o primeiro semestre de 2019, e é tudo sobre a câmera. Bem como uma configuração de ToF, o Huawei P30 Pro tem uma matriz tripla de câmera traseira. Há uma câmera ampla e de visão normal e um zoom de 5x. Usando o zoom híbrido, você pode capturar imagens 10x, ou até 50x.
LG G8 ThinQ
A LG adota uma abordagem diferente para a câmera ToF aqui. A maioria coloca nas costas. O LG G8 ThinQ tem um na frente. E isso faz muito sentido. Embora os usos mais ambiciosos da realidade aumentada dependam da câmera traseira, as pessoas com as quais mais brincam são basicamente baseadas em selfies.
Samsung Galaxy S10 5G
Apenas a versão 5G ultra-cara do Galaxy S10 tem uma câmera de tempo de vôo. No entanto, como é uma alternativa de ponta ao S10 +, você pode esperar que o preço seja muito alto. É provável que poucos comprem este telefone. Mas isso prova que a Samsung sabe que o hardware ToF e 5G é importante, se não essencial ainda.
- Leia nosso Análise do Samsung Galaxy S10
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