Жақында ToF камералары заманауи флагмандық смартфонның камералық жиынтығының ажырамас бөлігіне айналды. Бірақ олар қалай жұмыс істейді, олар не үшін қажет және оларды қайда қолдануға болады?
«Олар, солай болсын», - дейді пайдаланушылардың көпшілігі. Өйткені, ToF сенсорлары туралы өте аз ақпарат жарияланған. Олардың қажеттiлiгiн бәрi де емес, тiптi мамандандырылған сарапшылар да өзiмiң әріптестерiм түсiндiре алмаса. Осы мәселеге біраз түсініктеме берейік. Мүмкін, мәтіннің бір бөлігінде көптеген терминдер болуы мүмкін, бірақ мен ToF камерасының не екенін, оның мүмкіндіктерін қайда қолдануға болатынын және оны әрекетте қалай көруге болатынын барынша қарапайым түсіндіруге тырысамын. Ал, кеттік!
ToF камерасы дегеніміз не?
Екінші дүниежүзілік соғыстағы сүңгуір қайықтар туралы фильмдер есіңізде ме? Онда жау кемелерін анықтауға арналған сонар аппараттары пайда болды. Құрылғы су кеңістігіне «пинг» дыбысын жібереді және сигналдың көрінуін күтеді. Дыбыс толқынының қайтып оралу уақытына қарай маман жаудың сүңгуір қайықтарының орнын анықтауға тырысты.
Сонар сияқты, ToF камерасы да жарықтың объектіден секіру уақытын өлшейді. Содан кейін камера қашықтықты анықтау үшін кідіріс деректерін пайдаланады. Осылайша, ToF сенсоры әлемнің үш өлшемді картасын жасайды.
Сондықтан ToF камералары кейде «тереңдік камералары» деп те аталады. ToF камерасы (Time of Flight) - инфрақызыл спектрде жарықтың қандай да бір түрін шығаруға, содан кейін оның объектіден шағылу жылдамдығын жазуға қабілетті сенсор. Сенсордың өзі екі бөліктен тұрады: біріншісі - инфрақызыл сәулені шығаратын диод, екіншісі - арнайы жарыққа сезімтал матрица.
Камера объектіден шағылған жарықтың оған қайтып келетін уақытын өлшейді. Наносекундқа дейінгі дәлдікпен жасалған есептеулерге сүйене отырып, құрылғы жекелеген объектілердің сенсордан қашықтығын дәл бағалап қана қоймай, олардың пішінін де анықтауға қабілетті. Рас, ол сонарға өте ұқсас. Тек осы жағдайда ғана дыбыстың орнына затқа жарық жібереміз.
Ұқсас принцип бойынша жұмыс істейтін сенсорлар автономды машиналарда немесе тіпті NASA жасаған ғарыш зондтарында да қолданылады. Прогрессивті миниатюризация және салыстырмалы түрде төмен өндірістік шығындар бұл технология бүгін қалтаңызда болуы мүмкін дегенді білдіреді. Өйткені, ToF сенсорлары көптеген үздік смартфондарда бар. Міне, ToF камераларымен жабдықталған кейбір мобильді құрылғылар:
- Samsung Galaxy S10 5G
- Samsung Galaxy Note10 +
- Samsung Galaxy S20 +
- Samsung Galaxy S20Ultra 5G
- LG G8 жұқа Q
- OPPO RX17 Pro
- 20 құрметті көру
- Huawei P30 Pro
- Huawei Mate 30 Pro
- Huawei P40 Pro
- OPPO Reno
- Sony Xperia XZ4
Жыл сайын бұл тізім кеңейетініне сенімдімін, өйткені бұл сенсордың әлеуеті өте үлкен. Жақында Google да осындай камераны өзінің Pixels жүйесіне орнататын шығар. Сондай-ақ үміт бар және Apple ToF сенсорына назар аударады және осы технологияның үлкен танымал болуына ықпал етеді, сондай-ақ оның мүмкіндіктерін толығымен пайдаланады. Жаңа iPad Pro-да ұқсас сенсордың пайда болуы бекер емес.
Ал, теория түсінікті, енді ToF камерасы іс жүзінде не істей алатынын толығырақ қарастырайық. Бұл сенсорды жай ғана алып, қосу мүмкін емес екенін түсіну керек, бірақ сіз оны кейбір қолданбаларда, тіпті камерамен түсіргенде де пайдалана аласыз.
ToF камерасын қалай пайдалануға болады?
Біз қашықтықты өлшейміз
Кейбір смартфондарда Samsung (оның ішінде Note10+, S20+ және S20 Ultra) және Huawei (соның ішінде P30 Pro, Mate 30 Pro, Huawei P40 Pro) Measure деп аталатын қашықтықты өлшеу қолданбасын орнатуға болады.
Барлығы өте қарапайым және әсерлі дәлдікпен жұмыс істейді. Тесттер аясында мен осы қолданба мен смартфон арқылы өлшедім Samsung Galaxy S20 Ultra теледидар экранының ұзындығы, ені және диагоналы және телефон өлшемдерді ең жақын сантиметрге дейін берді.
Фотосуретке түсіру кезінде фон бұлыңғыр
3D көрсету жүйесінің бір қолданбасы фотосуреттерге немесе бейнелерге бұлыңғыр фон қосу үшін өрістің сандық тереңдігін жасау болуы мүмкін. Бұл бейнелер үшін емес, қазір тек фотосуреттер үшін жұмыс істейді. Функция сонымен қатар кадрға түскен немесе суреттің әсерін бұзатын фонға түскен қажетсіз нысандардан арылуға мүмкіндік береді.
Бұған қоса, кейбір телефондарда ToF сенсоры автофокусты қолдайды немесе портрет режимінде фонды дәлірек бұлыңғырлауға мүмкіндік береді. Қысқасы, бұл сіздің ізбасарларыңызды қуанту үшін жақсырақ селфи жасауға көмектеседі, мысалы Instagram.
Қозғалыс қадағалау
LG G8 ThinQ смартфонының алдыңғы панелінде орналасқан ToF сенсоры бар, ол басқа нәрселермен қатар ғарышта орындалатын қимылдарды анықтау үшін қолданылады. Мен мұндай ым-ишараны қолдану мүмкіндіктері туралы шынымен айтқым келмейді, өз көзіңізбен көргеніңіз жөн.
Google Play-де контроллер қолдайтын ойындарға ұқсас бірнеше қозғалыс ойындары бар Microsoft Kinect.
3D модельдерін және толықтырылған шындықты жасау
ToF камерасының көмегімен 3D модельдерін жасау мүмкіндігі туралы шексіз айтуға болады. Қазірдің өзінде сіз өзіңіздің бетіңіздің үлгісін жасау үшін әртүрлі бұрыштардағы селфи фотосуреттерін пайдалана аласыз, тіпті қолыңызда 3D принтер болса, оны басып шығара аласыз. Әрине, біреу бұл жай ғана ойын және ойын-сауық деп айтады. Бірақ болашақта ToF камералары автомобильдерге немесе басқа механизмдерге арналған бөлшектерді жасау үшін пайдаланылуы әбден мүмкін.
Виртуалды және толықтырылған шындық біздің есігімізді үнемі қағып келеді. Толықтырылған шындықты қолдайтын ойындар смартфондарда жиі пайда болуда Android және iOS. Бұл қызықты, танымдық және уақытыңызды пайдалы өткізуге мүмкіндік береді. Атап айтқанда, Play Market-те сіз Google ARCore платформасына қолдау көрсететін көптеген қосымшалар мен ойындарды таба аласыз. Google Play Services for AR қосымшасын жүктеп алып, орнату жеткілікті және мұндай ойындар мен қолданбалар сізге толықтырылған шындықта қолжетімді болады. Дәл осы ToF камерасын пайдалану кеңейтілген шындық әсерінен толық ләззат алуға мүмкіндік береді.
Өз кезегінде, жаңа Apple iPad Pro тереңдік сенсоры кеңейтілген шындық режимінде камераның кескініндегі виртуалды нысандардың дәлірек қабаттасуына жауап береді.
Смартфон түнде көру құрылғысы ретінде ме?
Қазіргі уақытта көптеген құрылғылар үшін ToF сенсоры пайдаланушы үшін сезілмейтіндей жұмыс істейді, тек сахнаның тереңдігін анықтауды қажет ететін функцияларды қолдайды.
Дегенмен, Google Play-де мен 3D сканерін әдеттен тыс рөлде пайдалануға мүмкіндік беретін Night Vision атты тамаша қолданбаны таптым. Мен оны өзіме орнаттым Huawei P30 Pro.
Қолданба нақты уақытта ToF сенсоры түсіретін нәрсені көрсетеді. Ол адам көзіне көрінбейтін инфрақызыл сәулені пайдаланатындықтан, тереңдік картасы тіпті қараңғылықта да анық көрінеді.
Мен осындай кішкентай сенсордың қаншалықты үлкен аумақты сканерлей алатынына таң қалдым. Мен ол бірнеше ондаған сантиметрден кейін сөнеді деп күткенмін, бірақ іс жүзінде сіз бір сәтте бүкіл бөлменің үш өлшемді картасын жасай аласыз. ToF камерасы 4-5 метр қашықтықтағы кішкентай заттардың пішінін оңай анықтайды.
Сіздің балаңызға мұндай түнгі көру құрылғысы ерекше ұнайды. Ол бірден сіздің пәтеріңіздің немесе үйіңіздің ең қараңғы бұрыштарын зерттеуге жүгіретініне сенімдімін.
ToF камерасы биометриялық сенсор ретінде
ToF камерасы көбінесе инфрақызыл диод пен матрица жасырылған екі миниатюралық тесік түрінде жүзеге асырылады. Осы жерде сұрақ туындайды: «Неге Apple Бірнеше сенсорлары телефон экранының жартысынан көбін алып жатқан TrueDepth жүйесінің орнына осы технологияны пайдаланғысы келмейді ме?»
Мұның себебі сканерлеу сапасының төмендігі болуы мүмкін. Қазіргі уақытта смартфондарда қолданылатын ToF камераларының ажыратымдылығы өте төмен (240p дейін), нәтижесінде жоғары пиксельді кескіндер пайда болады.
Көріп отырғаныңыздай, мұндай сканерлеудің мәліметтері бағдарламалық жасақтама бет ерекшеліктерін дәл анықтау үшін тым кішкентай.
Бірақ, жеке мен ешқандай қарсы көрсетілімдерді көрмеймін, оған сәйкес бет сканері гибридті режимде жұмыс істей алмады. Теориялық тұрғыдан алғанда, селфи камерасы бет-әлпет ерекшеліктерін талдап, ашық көздерді анықтайтын кезде, ToF сенсоры фотосуретпен емес, белгілі бір пішін мен өлшемдегі үш өлшемді нысанмен шынымен айналысатынын тексереді.
Мұндай сканерді алдау өте қиын, сонымен бірге ол жылдам, арзан және инвазивті емес. Сондықтан жақын арада болса, таң қалмас едім Apple келесі буын Face ID сканерін жасау үшін ToF технологиясын пайдаланады, сондықтан бетті 3D танудың мұндай түрі жиірек болады.
Мен мұны білдім Huawei P40 Pro-да дәл осындай ToF сенсоры орнатылған, ол қос алдыңғы камераның арасында орналасқан және бет құлпын ашу процесіне қатысады. Неліктен бет құлпын ашу қосулы деп әлі де таң қалдым Huawei P40 Pro оның алдындағы P30 Pro-дан әлдеқайда жылдам. Сонымен қатар, жаңа флагманды фотосурет арқылы алдау мүмкін емес. Мен ғана тексердім.
Мобильді режиссерлерге арналған болашақ қолданбалар
Бейне түсіру үшін смартфонын пайдаланатын кез келген адам 3D ToF технологиясын фонға терең емес өрісті қосу үшін пайдалануға болатынына өте қызығушылық танытады. Әсіресе, егер процесті пост-өндіріске көшіруге болады, өйткені ол үлкен икемділікті қамтамасыз етеді.
Сондай-ақ, ToF мүмкіндіктері бейнелеріне компьютерлік әсерлерді қосатындар үшін ықтимал қызығушылық тудырады. Мысалы, бейнедегі қозғалысты бақылағанда, объектіге мүмкіндігінше дәлірек назар аударған дұрыс. 3D картасын пайдалану фокустағы барлық нәрсені түсіруге мүмкіндік береді және қажет болса, кейінірек қажетті фондық бұлыңғырлықты және арнайы әсерлерді қосуға мүмкіндік береді.
Бұл менің тарапымнан болжам, бірақ 3D сканерлеудің бейне түсіру процесін жақсарту үшін үлкен әлеуеті бар. Бұл қазірдің өзінде заманауи киномен дәлелденді және жақын арада тұтынушылық сегментте пайда болады деп үміттенемін.
Бейне түсіру кезінде смартфон камераларында бұл функциялардың әлі қол жетімді болмауының себебі өңдеу қуатын арттыру қажеттілігімен байланысты болуы мүмкін. Тестілеу смартфондардың ToF сенсорын пайдаланған кезде қызып кететінін дәлелдеді. Және оларда белсенді салқындату болмағандықтан, бұл біраз қиындық тудыруы мүмкін.
Бірақ мобильді процессорлардың қуаты артқан сайын, ToF камералары фото және бейне қосымшаларында кеңінен қолданылады деп ойлаймын.
Бір нәрсені анық айтуға болады - ToF үлкен әлеуетке ие
Смартфонның өте дәл қашықтықты өлшейтін құрылғы немесе түнде көру құрылғысы ретінде жұмыс істей алатынының өзі ToF сенсоры жоқ телефонды енді ешқашан сатып алмайтынымды білдіреді. Бұл соңғы жылдардағы ең қызықты технологиялардың бірі және ол өз сапарының басында ғана.
Мұндай кішкентай сенсордың көп нәрсені жасай алатыны таңқаларлық. Өндірушілер мен қолданбаларды әзірлеушілер оның мүмкіндіктерін пайдалану бойынша жұмысты жалғастырады деп саусақпен санарлықтаймын. ToF камерасының жаңа қолданбалары туралы біз бірнеше рет еститінімізге сенімдімін. Енді бұл смартфон камераларының негізгі жиынтығына қажетсіз қосымша деп кім айтады?
қызықты ақпарат