Όσον αφορά τη φωτογραφία με smartphone, αυτές οι συσκευές συνεχίζουν να εντυπωσιάζουν και να παράγουν απίστευτα αποτελέσματα καθώς προχωρά η τεχνολογία κινητής κάμερας. Μια από τις πιο απαιτητικές πτυχές της λήψης ποιοτικών εικόνων είναι η κατανόηση των πληροφοριών βάθους, που είναι η απόσταση και πόσο κοντά ή μακριά βρίσκονται τα αντικείμενα από τον φακό. Αυτό επιτρέπει ακόμη και στα πιο προσιτά τηλέφωνα Android να έχουν βελτιωμένη
αυτόματη εστίαση
, η οποία προσφέρει καλύτερη
εμπ
ειρία κάμερας σε δύσκολα σενάρια. Η φωτογραφία είναι μόνο μία από τις πολλές χρήσεις που μπορεί να προσφέρει ένας αισθητήρας Time of Flight (ToF) σε smartphone ή φορητή συσκευή. Καλύπτουμε μερικά άλλα δημοφιλή παραδείγματα στον παρακάτω οδηγό.
Ποιος είναι ο σκοπός ενός αισθητήρα Time of Flight;
Ο αισθητήρας Time of Flight δεν προορίζεται μόνο για τη λήψη καλύτερων φωτογραφιών με κάμερα smartphone. Ωστόσο, αυτή είναι συχνά μια από τις πιο γνωστές χρήσεις του. Από τη συνολική αντίληψη βάθους αντικειμένων και τα χαρακτηριστικά αναγνώρισης προσώπου έως την επαυξημένη πραγματικότητα, ένας αισθητήρας ToF είναι περισσότερο μια υποδοχή όλων των συναλλαγών με πολλαπλούς σκοπούς. Θα συζητήσουμε εν συντομία μερικά παραδείγματα και θα εξηγήσουμε πώς επηρεάζουν και βελτιώνουν την εμπειρία της κάμερας του smartphone σας.
Αντίληψη του βάθους
Ένας αισθητήρας Time of Flight στέλνει αόρατο υπέρυθρο φως (IR) παλμούς προς τα έξω προς ένα αντικείμενο και στη συνέχεια το αναπηδά πίσω στον αισθητήρα. Αυτό του επιτρέπει να κατανοεί και να καταγράφει πληροφορίες βάθους σχετικά με το εν λόγω αντικείμενο, δίνοντας μια πιο ακριβή ανάγνωση. Αυτή είναι μια τέλεια θήκη χρήσης για πορτρέτα στην κάμερα του smartphone σας. Αυτό επιτρέπει στην κάμερα να διατηρεί το θέμα του προσκηνίου σε εστίαση ενώ θολώνει το φόντο με μεγαλύτερη ακρίβεια και καλύτερη ανίχνευση άκρων.
Ο μέσος αισθητήρας ToF μπορεί να το κάνει αυτό σε λίγα νανο
δευτ
ερόλεπτα. Ένα νανοδευτερόλεπτο είναι ένα δισεκατομμυριοστό του δευτερολέπτου. Είναι τόσο γρήγορο που επιτρέπει σε όλη τη διαδικασία να συμβεί σε πραγματικό χρόνο. Ο αισθητήρας ToF συγκρίνει τις μετρήσεις που λαμβάνει χρησιμοποιώντας την ταχύτητα του φωτός και πόσο χρόνο χρειάζεται για να αναπηδήσει το φως. Όταν γίνει αυτό, μπορεί να προσδιορίσει πού βρίσκεται ένα αντικείμενο και να το χαρτογραφήσει σε έναν εικονικό χώρο με υψηλό επίπεδο ακρίβειας. Η χρήση αυτών των επιπλέον περιβαλλοντικών δεδομένων συμβάλλει επίσης στη βελτίωση της φωτογραφίας smartphone σε χαμηλό φωτισμό.
Αναγνώριση προσώπου και χειρονομιών
Για να χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό με άλλες τεχνολογίες, όπως κάμερες υπερύθρων για χαρτογράφηση προβολής κουκκίδων, ένας αισθητήρας Time of Flight μπορεί να βελτιώσει την
αναγνώριση προσώπου
. Δεδομένου ότι μετρά αντικείμενα χρησιμοποιώντας φως, μπορεί να προσδιορίσει με ακρίβεια εάν μια εικόνα είναι 2D ή 3D, καθιστώντας τη διαδικασία πιο ασφαλή. Στις παλαιότερες μέρες των συστημάτων ξεκλειδώματος προσώπου, μπορούσε κανείς να ξεγελάσει την κάμερα χρησιμοποιώντας ένα 2D-εκτυπωμένο πρόσωπο σε χαρτί. Ένας αισθητήρας ToF μπορεί να βελτιώσει τις δυνατότητες της κάμερας και να της επιτρέψει να χαρτογραφήσει ένα τρισδιάστατο μοντέλο και να το χρησιμοποιήσει για να επαληθεύσει το μοντέλο χρήστη στη συσκευή.
Ταυτόχρονα, βασιζόμενοι σε μετρήσεις φωτός από έναν αισθητήρα Time of Flight μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αναγνώριση χειρονομιών στη συσκευή. Αν και μια εξειδικευμένη λειτουργία, έχει τις χρήσεις της για λόγους προσβασιμότητας, επιτρέποντας σε όλους τους χρήστες να αλληλεπιδρούν με διάφορες συσκευές. Φανταστείτε να κουνάτε το χέρι σας μπροστά από μια συσκευή για να απαντήσετε σε μια τηλεφωνική κλήση, να πηδάτε στο επόμενο τραγούδι ή να αλληλεπιδράτε με άλλα στοιχεία στην οθόνη της συσκευής σας. Ο αισθητήρας ToF μπορεί να βοηθήσει την κάμερα να δει τις χειρονομίες με ακρίβεια, επιτρέποντας ένα νέο επίπεδο αλληλεπίδρασης που δεν είναι επί του παρόντος δυνατό με τον μέσο αισθητήρα κάμερας.
Επαυξημένης πραγματικότητας
Οι δυνατότητες της επαυξημένης πραγματικότητας (AR) δεν έχουν ακόμη πραγματοποιηθεί πλήρως, ακόμη και το 2023. Ωστόσο, η δημοτικότητά της αυξάνεται σιγά-σιγά καθώς η τεχνολογία προχωρά και ανταποκρίνεται στις απότομες απαιτήσεις της. Εφόσον το AR τοποθετεί αντικείμενα και σκηνές στην οθόνη στο πραγματικό περιβάλλον, χρειαζόμαστε έναν τρόπο μέτρησης δεδομένων πραγματικού κόσμου για την τοποθέτηση αντικειμένων. Και πάλι, ο αισθητήρας Time of Flight μπορεί να υπολογίσει άμεσα και με ακρίβεια την απόσταση μεταξύ της κάμερας και του πραγματικού μας περιβάλλοντος. Αυτό είναι ένα κρίσιμο μέρος της εμπειρίας AR. Επιτρέπει στη συσκευή σας να αναγνωρίζει τη διαφορά μεταξύ διαφορετικών επιφανειών.
Μπορεί το AI να αντικαταστήσει έναν αισθητήρα Time of Flight;
Έχουμε δει μια αύξηση των χαρακτηριστικών τεχνητής νοημοσύνης στη συσκευή (AI) που μπορεί συχνά να πλησιάσουν ή να αντικαταστήσουν πλήρως τα χαρακτηριστικά της φυσικής κάμερας. Μπορεί όμως η τεχνητή νοημοσύνη να αντικαταστήσει αποτελεσματικά το ειδικό υλικό του αισθητήρα Time of Flight του smartphone σας; Δεν είναι πιθανό να συμβεί σύντομα. Αντίθετα, η τεχνητή νοημοσύνη θα συνεργαστεί με τον αισθητήρα ToF για να δημιουργήσει μια απαράμιλλη εμπειρία που δεν θα μπορούσε να επιτευχθεί αν δούλευαν ανεξάρτητα. Στην περίπτωση της φωτογραφίας σε χαμηλό φωτισμό, ο συνδυασμός του αισθητήρα ToF και της τεχνητής νοημοσύνης με αλγόριθμους μηχανικής μάθησης μας επιτρέπει να τραβήξουμε εκπληκτικές φωτογραφίες σε δύσκολες συνθήκες φωτισμού.
Διαφορές χρόνου πτήσης και lidar
Γνωρίζουμε ότι οι αισθητήρες Time of Flight έχουν γίνει δημοφιλείς για smartphone για τους παραπάνω λόγους, αλλά τι γίνεται με την άλλη μορφή μέτρησης αντικειμένων σε πραγματικό χρόνο, το lidar; Σύντομο για το Light Detection and Ranging, το lidar είναι παρόμοιο με έναν αισθητήρα ToF. Ωστόσο, χρησιμοποιεί λέιζερ αντί για φώτα υπερύθρων για τη μέτρηση αντικειμένων. Αυτό τα καθιστά πιο ισχυρά, ταχύτερα και ακριβέστερα από έναν αισθητήρα ToF, αυξάνοντας το συνολικό κόστος εγκατάστασης σε μια συσκευή.
Αυτό περιορίζει το τι είναι πρόθυμοι να κάνουν οι κατασκευαστές συσκευών με το lidar προς το παρόν. Ως εκ τούτου, η Apple είναι η μόνη μεγάλη εταιρεία smartphone που χρησιμοποιεί κάποια μορφή lidar στα πιο πρόσφατα μοντέλα iPhone της. Και ακόμη και τότε, χρησιμοποιείται μόνο για την επιτάχυνση των δυνατοτήτων αυτόματης εστίασης στο σύστημα κάμερας, όπως ακριβώς κάνει ήδη ένας αισθητήρας ToF. Μια άλλη περίπτωση χρήσης του lidar περιλαμβάνει τη χρήση της εφαρμογής Measurement της Apple για να προσφέρει πιο ακριβή παρακολούθηση αντικειμένων στον πραγματικό κόσμο. Το Lidar είναι μια πιο φανταχτερή έκδοση ενός αισθητήρα ToF, αλλά δεν είναι κάτι που έχει υλοποιηθεί πλήρως ακόμα, όπως το AR.
Το Time of Flight προσφέρει πολλαπλές χρήσιμες λειτουργίες
Υπάρχουν πολλές χρήσεις που μπορεί να κάνει ένας αισθητήρας Time of Flight για να βελτιώσει τις δυνατότητες της κάμερας ενός smartphone. Η βελτιωμένη αυτόματη εστίαση στη φωτογραφία επιτρέπει καλύτερες λήψεις πορτρέτου. Ταυτόχρονα, περισσότερα περιβαλλοντικά δεδομένα από τον αισθητήρα ToF προσφέρουν εξαιρετικά αποτελέσματα φωτογραφίας σε χαμηλό φωτισμό. Η αντίληψη βάθους παίζει επίσης καθοριστικό ρόλο στον τρόπο με τον οποίο χρησιμοποιείται ένας αισθητήρας ToF σε εφαρμογές όπως η αναγνώριση προσώπου και χειρονομιών ή η τοποθέτηση αντικειμένων στον πραγματικό κόσμο μέσω AR. Ενώ η τεχνητή νοημοσύνη πιθανότατα δεν θα αντικαταστήσει πλήρως τον αισθητήρα ToF, μπορεί να υπερφορτίσει έναν αισθητήρα ToF για να επιτύχει μεγαλύτερη ακρίβεια με νέα χαρακτηριστικά.
Δεδομένου ότι το AI είναι ένα τόσο δημοφιλές θέμα, θα ήταν ωφέλιμο να μάθουμε τι είναι το AI και πώς χρησιμοποιείται σήμερα. Από τα δημοφιλή chatbots μέχρι τους ψηφιακούς βοηθούς, η τεχνητή νοημοσύνη καταλαμβάνει τον κόσμο πιο γρήγορα από ό,τι θα περίμενε κανείς.
