Kamery s časom letu sa začínajú objavovať na mnohých pomôckach. Tieto kamery ToF merajú hĺbku v scéne - a slúžia na pomoc pri mapovaní okolia, na navigáciu okolo prekážok a oveľa viac. Poďme sa bližšie pozrieť na to, čo robí časová kamera, na čo sa používa a ktoré technologické kúsky ich obsahujú …
Čo je doba letu?
Najjednoduchší spôsob uvažovania o dobe letu je podobný sonarovému systému - ibaže na zisťovanie vecí používa skôr svetlo než zvuk.
Kamery typu Time-of-Flight alebo ToF kamery sa stávajú čoraz bežnejšou funkciou mobilných telefónov, dronov a priemyselných robotov. Tiež známe ako hĺbkové kamery mapujú okolie a vytvárajú základné trojrozmerné znázornenie toho, čo je pred nimi.
Kameru je možné použiť napríklad na dron alebo auto, aby ste sa vyhli prekážkam. Použitia, ktoré možno použiť ToF, sa dajú použiť aj na identifikáciu subjektu alebo na rozpoznávanie gest. ToF sa dá použiť na bezpečnostné aplikácie - pomáha pri identifikácii používateľa - alebo sa dá jednoducho povedať rozdiel medzi susedovou mačkou a ľudským votrelcom.
Majú tiež dôležitú úlohu vo VR a aplikáciách rozšírenej reality - umožňujú napríklad hrám prekrývať virtuálny svet so skutočným svetom.
Ako fungujú kamery Time-of-Flight?
Fotoaparát s časom letu má snímací snímač rovnakým spôsobom ako bežný digitálny fotoaparát. Úlohou každého fotosite na snímači CCD je však zmerať čas, ktorý trvá, kým sa lúč infračerveného svetla vystreleného z fotoaparátu vráti do fotoaparátu - potom, čo sa odrazí od objektov v scéne pred ním. Celá scéna je zachytená a meraná jediným impulzom svetla - takže neexistujú žiadne pohyblivé časti.
Keď hovoríme o rýchlosti svetla, meranie sa uskutoční oveľa menej mihnutia oka. Ako vám každý geekly schoolkid povie, svetlo cestuje rýchlosťou 300 000 km za sekundu. Napríklad pre subjekt, ktorý je vzdialený 5 metrov, je časový rozdiel medzi svetlom opúšťajúcim fotoaparát a vracajúcim sa svetlom iba 33 nanosekúnd. Alebo 0,000000033 s, ak chcete.
Tieto časové rozdiely sa merajú pri každom jednotlivom pixeli v celom obraze - a práve tento „obrázok“ vytvára trojrozmernú mapu scény. Môže to robiť nepretržite - s typickou maximálnou snímkovou frekvenciou 60 snímok za sekundu.
Táto technológia už nejaký čas existuje - ale potrebná rýchlosť spracovania znamenala, že tejto technológii snímania hĺbky chvíľu trvalo, kým sa dostala do každodenných pomôcok.
Súčasné fotoaparáty ToF majú tendenciu skôr nízke rozlíšenie. Nedávno ohlásená kamera Time-of-Flight v fotoaparáte Samsung S10 5G má iba 240 x 160 pixlov.
Prečo ToF fotoaparáty na telefónoch?
Najnovšia generácia mobilných telefónov nemá iba jeden fotoaparát. Už dlho majú dve - jednu na fotografie toho, čo je pred nimi, a druhú na selfie. Ale najnovšie telefóny majú teraz niekoľko predných fotoaparátov - s dvoma až šiestimi rôznymi objektívmi, z ktorých každý má svoje vlastné snímače. Niektoré z nich sa používajú na výber rôznych ohniskových vzdialeností - aby ste v prípade potreby získali skutočne širokouhlý záber alebo slušný teleobjektív bez potreby orezania snímky.
Stále viac však vidíme, že jeden z týchto ďalších fotoaparátov na prednej strane smartfónov je snímačom ToF.
Senzor ToF možno použiť na získanie ďalších funkcií - a ním zaregistrované hĺbkové informácie môžu rôzne aplikácie v telefóne použiť rôznymi spôsobmi.
Fotoaparát ToF by sa dal použiť napríklad na rozpoznávanie gest - aby ste rozpoznali, že chcete, aby fotoaparát urobil fotografiu, keď zdvihnete ruku.
Informácie o hĺbke môžu podobne pomôcť softvéru AI v telefóne k rozostreniu pozadia obrázka - čo umožní rozmazanie bokehu, ktoré milujú profesionálni portrétni fotografi.
Ktoré telefóny majú fotoaparáty ToF?
Medzi telefóny s fotoaparátom, ktoré už boli doposiaľ vydané alebo prepustené pomocou fotoaparátov ToF, patria:
- Samsung Galaxy S10 5G
- LG G8 Thin Q
- Oppo RX17 Pro
- Čestný pohľad 20
- Huawei P30 Pro
- Oppo Reno
- Sony Xperia XZ4
Aké ďalšie aplikácie používajú ToF?
Čas letu sa používa v širokej škále aplikácií … a nie je vždy ľahké predpovedať, ako sa budú využívať. Mobilné telefóny v niektorých častiach obsahujú túto technológiu, takže je možné ju integrovať do softvéru a aplikácií, ktoré ešte musia byť napísané.
Na pracovisku sa senzory a kamery ToF predávajú ako komponenty. Môžu ich teda napríklad použiť na výrobných linkách roboty na výber správneho komponentu alebo na odhalenie chybného tovaru.
S dronmi je ToF skvelým spôsobom, ako vidieť a vyhnúť sa prekážkam, ale je obzvlášť užitočný pri navigácii v budovách.
Viac čítania
Čo je to 5G? A čo to bude znamenať pre fotografov?
Čo je to 8K? A čo to bude znamenať pre fotografov a kameramanov?
Najlepší telefón s fotoaparátom v roku 2022-2023: testované fotoaparáty smartphone
