سرویس خبر
21 اسفند 1397 ساعت 10:20
0 نظر

همه چیز درباره دوربین ToF!

دوربین Time of Flight در تلفن‌های هوشمند رده بالا چه کار می‌کند؟

در چند وقت اخیرا پرچمداران و تلفن‌های هوشمند رده بالای بسیاری معرفی شده‌اند که از فناوری جدیدی به نام دوربین ToF استفاده می‌کنند. در این مطلب با نظرات مدیر شرکت کورنینگ به تشریح عملکرد این دوربین می‌پردازیم.

رقابت میان تلفن‌های هوشمند رده بالا روزبه‌روز بیشتر از قبل به سوی تنظیمات، قابلیت‌ها و پیکربندی دوربین کشیده می‌شود. اگر پیگیر خبرهای مربوط به موبایل‌های جدید بوده باشید، حتما نام دوربین Time of Flight را شنیده‌اید؛ عبارتی که شرکت‌های بزرگ این روزها خیلی روی آن مانور می‌دهند. ولی این اصطلاح به چه معناست؟

Time of Flight

دوربین Time of Flight یا ToF از سنسوری تشکیل شده که لیزر کوچکی برای تابش نور فروسرخ دارد. این نور به هر چیزی که در مقابل دوربین وجود داشته باشد برخورد کرده و به سنسور دستگاه برمی‌گردد. مدت زمانی که طول می‌کشد تا نور به سنسور برگردد اندازه‌گیری شده و اطلاعاتی از آن به دست می‌آید که برای ایجاد نقشه عمق تصویر استفاده می‌شود.

دکتر خاویر لافوسه، مدیر بخش فناوری‌های تجاری شرکت کورنینگ، می‌گوید:

دوربین‌های ToF در حقیقت زمانی را اندازه‌گیری می‌کنند که طول می‌کشد تا نور از دوربین به سوژه برخورد کرده و به سنسور برگردد.

تا پیش از این اکثر موبایل‌ها از سیستم استریو ویژن استفاده می‌کردند. در این سیستم دو دوربین وجود داشت که برای محاسبه عمق تقریبی به کار گرفته می‌شد، اما این روش در محیط‌های کم‌نور یا تاریک خوب عمل نمی‌کرد و در مجموع خیلی دقیق نبود.

روش بهتری که در آن هم از نور فروسرخ استفاده می‌شود «تابش نور ساختاریافته» است. در این روش الگویی نقطه‌ای روی سوژه تابانده می‌شود و سنسور دستگاه فاصله میان نقاط را اندازه‌گیری می‌کند، سپس با توجه به اعوجاج‌هایی که در الگو وجود دارد عمق محاسبه می‌شود. این فناوری برای چیزهایی مثل تشخیص چهره در فاصله کم، به اندازه طول یک دست، به خوبی کار می‌کند. به همین دلیل است که اپل در دوربین TrueDepth خود برای فیس آیدی از این روش کمک می‌گیرد.

Time of Flight نیز سازوکار مشابه‌ای دارد، ولی در این روش خبری از الگوی نقطه‌ای نیست. از آن‌جایی که این روش‌ها مبتنی بر نور فروسرخ کار می‌کنند، عملکرد دوربین در محیط‌های کم‌نور یا تاریک هم خوب است. دوربین ToF فضای مقابل دوربین را با تابشی یکنواخت از نور فروسرخ پوشش می‌دهد و دستگاه تک‌تک پیکسل‌های تصویر را بررسی می‌کند. این سنسور با ساعتی فوق‌العاده حساس تنظیم می‌شود که قادر است کوچک‌ترین تغییرات تابش بازگشتی را تشخیص دهد. بدین ترتیب با توجه به اطلاعاتی که از هر پیکسل به دست می‌آید، نقشه‌ای عمیق ساخته می‌شود.

دکتر لافوسه می‌گوید:

این تنها روشی است که در زمینه اندازه‌گیری فاصله بسیار دقیق عمل می‌کند؛ تنها روشی که نه نوعی درون‌یابی یا محاسبه عادی، بلکه شکلی از اندازه‌گیری فاصله است.

روش مذکور کاربردهای گوناگونی دارد و به همین دلیل است که امروزه شاهد اضافه شدن آن به تلفن‌های هوشمند خود هستیم. برای مثال در LG G8 ThinQ و Honor View 20 از همین دوربین Time of Flight استفاده می‌شود، اما این دو دستگاه پیاده‌سازی‌های متفاوتی از این روش را به کار گرفته‌اند.

ال جی از سنسور ToF همراه با یک دوربین سلفی ۸ مگاپیکسلی استفاده می‌کند تا چیزی را به وجود بیاورد که به آن دوربین Z می‌گوید (محور Z همان محوری است که عمق را در تصاویر سه بعدی مشخص می‌کند). این سیستم امکان قفل‌گشایی با تشخیص چهره و چیزی موسوم به Hand ID را فراهم کرده است؛ روشی بیومتری که الگوی رگ‌های کف دست را شناسایی می‌کند. علاوه بر این، قابلیتی به نام ژست‌های Air Motion نیز در این دستگاه قرار داده شده که به شما اجازه می‌دهد دست خود را در مقابل G8 ThinQ تکان داده و بدون نیاز به لمس کردن صفحه کارهای مختلفی مثل پخش و قطع موسیقی را انجام دهید.

در دوربین عقب Honor View 20 علاوه بر سنسور ToF یک سنسور ۴۸ مگاپیکسلی نیز وجود دارد. این سنسور با دریافت اطلاعات عمق به بهبود حالت پرتره و ایجاد افکت بوکه کمک می‌کند. ولی این‌ها تمام قابلیت‌های دوربین ToF نیست.

دکتر لافوسه می‌گوید:

عمده عملکرد دوربین Time of Flight در فواصل متوسط و بلند مشهود است؛ به کاربردهای این سیستم در واقعیت افزوده فکر کنید. اگر ToF روی پیکربندی دوربین عقب قرار داده شود، می‌دانید که این دوربین دیگر برای تشخیص چهره روی دستگاه تعبیه نشده، بلکه می‌توانید از آن برای بررسی محیط و همه چیزهایی استفاده کنید که مقابل شما قرار گرفته است.

شاید در گذشته اپلیکیشن‌های واقعیت افزوده یا بازی‌های این سبک را امتحان کرده باشید، ولی باید بدانید که با دوربین‌های ToF این حوزه از نظر دقت یک گام جلوتر می‌رود و محیط پیرامون شما را خیلی بهتر از قبل با گیم‌پلی و شخصیت‌های بازی تلفیق می‌کند.

علاوه بر این ارتباطات اجتماعی نیز می‌تواند دستخوش تحولات جذابی شود. شاید به زودی بتوانیم به جای استفاده از انیموجی و روش‌های مشابه، تصویری سه‌بعدی از طرف دیگر مکالمه را داشته باشیم.

خاویر لافوسه معتقد است:

سنسورهای ToF می‌توانند از محیط اطراف شما دقیق‌تر نقشه‌برداری کنند تا آواتار دوست‌تان خیلی واقع‌گرایانه‌تر از گذشته بتواند در مبل کنار دستتان قرار بگیرد.

فناوری پایه این روش چندان جدید نیست. دوربین کینکت مایکروسافت قبلا از سنسور Time of Flight استفاده می‌کرد و ارتش آمریکا نیز از سال‌ها پیش برای دریافت اطلاعات مربوط به عمق از همین سیستم کمک می‌گرفتند. ولی دکتر لافوسه می‌گوید پیشرفت‌های این فناوری به شرکت‌ها اجازه داده تا بتوانند از این سیستم در فرم فاکتورهای کوچک‌تر استفاده کنند و در نهایت آن را به تلفن‌های هوشمند بیاورند.

این فناوری برای محصولات پوشیدنی در حوزه واقعیت افزوده و واقعیت ترکیبی مثل هولولنز مایکروسافت یا مجیک لیپ هم حائز اهمیت است، چون این دستگاه‌ها باید نقشه دقیقی از محیط پیرامون شما داشته باشند.

حوزه دیگری که می‌تواند از دوربین‌های ToF استفاده کند، مسیریابی محیط‌های داخلی است. اگر نقشه‌ای سه بعدی از ساختمان مدنظر شما در فضای ابری وجود داشته باشد، این سنسور به طور دقیق می‌تواند تشخیص دهد که شما دقیقا در کدام نقطه از ساختمان قرار دارید.

شاید در انتها این سوال برایتان پیش آمده باشد که دوربین‌های ToF چه ارتباطی با کورنینگ دارد. این شرکت همان شرکتی است که شیشه‌های محافظ اکثر تلفن‌های هوشمند موجود در بازار را تولید می‌کند، ولی در کنار این، آن‌ها مشغول کار روی قطعات اپتیکال دوربین‌های ToF هم هستند تا آن‌ها را کوچک‌تر، شفاف‌تر و کارآمدتر کنند.

شک نداریم که دوربین ToF به زودی در تلفن‌های هوشمند بیشتر و بیشتری ظاهر خواهد شد. اخیرا نیز شایعاتی به گوش می‌رسد که اپل قصد دارد از این سنسور در آیفون بعدی خود استفاده کند.

واقعیت افزوده از همان ابتدا حوزه بسیار جذابی به نظر می‌رسید، ولی هر چه زمان بیشتری سپری شد، افراد بیشتری متوجه شدند که این فناوری آن قدرها هم که در ابتدا گفته می‌شد جذاب و کاربردی نیست. با این حال، دوربین‌های ToF در کنار واحدهای پردازشی قوی‌تر و ارتباطات سریع‌تر می‌توانند به این فناوری کمک کنند تا راحت‌تر به آن هدفی که از ابتدا در نظر داشت دست یابد.




نظرات کاربران

در حال بارگذاری