Sempre più produttori si vantano che i loro telefoni siano dotati di fotocamere Time of Flight (ToF). Ma cosa sono le fotocamere ToF, come funzionano e perché ne vorresti una sul tuo smartphone?
Sommario:
Le fotocamere ToF hanno una risoluzione di profondità extra
Ad un livello molto semplice, le telecamere ToF sono solo normali telecamere HD con una maggiore risoluzione della profondità. In effetti, telefoni come il 2019 Huawei P30 Pro sfoggiano una risoluzione in profondità quattro volte migliore rispetto alle fotocamere convenzionali. Sebbene la “risoluzione della profondità” possa sembrare un gergo fotografico confuso, in realtà è facile da capire. Una telecamera con risoluzione ad alta profondità può distinguere tra oggetti vicini (in primo piano) e lontani (sullo sfondo).
In fotografia, questa idea di primo piano e sfondo è chiamata profondità di campo. È ciò che crea un senso di realismo o concentrazione. Gli oggetti vicini appaiono nitidi, con contorni netti, mentre gli oggetti lontani appaiono leggermente sfocati.
Con una fotocamera ToF, i fotografi hanno più opzioni per il controllo della profondità di campo. Naturalmente, non è necessario essere un fotografo per beneficiare della maggiore risoluzione della profondità di una fotocamera ToF. Le impostazioni automatiche della fotocamera, se abbinate a una fotocamera ToF, dovrebbero produrre immagini straordinarie con un primo piano e uno sfondo ben definiti. Una fotocamera ToF potrebbe anche essere utilizzata per produrre un video straordinario con stabilizzazione dell’immagine avanzata o per aumentare la precisione dei tuoi filtri Instagram.
Inoltre, la fotocamera ToF di un telefono potrebbe essere utilizzata per riconoscimento facciale avanzato, gesti e videogiochi AR. Ricordi come Pokemon Go utilizza la tua fotocamera per posizionare un Pokemon nel tuo ambiente? Le fotocamere ToF possono rendere questa funzione molto più convincente.
Questa tecnologia non è nuova
Stranamente, le telecamere ToF esistono dalla fine degli anni ’70. È bastato un po ‘di tempo prima che la tecnologia diventasse abbastanza economica e conveniente per le applicazioni dei consumatori.
In passato, le telecamere ToF venivano utilizzate per la mappatura topografica, l’automazione di macchine industriali e le porte automatiche. Ma la tecnologia si è fatta strada in molte case (inclusa la tua, probabilmente) nel 2014. Kinect di Xbox One utilizza una fotocamera ToF per identificare i volti e tracciare accuratamente i gesti delle mani.
Ad aprile 2019, ci sono solo pochi telefoni con fotocamere ToF integrate, come il LG G8 ThinQ, il Honor View 20, il Huawei P30 Pro, e il Oppo RX17 Pro. Questi telefoni sono commercializzati per fotografi e geek, ma stanno definendo lo standard per i telefoni futuri, inclusi Samsung e Mele Versioni 2019 e 2020.
Ok, le telecamere ToF sono fantastiche e esistono dall’uscita di Star Wars. Ma come lavorano? Perché hanno una risoluzione così grande in profondità?
Le fotocamere ToF utilizzano il Lidar per misurare la profondità
Sai come pipistrelli e delfini usano il suono per “vedere” il loro ambiente? Bene, abbiamo rubato quel trucco, l’abbiamo inserito in alcuni sottomarini e l’abbiamo chiamato sonar. Le fotocamere ToF utilizzano una tecnica simile per misurare la profondità, ma si chiama lidare si basa su impulsi di luce IR invece che sul suono.
Quando si scatta una foto con la fotocamera ToF di un telefono, viene emesso un impulso di luce IR invisibile che si riflette sugli oggetti vicini. Parte di quella luce si disperde nell’abisso, ma la maggior parte ritrova nella fotocamera ToF del telefono.
Come l’onda sonar di un pipistrello, un’onda lidar ritorna in frammenti. La luce IR che si riflette sugli oggetti vicini tornerà rapidamente alla telecamera ToF, mentre la luce che si riflette sugli oggetti lontani impiegherà un po ‘più di tempo. Il telefono misura quanto tempo impiega ogni raggio di luce per tornare indietro, scricchiola alcuni numeri e crea una mappa di profondità 3D dettagliata.
È un po ‘come quelli giocattoli da bacheca in cui premi la tua faccia. Questi giocattoli hanno un “effetto 3D” perché il tuo naso, che è vicino alla tavola, crea una rientranza più grande dei tuoi occhi e delle guance, che sono relativamente lontani dalla tavola.
Naturalmente, il riflesso della luce IR fornisce al telefono solo informazioni di profondità. Ecco perché le telecamere ToF abbinano la funzionalità IR a una telecamera convenzionale ad alta risoluzione. Il telefono utilizza un software per combinare una foto convenzionale con una mappa di profondità IR 3D e si ottiene un’immagine con un primo piano e uno sfondo ben definiti.
Applicazioni future per fotocamere ToF
Nei prossimi anni, le fotocamere ToF rivoluzioneranno il modo in cui scattiamo foto e video con i nostri telefoni. Ma pensiamo al quadro generale qui. Stiamo parlando di una forma di tecnologia in grado di creare una mappa di profondità di un ambiente alla velocità della luce. Le sue applicazioni vanno ben oltre i confini della fotografia.
In effetti, la tua prima esperienza con la fotocamera ToF di un telefono probabilmente non riguarderà solo la fotografia. Il Samsung Galaxy S10 5G includerà le fotocamere ToF, sia sul davanti che sul retro. Apple è notoriamente a bocca aperta sui futuri piani per iPhone, ma ci sono voci gli iPhone 2019 potrebbero includere anche fotocamere ToF. Sì, questo aggiornamento renderà i tuoi selfie fantastici, ma aumenterà anche la precisione di Face ID e altre misure di sicurezza. Se abiliti il riconoscimento facciale durante la configurazione del telefono, acquisirà silenziosamente una mappa 3D del tuo viso prima che tu abbia la possibilità di scattare qualsiasi selfie.
I controlli gestuali sono un’altra applicazione entusiasmante (ma probabilmente stupida) per le fotocamere ToF. Sì, il sistema di gesti di Kinect vale una grossa rotazione degli occhi, ma nei prossimi anni probabilmente ti ritroverai a utilizzare una tecnologia simile per controllare il tuo telefono, computer, assistente intelligente o smartwatch. In questo momento, alle aziende piace In movimento stanno lavorando su applicazioni ToF per computer desktop e produttori come Google utilizzano sistemi radar e lidar per creare smartwatch e assistenti intelligenti a mani libere con controllo gestuale.
Insieme ai controlli gestuali, le fotocamere ToF sono ideali anche per VR e AR applicazioni. A un livello base, cose come Instagram Filters e Pokemon Go sembreranno molto più “reali” se utilizzate con una fotocamera ToF. Ma per applicazioni più complicate, come la VR, le telecamere ToF potrebbero essere utilizzate per registrare i gesti e i passi di un giocatore. Possono anche essere utilizzati per mappare rapidamente ambienti fisici e convertirli in mondi VR, il che potrebbe accelerare lo sviluppo di giochi professionali o aprire il mercato VR per gli sviluppatori di giochi indipendenti.
Ma le fotocamere ToF hanno anche scopi pratici. In passato, sono stati utilizzati per l’automazione delle macchine nelle fabbriche. Questo non cambierà. Man mano che le fotocamere ToF migliorano (e sono più economiche), troveranno la loro strada in prodotti AI ancora più industriali e di livello consumer. Maggior parte auto intelligenti utilizzano già una forma di tecnologia lidar per “vedere” il loro ambiente (abbastanza interessante, le auto Tesla non usano lidar).
Sebbene la fotocamera ToF del tuo nuovo cellulare sia limitata alle applicazioni fotografiche, AR e di riconoscimento facciale, ora è un buon momento per familiarizzare con la tecnologia. Alla fine, le telecamere ToF saranno ovunque.
Fonti: Mouser