Zamieniłem smartfon w noktowizor. Sensor ToF to potęga

Zamieniłem smartfon w noktowizor. Sensor ToF to potęga25.03.2020 06:48
Zamieniłem smartfon w noktowizor. Sensor ToF to potęga

ToF to technologia rodem z NASA, która gości w coraz większej liczbie smartfonów. Jak ją wykorzystać? Np. do widzenia w kompletnej ciemności.

Coraz więcej nowych smartfonów - póki co głównie z górnej półki - uzbrojonych jest w sensor ToF do bardziej precyzyjnego wykrywania głębi. Ostatnio podobny czujnik trafił do nowego iPada Pro i liczę na to, że Apple przyłoży się do większej popularyzacji tej technologii i wydobycia jej pełnego potencjału.

Jak w ogóle działa sensor ToF?

ToF (ang. time of flight, czyli analizator czasu przelotu) stosowany w urządzeniach mobilnych składa się z dwóch elementów. Pierwszym jest dioda emitująca światło podczerwone. Drugim specjalna matryca światłoczuła.

Sensor mierzy czas, po jakim wraca do niego światło odbite od obiektu. Na podstawie wyliczeń wykonywanych z nanosekundową precyzją urządzenie jest w stanie nie tylko dokładnie oszacować odległość poszczególnych obiektów od czujnika, ale i określić ich kształt.

412214665863889830

Czujniki działające na podobnej zasadzie wykorzystywane są także w autonomicznych samochodach czy nawet sondach kosmicznych budowanych przez NASA. Postępująca miniaturyzacja i relatywnie niedużo koszty produkcji sprawiły, że tę technologię można dziś mieć w kieszeni.

Smartfon jako noktowizor? Z ToF to możliwe

Póki co w przypadku większości urządzeń ToF działa w sposób praktycznie niezauważalny dla użytkownika, wspomagając jedynie działanie funkcji wymagających detekcji głębi. W Google Play znalazłem jednak świetną apkę Night Vision, która pozwala zrobić ze skanera 3D użytek. Zainstalowałem ją na Galaxy Nocie 10+.

Program w czasie rzeczywistym wyświetla to, co przechwytuje sensor ToF. Jako że wykorzystuje on niewidoczne dla ludzkiego oka światło podczerwone, mapa głębi jest doskonale widoczna nawet w absolutnej ciemności.

Zaskoczyło mnie to, jak duży obszar jest w stanie przeskanować tak malutki sensor. Spodziewałem się, że wymięknie po kilkudziesięciu centymetrach, a tymczasem w oka mgnieniu generuje mapę 3D całego pomieszczenia. Bez problemu wykrywa kształt niewielkich obiektów oddalonych o 4-5 metrów.

W jaki jeszcze sposób można wykorzystać skaner ToF?

Na wybranych smartfonach Samsunga (m.in. Note10+, S20+ i S20 Ultra) i Huaweia (m.in. P30 Pro i Mate 30 Pro) można zainstalować apkę to dokonywania pomiarów odległości. Działa to z imponującą precyzją. W ramach testów zmierzyłem Note'em 10+ długość, szerokość i przekątną 93-calowego ekranu projekcyjnego i telefon podał wymiary z dokładnością do centymetra.

412214665864414118

W niektórych telefonach czujnik ToF wspomaga pracę autofokusu czy umożliwia dokładniejsze rozmywanie tła w trybie portretowym.

LG G8 ThinQ ma czujnik ToF ulokowany na froncie, który służy m.in. do wykrywania wykonywanych w powietrzu gestów.

W Sklepie Play znaleźć można także garść gier ruchowych pokroju tych znanych z Kinecta.

Z kolei w nowym iPadzie Pro czujnik głębi odpowiada za bardziej precyzyjne nakładanie wirtualnych obiektów na obraz pochodzący z kamery w trybie rozszerzonej rzeczywistości.

ToF jako skaner twarzy

Kamera ToF może mieć formę dwóch miniaturowych otworów, w których skryta jest dioda podczerwieni oraz matryca. Tu pojawia się pytanie - dlaczego Apple nie wykorzysta tej technologii zamiast swojego systemu TrueDepth, którego liczne czujniki zajmują ponad połowę szerokości telefonu?

412214665864872870

Powodem jest najpewniej niska jakość skanu. Kamerki ToF stosowane w smartfonach mają obecnie bardzo niską rozdzielczość (do 240p), w efekcie czego obraz jest mocno rozpikselowany.

412214665865003942

Jak widać - szczegółowość takiego skanu jest zbyt niska, by oprogramowanie mogło precyzyjnie określić rysy twarzy.

Ale

Osobiście nie widzę przeciwskazań, dla których skaner twarzy nie mógłby działać hybrydowo. Teoretycznie w tym samym czasie aparat do selfie mógłby analizować rysy twarzy i wykrywać otwarte oczy, a sensor ToF sprawdzać, czy ma do czynienia z trójwymiarowym obiektem o określonym kształcie i wielkości, a nie zdjęciem.

Taki skaner byłby potencjalnie bardzo trudny do oszukania, a przy tym szybki, tani w implementacji i nieinwazyjny. Nie zdziwię się więc, jeśli w niedalekiej przyszłości Apple wykorzysta technologię ToF przy budowie kolejnej generacji skanera Face ID, a samo rozpoznawanie twarzy w 3D się upowszechni.

Jedno jest pewne - ToF ma olbrzymi potencjał

Już samo to, że smartfon może się sprawdzić jako ultraprecyzyjna miarka i noktowizor sprawia, że raczej już nigdy nie kupię telefonu bez sensora ToF. To jedna z najciekawszych technologii ostatnich lat, a jest dopiero na początku swojej drogi.

To imponujące, że tak mały czujnik potrafi tak wiele. Trzymam kciuki za to, by producenci oraz twórcy aplikacji nieustannie pracowali nad okiełznaniem jego możliwości.

Oceń jakość naszego artykułuTwoja opinia pozwala nam tworzyć lepsze treści.
Udostępnij:
Wybrane dla Ciebie
Komentarze (32)