Uçuş Süresi (ToF) Kamerası Nedir ve Telefonumun Neden Biri Var?

Framesira/Shutterstock

Gittikçe daha fazla üretici, telefonlarının Time of Flight (ToF) kameralarına sahip olduğunu söylüyor. Peki, ToF kameraları nedir, nasıl çalışırlar ve neden akıllı telefonunuzda bir tane olsun istiyorsunuz?

ToF Kameralar Ekstra Derinlik Çözünürlüğüne Sahiptir

Çok temel düzeyde, ToF kameralar sadece derinlik çözünürlüğü arttırılmış sıradan HD kameralardır. Aslında, 2019 Huawei P30 Pro gibi telefonlar, geleneksel kameralardan dört kat daha iyi bir derinlik çözünürlüğüne sahip. “Derinlik çözünürlüğü” fotoğrafçılığın jargonunu karıştırmak gibi görünse de, anlaşılması kolaydır. Yüksek derinlik çözünürlüğü olan bir kamera yakındaki (ön planda) ve uzaktaki (arka planda) nesneler arasında ayrım yapabilir.

Fotoğrafta, bu ön ve arka plan fikrine alan derinliği denir. Gerçekçilik veya odaklanma duygusu yaratan şey budur. Yakında bulunan nesneler keskin, temiz hatlarla görünürken, uzaktaki nesneler biraz bulanık görünür.

Bir ToF kamerasıyla, fotoğrafçıların alan derinliğini kontrol etmek için daha fazla seçeneği vardır. Elbette, ToF kameranın artan derinlik çözünürlüğünden yararlanmak için fotoğrafçı olmanıza gerek yok. Otomatik kamera ayarları, bir ToF kamerayla eşleştirildiğinde, iyi tanımlanmış bir ön plana ve arka plana sahip çarpıcı görüntüler üretmelidir. Bir ToF kamera, gelişmiş görüntü sabitleme özelliğine sahip çarpıcı bir video üretmek veya Instagram filtrelerinizin doğruluğunu artırmak için de kullanılabilir.

Ek olarak, bir telefonun ToF kamerası, gelişmiş yüz tanıma, jestler ve AR video oyunları için kullanılabilir. Pokemon Go'nun kameranızı ortamınıza bir Pokemon yerleştirmek için nasıl kullandığını hatırlıyor musunuz? ToF kameralar bu özelliği daha inandırıcı hale getirebilir.

Bu Teknoloji Yeni Değil

İşin garibi, ToF kameraları 70'lerin sonlarından beri buralarda. Teknolojinin tüketici uygulamaları için yeterince ucuz ve kullanışlı hale gelmesi biraz zaman aldı.

Geçmişte, topografik haritalama, endüstriyel makine otomasyonu ve otomatik kapılar için ToF kameralar kullanılmıştır. Ancak teknoloji, 2014'te tekrar birçok eve (muhtemelen sizinki de dahil olmak üzere) girdi. Xbox One'ın Kinect'i yüzleri tanımlamak ve el hareketlerini doğru bir şekilde izlemek için bir ToF kamera kullanıyor.

rdonar/Shutterstock

Nisan 2019’dan bu yana, LG G8 ThinQ, Honor View 20, Huawei P30 Pro ve Oppo RX17 Pro gibi dahili ToF kameralara sahip birkaç telefon var. Bu telefonlar fotoğrafçılara ve meraklılara karşı pazarlanıyor, ancak Samsung ve Apple'ın 2019 ve 2020 sürümleri de dahil olmak üzere gelecekteki telefonlar için standart belirliyorlar.

Tamam, ToF kameraları süper havalı ve Yıldız Savaşları'nın yayınlanmasından bu yana varlar. Ama nasıl çalışıyorlar? Neden bu kadar derin bir çözünürlükleri var?

ToF Kameraları Derinliği Ölçmek İçin Lidar Kullanıyor

Yarasaların ve yunusların çevrelerini “görmek” için sesi nasıl kullandıklarını biliyor musunuz? Bu numarayı çaldık, bazı denizaltılara soktuk ve sonar olarak adlandırdık. ToF kameraları derinliği ölçmek için benzer bir teknik kullanır, ancak buna lidar denir ve ses yerine IR ışığının darbelerine dayanır.

Bir telefonun ToF kamerasıyla fotoğraf çekerken, yakındaki nesnelerden yansıyan görünmez bir IR ışığı atıyor. Bu ışığın bir kısmı uçurumun içine yayılıyor, ancak çoğu telefonun ToF kamerasına geri dönüyor.

Bir yarasanın sonar dalgası gibi, bir lidar dalgası da bit ve parçalar halinde geri döner. Yakındaki nesnelerden yansıyan IR ışığı hızlı bir şekilde ToF kameraya geri dönerken, uzaktaki nesnelerden yansıyan ışık biraz daha uzun sürecektir. Telefonunuz her bir ışık ışınının geri dönmesinin ne kadar sürdüğünü ölçer, bazı numaraları kırar ve ayrıntılı bir 3B derinlik haritası oluşturur.

MaximP/Shutterstock

Yüzüne bastırdığın pinboard oyuncaklara benziyor. Bu oyuncakların “3B efekti” vardır, çünkü tahtaya yakın olan burnunuz, tahtadan nispeten uzak olan gözlerinizden ve yanaklarınızdan daha büyük bir girinti oluşturur.

Tabii ki, kızılötesi ışığın yansıması telefonunuza yalnızca derinlik bilgisi sağlar. Bu nedenle ToF kameraları IR işlevini geleneksel, yüksek çözünürlüklü bir kamerayla eşleştirir. Telefonunuz, geleneksel bir fotoğrafı IR 3B derinlik eşlemi ile karıştırmak için yazılım kullanır ve sonunda iyi tanımlanmış bir ön plana ve arka plana sahip bir görüntü elde edersiniz.

ToF Kameralar İçin Gelecek Uygulamalar

Önümüzdeki birkaç yıl içinde ToF kameraları, telefonlarımızla fotoğraf ve video çekme biçimimizde devrim yaratacak. Ama buradaki büyük resmi düşünelim. Işık hızında bir ortamın derinlik haritası oluşturabilen bir teknolojiden bahsediyoruz. Uygulamaları fotoğrafçılığın sınırlarının ötesine geçiyor.

Aslında, bir telefonun ToF kamerasıyla ilk deneyiminiz muhtemelen sadece fotoğrafçılıkla ilgili değildir. Samsung Galaxy S10 5G, hem ön hem de arka tarafta ToF kameralar içerecek. Apple, gelecekteki iPhone planları hakkında ünlüdür, ancak 2019 iPhone'ların ToF kameraları da içerebileceğine dair söylentiler var. Evet, bu güncelleme özçekimlerinizin harika görünmesini sağlar, ancak Yüz Kimliği ve diğer güvenlik önlemlerinin doğruluğunu da artırır. Telefonunuzu ayarlarken yüz tanıma özelliğini etkinleştirirseniz, herhangi bir özçekim alma şansını yakalamadan önce sessizce yüzünüzün 3B haritasını yakalar.

Hareket kontrolleri, ToF kameraları için heyecan verici (henüz tartışmasız) bir başka uygulamadır. Evet, Kinect'in jest sistemi göze çarpmaya değer bir rol oynamaya değer, ancak önümüzdeki birkaç yıl içinde, telefonunuzu, bilgisayarınızı, akıllı asistanınızı veya smartwatch'ınızı kontrol etmek için benzer bir teknoloji kullandığınızı göreceksiniz. Şu anda Inmotion gibi şirketler masaüstü bilgisayarlar için ToF uygulamaları üzerinde çalışıyor ve Google gibi üreticiler eller serbest, jest kontrollü akıllı saatler ve akıllı asistanlar oluşturmak için radar ve lidar sistemleri kullanıyor.

Gorodenkoff/Shutterstock

Hareket kontrollerinin yanı sıra ToF kameraları VR ve AR uygulamaları için de idealdir. Temel düzeyde, Instagram Filtreleri ve Pokemon Go gibi şeyler bir ToF kamera ile kullanıldığında çok daha "gerçek" görünecek. Ancak, VR gibi daha karmaşık uygulamalar için, ToF kameraları bir oyuncunun el hareketlerini ve adımlarını kaydetmek için kullanılabilir. Ayrıca, fiziksel ortamları hızlı bir şekilde haritalandırmak ve onları profesyonel oyun geliştirmeyi hızlandırabilen ya da indie oyun geliştiricileri için VR pazarını açabilecek VR dünyalarına dönüştürmek için de kullanılabilirler.

Ancak ToF kameraların da pratik amaçları var. Geçmişte fabrikalarda makine otomasyonu için kullanılmıştır. Bu değişmeyecek. ToF kameraları daha iyi (ve daha ucuz) hale geldikçe, daha endüstriyel ve tüketici sınıfı AI ürünlerine girmeye başlayacaklar. Çoğu akıllı otomobil, çevrelerini “görmek” için zaten bir çeşit lidar teknolojisi kullanmaktadır (yeterince ilginçtir, Tesla arabaları lidar kullanmaz).

Yeni cep telefonunuzdaki ToF kamera, fotoğrafik, AR ve yüz tanıma uygulamalarıyla sınırlı olsa da, şimdi teknolojide daha rahat olmanın tam zamanı. Sonunda, ToF kameraları her yerde olacak.

Kaynaklar: Mouser