Վերջերս ToF տեսախցիկները դարձել են ժամանակակից առաջատար սմարթֆոնների տեսախցիկների հավաքածուի անբաժանելի մասը: Բայց ինչպե՞ս են դրանք աշխատում, ինչո՞ւ են դրանք ընդհանրապես անհրաժեշտ և որտեղ կարելի է օգտագործել։
«Նրանք կան, այդպես լինի»,- կասեն օգտատերերի մեծ մասը։ Բանն այն է, որ շատ քիչ տեղեկություններ են հրապարակվում ToF սենսորների մասին։ Եթե իմ գործընկեր լրագրողները, և ոչ բոլորը, և նույնիսկ մասնագիտացված փորձագետները կարողանան հստակ բացատրել դրանց անհրաժեշտությունը։ Եկեք որոշ պարզություն մտցնենք այս հարցում: Թերևս տեքստի մի մասը կպարունակի շատ տերմիններ, բայց ես կփորձեմ հնարավորինս պարզ բացատրել, թե ինչ է ToF տեսախցիկը, որտեղ կարող եք կիրառել դրա հնարավորությունները և ինչպես տեսնել այն գործողության մեջ: Դե, արի գնանք։
Ի՞նչ է ToF տեսախցիկը:
Հիշու՞մ եք Երկրորդ համաշխարհային պատերազմի այդ սուզանավերի ֆիլմերը: Այնտեղ հայտնվել են սոնար սարքավորումներ, որոնք օգտագործվում էին թշնամու նավերը հայտնաբերելու համար։ Սարքը ձայնային «պինգ» է ուղարկում ջրային տարածություն և սպասում, որ ազդանշանը արտացոլվի: Կախված ձայնային ալիքի վերադարձի ժամանակից, մասնագետը փորձել է որոշել հակառակորդի սուզանավի գտնվելու վայրը։
Ճիշտ այնպես, ինչպես սոնարը, ToF տեսախցիկը չափում է այն ժամանակը, որը պահանջվում է, որպեսզի լույսը ցատկի առարկայից: Այնուհետև տեսախցիկը օգտագործում է ուշացման տվյալները՝ հեռավորությունը որոշելու համար: Այսպիսով, ToF սենսորը ստեղծում է աշխարհի եռաչափ քարտեզ։
Ահա թե ինչու ToF տեսախցիկները երբեմն կոչվում են նաև «խորքային տեսախցիկներ»: ToF տեսախցիկը (Time of Flight) սենսոր է, որն ի վիճակի է ինֆրակարմիր սպեկտրում ինչ-որ լույս արձակել և այնուհետև արձանագրել իր արտացոլման արագությունը օբյեկտից: Սենսորն ինքնին բաղկացած է երկու մասից՝ առաջինը ինֆրակարմիր լույս արձակող դիոդ է, իսկ երկրորդը՝ հատուկ լուսազգայուն մատրիցա։
Տեսախցիկը չափում է այն ժամանակը, որից հետո օբյեկտից արտացոլված լույսը վերադառնում է իրեն: Մինչև նանվայրկյան ճշգրտությամբ կատարված հաշվարկների հիման վրա սարքն ի վիճակի է ոչ միայն ճշգրիտ գնահատել առանձին առարկաների հեռավորությունը սենսորից, այլև որոշել դրանց ձևը։ Ճիշտ է, այն շատ նման է սոնար սոնարին։ Միայն այս դեպքում ձայնի փոխարեն լույս ենք ուղարկում օբյեկտին։
Նմանատիպ սկզբունքով աշխատող սենսորները նույնպես օգտագործվում են ինքնավար մեքենաներում կամ նույնիսկ տիեզերական զոնդերում, որոնք կառուցվել են NASA-ի կողմից: Պրոգրեսիվ մանրանկարչությունը և արտադրության համեմատաբար ցածր ծախսերը նշանակում են, որ այս տեխնոլոգիան այսօր կարող է լինել ձեր գրպանում: Փաստն այն է, որ ToF սենսորներն արդեն շատ բարձրակարգ սմարթֆոններում են: Ահա մի քանի շարժական սարքեր, որոնք հագեցած են ToF տեսախցիկներով.
- Samsung Galaxy S10 5G
- Samsung Galaxy Note10 +
- Samsung Galaxy S20 +
- Samsung Galaxy S20Ultra 5G
- LG G8 Thin Q
- OPPO RX17 Pro
- Honor View 20- ը
- Huawei P30 Pro- ն
- Huawei Mate 30 Pro- ն
- Huawei P40 Pro- ն
- OPPO Reno
- Sony Xperia XZ4- ը
Համոզված եմ, որ ամեն տարի այս ցանկը միայն կընդլայնվի, քանի որ այս սենսորի ներուժը պարզապես հսկայական է։ Թերեւս շուտով Google-ը նույնպես նման տեսախցիկ կտեղադրի իր Pixels-ում։ Նաև հույս կա, որ և Apple ուշադրություն կդարձնի ToF սենսորին և կնպաստի այս տեխնոլոգիայի մեծ մասսայականացմանը, ինչպես նաև լիովին կօգտագործի դրա հնարավորությունները։ Իզուր չէ, որ նմանատիպ սենսոր է հայտնվել նոր iPad Pro-ում։
Դե, տեսությունը պարզ է, հիմա եկեք ավելի սերտ նայենք, թե գործնականում ինչի է ընդունակ ToF տեսախցիկը: Պետք է հասկանալ, որ դուք չեք կարող պարզապես վերցնել և միացնել այս սենսորը, բայց այն դեռ կարող եք օգտագործել որոշ հավելվածներում, նույնիսկ տեսախցիկով նկարելիս:
Ինչպե՞ս կարող է օգտագործվել ToF տեսախցիկը:
Մենք չափում ենք հեռավորությունը
Որոշ սմարթֆոնների վրա Samsung (ներառյալ Note10+, S20+ և S20 Ultra) և Huawei (ներառյալ P30 Pro, Mate 30 Pro, Huawei P40 Pro) կարող եք տեղադրել հեռավորության չափման հավելված, որը կոչվում է Measure:
Ամեն ինչ աշխատում է բավականին պարզ և տպավորիչ ճշգրտությամբ։ Որպես թեստերի մի մաս, ես չափեցի այս հավելվածի և սմարթֆոնի միջոցով Samsung Galaxy S20 Ultra ձեր հեռուստացույցի էկրանի երկարությունը, լայնությունը և անկյունագիծը, իսկ հեռախոսը տվել է չափերը մոտակա սանտիմետրով:
Ֆոնի պղտորում լուսանկարելիս
Եռաչափ ցուցադրման համակարգի կիրառումը կարող է լինել թվային դաշտի խորություն ստեղծելը, որպեսզի կարողանաք լղոզված ֆոն ավելացնել ձեր լուսանկարներին կամ տեսանյութերին: Սա այս պահին աշխատում է միայն լուսանկարների, այլ ոչ թե տեսանյութերի համար: Ֆունկցիան թույլ է տալիս նաև ազատվել ավելորդ առարկաներից, որոնք հայտնվել են շրջանակի մեջ կամ ֆոնի վրա, որոնք փչացնում են նկարի տպավորությունը։
Բացի այդ, որոշ հեռախոսներում ToF սենսորն աջակցում է ավտոմատ ֆոկուսին կամ թույլ է տալիս ավելի ճշգրիտ կերպով պղտորել ֆոնը դիմանկարային ռեժիմում: Մի խոսքով, այն օգնում է ձեզ ավելի լավ սելֆիներ անել, որպեսզի ուրախացնեք ձեր հետևորդներին, ինչպես օրինակ Instagram.
Շարժման հետևում
LG G8 ThinQ սմարթֆոնն ունի ToF սենսոր, որը տեղադրված է առջևի վահանակի վրա, որն օգտագործվում է, ի թիվս այլ բաների, տիեզերքում կատարվող ժեստերը հայտնաբերելու համար։ Ես իսկապես չեմ ուզում խոսել նման ժեստերի օգտագործման հնարավորությունների մասին, ավելի լավ է ինքներդ համոզվեք։
Google Play-ն ունի նաև մի քանի շարժման խաղեր, որոնք նման են վերահսկիչի կողմից աջակցվողներին Microsoft Kinect.
3D մոդելների և ընդլայնված իրականության ստեղծում
ToF տեսախցիկի օգնությամբ 3D մոդելներ ստեղծելու հնարավորության մասին կարելի է անվերջ խոսել։ Արդեն հիմա դուք կարող եք օգտագործել սելֆիի լուսանկարները տարբեր անկյուններից՝ ձեր դեմքի մոդել ստեղծելու համար և նույնիսկ տպել այն, եթե ձեռքի տակ ունեք 3D տպիչ: Իհարկե, ինչ-որ մեկը կասի, որ դրանք պարզապես խաղեր են և զվարճություններ: Բայց միանգամայն հնարավոր է, որ ապագայում ToF տեսախցիկները օգտագործվեն մեքենաների կամ այլ մեխանիզմների դետալներ ստեղծելու համար։
Վիրտուալ և ընդլայնված իրականությունը գնալով ավելի համառորեն թակում է մեր դուռը: Ընդլայնված իրականության աջակցությամբ խաղերը գնալով ավելի են հայտնվում սմարթֆոններում Android և iOS. Այն հուզիչ է, ուսուցողական և թույլ է տալիս օգուտ քաղել ձեր ժամանակը: Մասնավորապես, Play Market-ում արդեն կարելի է գտնել Google ARCore հարթակի աջակցությամբ մեծ թվով հավելվածներ և խաղեր։ Բավական է ներբեռնել և տեղադրել Google Play Services for AR հավելվածը, և նման խաղերն ու հավելվածները ձեզ հասանելի կլինեն ընդլայնված իրականության մեջ։ Պարզապես ToF տեսախցիկի օգտագործումը հնարավորություն է տալիս լիովին վայելել ընդլայնված իրականության էֆեկտը:
Իր հերթին, նոր Apple iPad Pro խորության սենսորը պատասխանատու է ընդլայնված իրականության ռեժիմում տեսախցիկի պատկերի վրա վիրտուալ օբյեկտների ավելի ճշգրիտ ծածկման համար:
Սմարթֆոնը որպես գիշերային տեսողության սարք?
Ներկայումս սարքերի մեծ մասի համար ToF սենսորը գրեթե աննկատ աշխատում է օգտագործողի համար՝ աջակցելով միայն այն գործառույթներին, որոնք պահանջում են որոշել տեսարանի խորությունը:
Այնուամենայնիվ, Google Play-ում ես գտա մի հիանալի հավելված, որը կոչվում է Night Vision, որը թույլ է տալիս օգտագործել 3D սկաները անսովոր դերում: Ես այն տեղադրել եմ իմ վրա Huawei P30 Pro.
Հավելվածը իրական ժամանակում ցուցադրում է այն, ինչ ֆիքսում է ToF սենսորը: Քանի որ այն օգտագործում է ինֆրակարմիր լույս, որն անտեսանելի է մարդու աչքի համար, խորության քարտեզը հստակ տեսանելի է նույնիսկ ամբողջական մթության մեջ:
Ես զարմացա, թե որքան մեծ տարածք կարող է սկանավորել նման փոքրիկ սենսորը: Ես սպասում էի, որ մի քանի տասնյակ սանտիմետրից հետո այն կփչանա, բայց գործնականում պարզվեց, որ դուք կարող եք մի ակնթարթում ստեղծել ամբողջ սենյակի եռաչափ քարտեզ: ToF տեսախցիկը հեշտությամբ հայտնաբերում է փոքր առարկաների ձևը 4-5 մետր հեռավորության վրա:
Ձեր երեխային հատկապես դուր կգա գիշերային տեսողության նման սարք։ Համոզված եմ, որ նա անմիջապես կվազի ձեր բնակարանի կամ տան ամենամութ անկյունները ուսումնասիրելու։
ToF տեսախցիկ որպես կենսաչափական սենսոր
ToF տեսախցիկը առավել հաճախ իրականացվում է երկու մանրանկարչական անցքերի տեսքով, որոնցում թաքնված են ինֆրակարմիր դիոդը և մատրիցը։ Այստեղ հարց է առաջանում՝ «Ինչու Apple չի՞ ցանկանում օգտագործել այս տեխնոլոգիան իր TrueDepth համակարգի փոխարեն, որի մի քանի սենսորները զբաղեցնում են հեռախոսի էկրանի լայնության կեսից ավելին»:
Պատճառը հավանաբար սկանավորման վատ որակն է։ Սմարթֆոններում օգտագործվող ToF տեսախցիկները ներկայումս ունեն շատ ցածր լուծաչափ (մինչև 240p), ինչը հանգեցնում է բարձր պիքսելացված պատկերների:
Ինչպես տեսնում եք, նման սկանավորման մանրամասները չափազանց փոքր են, որպեսզի ծրագրաշարը ճշգրիտ կերպով նույնականացնի դեմքի հատկությունները:
Բայց անձամբ ես հակացուցումներ չեմ տեսնում, ըստ որոնց դեմքի սկաները չէր կարող աշխատել հիբրիդային ռեժիմում։ Տեսականորեն, միևնույն ժամանակ, երբ սելֆիի տեսախցիկը վերլուծում է դեմքի հատկությունները և հայտնաբերում բաց աչքերը, ToF սենսորը ստուգում է, թե արդյոք այն իսկապես գործ ունի որոշակի ձևի և չափի եռաչափ առարկայի, այլ ոչ թե լուսանկարի հետ:
Նման սկաները պոտենցիալ շատ դժվար է խաբել, և միևնույն ժամանակ այն արագ է, էժան և ոչ ինվազիվ: Այնպես որ, ես չեմ զարմանա, եթե մոտ ապագայում Apple կօգտագործի ToF տեխնոլոգիան հաջորդ սերնդի Face ID սկաներ ստեղծելու համար, ուստի դեմքի 3D ճանաչման այս տեսակն ավելի տարածված կդառնա:
Ինձ հաջողվեց պարզել, որ Huawei P40 Pro-ն ունի հենց այդպիսի ToF սենսոր տեղադրված, այն գտնվում է երկակի առջևի տեսախցիկի միջև և մասնակցում է դեմքի ապակողպման գործընթացին։ Եվ ես դեռ մտածում էի, թե ինչու է դեմքով ապակողպումը միացված Huawei P40 Pro-ն շատ ավելի արագ է, քան իր նախորդը՝ P30 Pro-ն: Բացի այդ, նոր ֆլագմանին լուսանկարի օգնությամբ միանշանակ անհնար է խաբել։ Պարզապես ստուգվել է իմ կողմից:
Ապագա հավելվածներ բջջային ֆիլմարտադրողների համար
Յուրաքանչյուր ոք, ով օգտագործում է իր սմարթֆոնը տեսանյութ նկարահանելու համար, չափազանց հետաքրքրված կլինի, եթե 3D ToF տեխնոլոգիան օգտագործվի ֆոնին դաշտի մակերեսային խորություն ավելացնելու համար: Հատկապես, եթե գործընթացը կարող է տեղափոխվել հետարտադրական, քանի որ այն ավելի մեծ ճկունություն է ապահովում։
Նաև ToF-ի հնարավորությունները պոտենցիալ հետաքրքրություն են ներկայացնում նրանց համար, ովքեր համակարգչային էֆեկտներ են ավելացնում իրենց տեսանյութերին: Օրինակ, տեսանյութում շարժմանը հետևելիս ավելի լավ է կենտրոնանալ օբյեկտի վրա հնարավորինս ճշգրիտ: Եռաչափ քարտեզի օգտագործումը թույլ կտա մեզ նկարահանել ամեն ինչ ուշադրության կենտրոնում, իսկ հետագայում անհրաժեշտության դեպքում ավելացնել ֆոնի անհրաժեշտ մշուշումը և հատուկ էֆեկտները:
Սա պարզապես ենթադրություն է իմ կողմից, բայց 3D սկանավորումն, անշուշտ, հսկայական ներուժ ունի՝ բարելավելու տեսագրման գործընթացը: Դա արդեն ապացուցվել է ժամանակակից կինոյի կողմից և, հուսով եմ, շուտով կհայտնվի սպառողական սեգմենտում։
Պատճառը, թե ինչու այս գործառույթները դեռևս հասանելի չեն սմարթֆոնների տեսախցիկներում տեսանյութ նկարահանելիս, հավանաբար կապված է վերամշակող հզորության բարձրացման անհրաժեշտության հետ: Փորձարկումն ապացուցել է, որ սմարթֆոնները տաքանում են ToF սենսորն օգտագործելիս։ Եվ քանի որ նրանք չունեն ակտիվ սառեցում, սա կարող է մի փոքր խնդիր լինել:
Բայց քանի որ շարժական պրոցեսորների հզորությունը մեծանում է, կարծում եմ, որ ToF տեսախցիկները ավելի լայն կիրառություն կունենան ֆոտո և վիդեո հավելվածներում։
Մի բան կարելի է հաստատ ասել՝ ToF-ը մեծ ներուժ ունի
Հենց այն փաստը, որ սմարթֆոնը կարող է գործել որպես գերճշգրիտ հեռավորությունը չափող սարք կամ գիշերային տեսողության սարք, նշանակում է, որ ես այլևս երբեք չեմ գնի հեռախոս առանց ToF սենսորի: Սա վերջին տարիների ամենահետաքրքիր տեխնոլոգիաներից մեկն է, և այն միայն իր ճանապարհի սկզբում է։
Զարմանալի է, որ այդքան փոքր սենսորը կարող է այդքան բան անել: Ես խաչակնքում եմ, որ արտադրողներն ու հավելվածների մշակողները կշարունակեն աշխատել դրա հնարավորություններն օգտագործելու վրա: Համոզված եմ, որ մեկ անգամ չէ, որ կլսենք ToF տեսախցիկի նոր հավելվածների մասին։ Իսկ հիմա ո՞վ կասի, որ սա անհարկի լրացում է սմարթֆոնների տեսախցիկների հիմնական հավաքածուին։
հետաքրքիր տեղեկություններ