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։
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.
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:
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:
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.
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.
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:
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 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:
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։
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։
Դիտել դիտարկումները
հետաքրքիր տեղեկություններ