ما هي كاميرا وقت الرحلة (ToF) ، ولماذا يوجد بهاتف واحد؟

يتفاخر المزيد والمزيد من الشركات المصنعة بأن هواتفهم بها كاميرات زمن الرحلة (ToF). ولكن ما هي كاميرات ToF ، وكيف تعمل ، ولماذا تريد واحدة في هاتفك الذكي؟

تتمتع كاميرات ToF بدقة عمق إضافية

على مستوى أساسي للغاية ، فإن كاميرات ToF هي مجرد كاميرات عالية الدقة عادية مع دقة عمق متزايدة. في الواقع ، هواتف مثل 2019 هواوي بي 30 برو تتميز بدقة عمق أفضل أربع مرات من الكاميرات التقليدية. على الرغم من أن “دقة العمق” قد تبدو وكأنها لغة تصوير محيرة ، إلا أنها في الواقع سهلة الفهم. يمكن للكاميرا ذات دقة العمق العالية التمييز بين الأشياء القريبة (في المقدمة) والبعيدة (في الخلفية).

في التصوير الفوتوغرافي ، تسمى فكرة المقدمة والخلفية عمق المجال. إنه ما يخلق إحساسًا بالواقعية أو التركيز. تبدو الأشياء القريبة حادة ، مع حدود واضحة ، بينما تبدو الأشياء البعيدة غير واضحة قليلاً.

باستخدام كاميرا ToF ، يتمتع المصورون بمزيد من الخيارات للتحكم في عمق مجالهم. بالطبع ، ليس عليك أن تكون مصورًا للاستفادة من دقة العمق المتزايدة لكاميرا ToF. يجب أن تنتج إعدادات الكاميرا التلقائية ، عند إقرانها بكاميرا ToF ، صورًا مذهلة بمقدمة وخلفية محددين جيدًا. يمكن أيضًا استخدام كاميرا ToF لإنتاج فيديو مذهل مع ثبات صورة متقدم أو لزيادة دقة مرشحات Instagram الخاصة بك.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام كاميرا ToF للهاتف للتعرف المتقدم على الوجه والإيماءات وألعاب الفيديو بالواقع المعزز. هل تتذكر كيف يستخدم Pokemon Go الكاميرا الخاصة بك لوضع بوكيمون في بيئتك؟ يمكن لكاميرات ToF أن تجعل هذه الميزة أكثر إقناعًا.

هذه التكنولوجيا ليست جديدة

من الغريب أن كاميرات ToF كانت موجودة منذ أواخر السبعينيات. لقد استغرق الأمر بعض الوقت حتى تصبح التكنولوجيا رخيصة ومريحة بما يكفي لتطبيقات المستهلك.

  (تم الحل) توقف تصدير الفيديو في تطبيق صور Microsoft

في الماضي ، تم استخدام كاميرات ToF لرسم الخرائط الطبوغرافية وأتمتة الماكينات الصناعية والأبواب الأوتوماتيكية. لكن التكنولوجيا شقت طريقها إلى العديد من المنازل (بما في ذلك منزلك ، على الأرجح) في عام 2014. يستخدم جهاز Kinect من Xbox One كاميرا ToF لتحديد الوجوه وتتبع إيماءات اليد بدقة.

اعتبارًا من أبريل 2019 ، لا يوجد سوى عدد قليل من الهواتف التي تحتوي على كاميرات ToF مدمجة ، مثل LG G8 ThinQ، ال عرض الشرف 20، ال هواوي بي 30 برو، و ال هاتف Oppo RX17 Pro. يتم تسويق هذه الهواتف للمصورين والمهوسين ، لكنها تضع المعيار للهواتف المستقبلية ، بما في ذلك سامسونج و تفاح إصدارات 2019 و 2020.

حسنًا ، كاميرات ToF رائعة جدًا ، وهي موجودة منذ إصدار Star Wars. ولكن كيف تعمل؟ لماذا لديهم مثل هذا الدقة العميقة؟

تستخدم كاميرات ToF Lidar لقياس العمق

هل تعرف كيف تستخدم الخفافيش والدلافين الصوت “لرؤية” بيئتها؟ حسنًا ، لقد سرقنا تلك الحيلة ، ووضعناها في بعض الغواصات ، وأطلقنا عليها اسم سونار. تستخدم كاميرات ToF تقنية مشابهة لقياس العمق ، لكنها تسمى ليدار، ويعتمد على نبضات من ضوء الأشعة تحت الحمراء بدلاً من الصوت.

عندما تلتقط صورة بكاميرا ToF بالهاتف ، فإنها تطلق نبضًا من ضوء الأشعة تحت الحمراء غير المرئي الذي ينعكس على الأشياء القريبة. ينتشر بعض هذا الضوء في الهاوية ، لكن معظمه يجد طريقه مرة أخرى إلى كاميرا ToF بالهاتف.

مثل موجة سونار الخفافيش ، تعود موجة الليدار في أجزاء وقطع. سيعود ضوء الأشعة تحت الحمراء الذي ينعكس عن الأشياء القريبة إلى كاميرا ToF بسرعة ، بينما يستغرق الضوء الذي ينعكس عن الأشياء البعيدة وقتًا أطول قليلاً. يقيس هاتفك المدة التي يستغرقها كل شعاع من الضوء للعودة ، ويطحن بعض الأرقام ، وينشئ خريطة عمق ثلاثية الأبعاد مفصلة.

  كيفية عدم مشاركة اللحظات في WeChat

انها قليلا مثل هؤلاء ألعاب الدبوس أن تضغط على وجهك فيه. هذه الألعاب لها “تأثير ثلاثي الأبعاد” لأن أنفك ، القريب من اللوح ، يخلق مسافة بادئة أكبر من عينيك ووجنتيك ، وهما بعيدان نسبيًا عن اللوح.

بالطبع ، يوفر انعكاس ضوء الأشعة تحت الحمراء لهاتفك معلومات عميقة فقط. لهذا السبب تقترن كاميرات ToF بوظيفة الأشعة تحت الحمراء بكاميرا تقليدية عالية الدقة. يستخدم هاتفك برنامجًا لخلط صورة تقليدية مع خريطة عمق ثلاثية الأبعاد بالأشعة تحت الحمراء ، وينتهي بك الأمر بصورة ذات مقدمة وخلفية محددين جيدًا.

التطبيقات المستقبلية لكاميرات ToF

في السنوات القليلة المقبلة ، ستحدث كاميرات ToF ثورة في الطريقة التي نلتقط بها الصور والفيديو بهواتفنا. لكن دعونا نفكر في الصورة الكبيرة هنا. نحن نتحدث عن شكل من أشكال التكنولوجيا يمكنه إنشاء خريطة عمق البيئة بسرعة الضوء. تطبيقاته تتخطى حدود التصوير الفوتوغرافي.

في الواقع ، ربما لن تكون تجربتك الأولى مع كاميرا ToF للهاتف حول التصوير الفوتوغرافي فقط. ال هاتف Samsung Galaxy S10 5G ستشمل كاميرات ToF ، في الأمام والخلف. تشتهر شركة Apple بصمت شديد بشأن خطط iPhone المستقبلية ، ولكن هناك شائعات يمكن أن تشتمل أجهزة iPhone 2019 على كاميرات ToF أيضًا. نعم ، سيجعل هذا التحديث صور السيلفي الخاصة بك مذهلة ، لكنه سيزيد أيضًا من دقة Face ID وإجراءات الأمان الأخرى. إذا قمت بتمكين التعرف على الوجه أثناء إعداد هاتفك ، فسوف يلتقط بهدوء خريطة ثلاثية الأبعاد لوجهك قبل أن تحصل على فرصة لالتقاط أي صور شخصية.

تعد عناصر التحكم بالإيماءات تطبيقًا مثيرًا آخر (ولكن يمكن القول إنه شديد الغموض) لكاميرات ToF. نعم ، يستحق نظام الإيماءات الخاص بـ Kinect إجراءً هائلاً للعين ، ولكن في السنوات القليلة المقبلة ، ستجد نفسك على الأرجح تستخدم تقنية مماثلة للتحكم في هاتفك أو جهاز الكمبيوتر أو المساعد الذكي أو ساعتك الذكية. الآن ، مثل الشركات في الحركة تعمل على تطبيقات ToF لأجهزة كمبيوتر سطح المكتب والشركات المصنعة مثل متصفح الجوجل تستخدم أنظمة الرادار والليدار لإنشاء ساعات ذكية بدون استخدام اليدين يتم التحكم فيها عن طريق الإيماءات ومساعدين أذكياء.

  استمع إلى أقل الأغاني التي تم تشغيلها على Spotify بواسطة أي فنان

إلى جانب أدوات التحكم بالإيماءات ، تعد كاميرات ToF مثالية أيضًا لـ VR و AR التطبيقات. على المستوى الأساسي ، ستبدو أشياء مثل Instagram Filters و Pokemon Go أكثر “واقعية” عند استخدامها مع كاميرا ToF. ولكن بالنسبة للتطبيقات الأكثر تعقيدًا ، مثل VR ، يمكن استخدام كاميرات ToF لتسجيل إيماءات يد اللاعب وخطواته. يمكن استخدامها أيضًا لرسم خريطة للبيئات المادية بسرعة وتحويلها إلى عوالم VR ، مما قد يؤدي إلى تسريع تطوير الألعاب الاحترافية أو فتح سوق VR لمطوري الألعاب المستقلة.

لكن كاميرات ToF لها أيضًا أغراض عملية. في الماضي ، تم استخدامها لأتمتة الماكينات في المصانع. هذا لن يتغير. نظرًا لأن كاميرات ToF تتحسن (وأرخص سعرًا) ، فإنها ستجد طريقها إلى المزيد من منتجات الذكاء الاصطناعي الصناعية والمستهلكين. معظم سيارات ذكية يستخدمون بالفعل شكلاً من أشكال تقنية الليدار “لرؤية” بيئتهم (ومن المثير للاهتمام أن سيارات تسلا لا تستخدم الليدار).

في حين أن كاميرا ToF في هاتفك المحمول الجديد تقتصر على تطبيقات التصوير الفوتوغرافي والواقع المعزز والتعرف على الوجه ، فقد حان الوقت الآن للراحة مع التكنولوجيا. في النهاية ، ستكون كاميرات ToF في كل مكان.

مصادر: صائد الفئران