Time-of-flight kameraer starter vises på en række gadgets. Disse ToF-kameraer måler dybde i en scene - og bruges til at hjælpe med at kortlægge omgivelserne og navigere rundt om forhindringer og meget mere. Lad os se nærmere på, hvad et fly-time-kamera gør, hvad det bruges til, og hvilke teknologibit der indeholder dem …
Hvad er flyvetid?
Den nemmeste måde at tænke på flyvetid er, at det er som et ekkolodssystem - bortset fra at det bruger lys snarere end lyd til at opdage ting.
Time-of-flight-kameraer eller ToF-kameraer bliver et stigende almindeligt træk på mobiltelefoner, droner og på industrielle robotter. Også kendt som dybdekameraer kortlægger de omgivelserne og skaber en grundlæggende tredimensionel repræsentation af, hvad der er foran dem.
Kameraet kan f.eks. Bruges på en drone eller en bil for at undgå forhindringer. Men de anvendelser, som ToF kan bruges, kan også bruges til at identificere et emne eller til genkendelse af gestus. ToF kan bruges til sikkerhedsapplikationer - hjælper med at identificere brugeren - eller simpelthen måske fortæller forskellen mellem naboens kat og en menneskelig indtrænger.
De har også en vigtig rolle at spille i VR og applikationer med augmented reality - som f.eks. Tillader spil at overlejre en virtuel verden i den virkelige verden.
Hvordan fungerer Time-of-Flight-kameraer?
Et time-of-flight kamera har en billedsensor på omtrent samme måde som et normalt digitalkamera. Men jobbet for hver fotosite på CCD-sensoren er at måle den tid, det tager for en stråle af infrarødt lys, der affyres fra kameraet at vende tilbage til kameraet - efter at det reflekterer objekterne i scenen foran det. Hele scenen er fanget og målt med en enkelt puls af lys - så der er ingen bevægelige dele.
Når vi taler om lysets hastighed, finder målingen sted i langt mindre øjeblik. Som hvert nørdet skolebørn fortæller dig, kører lyset med 300.000 km i sekundet. Så for et motiv, der er 5 m væk, er for eksempel tidsforskellen mellem lyset, der forlader kameraet og retur, kun 33 nanosekunder. Eller 0.000000033sek, hvis du foretrækker det.
Disse tidsforskelle måles på hver enkelt pixel på tværs af billedet - og det er dette 'billede', der giver skaber det tredimensionelle kort over scenen. Og den kan gøre dette kontinuerligt - med en typisk maksimal billedhastighed på 60 fps.
Teknologien har eksisteret i et stykke tid - men den nødvendige behandlingshastighed har betydet, at denne dybdefølende teknologi har taget lidt tid at gøre det på hverdagens gadgets.
Nuværende ToF-kameraer har en tendens til ret lav opløsning. Flyvetidskameraet i Samsungs S10 5G, der for nylig blev annonceret, er kun 240x160 pixels.
Hvorfor ToF-kameraer på telefoner?
Den nyeste generation af mobiltelefoner har ikke kun et kamera. I lang tid har de haft to - den ene til fotos af, hvad der er foran dem, og den anden til selfies. Men de nyeste telefoner har nu flere frontkameraer - med mellem to og seks forskellige linser hver med deres egne sensorer. Nogle af disse bruges til at vælge mellem forskellige brændvidder - så du får en virkelig vidvinkelvisning, hvis du vil, eller et anstændigt tele uden behov for at beskære billedet.
Men i stigende grad ser vi, at et af disse ekstra kameraer på forsiden af smartphones er en ToF-sensor.
ToF-sensoren kan bruges til at give yderligere funktioner - og dybdeoplysningerne registreret af den kan bruges på forskellige måder af forskellige apps på telefonen.
ToF-kameraet kunne for eksempel bruges til gestegenkendelse - så du kan genkende, at du vil have kameraet til at tage et billede, når du løfter din hånd.
På samme måde kan dybdeoplysningerne hjælpe AI-softwaren på telefonen med at fokusere baggrunden på et billede - hvilket giver bokeh-sløret, som professionelle portrætfotografer elsker.
Hvilke telefoner har ToF-kameraer?
Kameratelefoner, der hidtil er blevet frigivet eller lækket med ToF-kameraer, inkluderer:
- Samsung Galaxy S10 5G
- LG G8 Tynd Q
- Oppo RX17 Pro
- Æresvisning 20
- Huawei P30 Pro
- Oppo Reno
- Sony Xperia XZ4
Hvilke andre applikationer bruger ToF?
Flyvetid bruges i en lang række applikationer … og det er ikke altid let at forudsige, hvordan de vil blive brugt. Mobiltelefoner inkorporerer i nogle dele teknologien, så den kan integreres med software og apps, der endnu ikke er skrevet.
På arbejdspladsen sælges ToF-sensorer og kameraer som komponenter. Så de kan for eksempel bruges på produktionslinjer af robotter til at vælge den rigtige komponent eller til at spotte defekte varer.
Med droner er en ToF en fantastisk måde at se og undgå forhindringer på - men det er især nyttigt at navigere gennem bygninger.
Mere læsning
Hvad er 5G? Og hvad vil det betyde for fotografer?
Hvad er 8K? Og hvad vil det betyde for fotografer og videografer?
Den bedste kameratelefon i 2022-2023: ultimative smartphone-kameraer på test