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؟
تتميز كاميرات ToF بدقة عمق إضافية
على مستوى أساسي للغاية ، تعد كاميرات ToF مجرد كاميرات عالية الدقة عادية مع دقة عمق متزايدة. في الواقع ، تتمتع هواتف مثل 2019 Huawei P30 Pro بدقة عمق أفضل أربع مرات من الكاميرات القياسية. في حين أن “الدقة العميقة” 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 الكائنات القريبة حادة ، مع حدود واضحة ، بينما تبدو الكائنات البعيدة ضبابية بعض الشيء.
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 تثبيت متقدم للصورة أو لزيادة دقة لقطاتك Instagram-منقي.
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام كاميرا ToF للهاتف للتعرف 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.
في الماضي ، تم استخدام كاميرات ToF لرسم الخرائط الطبوغرافية وأتمتة الآلات 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 و Honor View 20 و Huawei P30 Pro و Oppo RX17 Pro. يتم تسويق هذه الهواتف للمصورين والمهوسين ، لكنها تضع المعيار للهواتف المستقبلية ، بما في ذلك إصدارات Samsung و Apple 2019 و 2020.
حسنًا ، كاميرات ToF رائعة جدًا ، وقد كانت موجودة منذ إصدار Star Wars. ولكن كيف تعمل؟ لماذا لديهم مثل هذا العمق قرار كبير؟
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 lidar ، وتعتمد على نبضات ضوء الأشعة تحت الحمراء بدلاً من الصوت.
عندما تلتقط صورة بكاميرا ToF بهاتفك ، 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 في الهاتف.
مثل موجة سونار الخفافيش ، تعود موجة الليدار في أجزاء وقطع. سيعود ضوء الأشعة تحت الحمراء المنعكس من الكائنات القريبة بسرعة إلى كاميرا ToF ، بينما يستغرق الضوء المنعكس من الأشياء البعيدة وقتًا أطول قليلاً. يقيس هاتفك المدة التي يستغرقها كل شعاع من الضوء للعودة ، ويطحن بعض الأرقام وينشئ خريطة عمق ثلاثية الأبعاد مفصلة.
إنها تشبه إلى حد ما ألعاب لوحة الإعلانات التي تدفع بها وجهك إليها. هذه الألعاب لها “تأثير ثلاثي الأبعاد” لأن أنفك ، القريب من اللوحة ، يتسبب في اكتئاب أكبر من عينيك ووجنتيك ، وهما بعيدان نسبيًا عن اللوحة.
بالطبع ، يوفر انعكاس ضوء الأشعة تحت الحمراء لهاتفك معلومات عميقة فقط. هذا هو السبب في أن كاميرات ToF تجمع بين وظيفة الأشعة تحت الحمراء والكاميرا التقليدية عالية الدقة. يستخدم هاتفك برنامجًا لدمج صورة عادية مع خريطة عمق IR ثلاثية الأبعاد ، وستحصل على صورة ذات مقدمة وخلفية محددين جيدًا.
التطبيقات المستقبلية لكاميرات ToF
في السنوات القليلة المقبلة ، ستحدث كاميرات ToF ثورة في الطريقة التي نلتقط بها الصور ومقاطع الفيديو 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 ، من المحتمل ألا تكون تجربتك الأولى مع كاميرا ToF في الهاتف تدور حول التصوير الفوتوغرافي. هم سامسونج Galaxy سيتضمن S10 5G كاميرات ToF ، في الأمام والخلف. Apple مشهور بشدة بشأن خطط iPhone المستقبلية ، ولكن هناك شائعات عن أن هواتف iPhone 2019 قد تتضمن أيضًا كاميرات ToF. نعم ، سيجعل هذا التحديث صور السيلفي الخاصة بك مذهلة ، ولكنه سيزيد أيضًا من دقة Face ID وإجراءات الأمان الأخرى. إذا قمت بتمكين التعرف على الوجه عند إعداد هاتفك ، فسوف يلتقط بصمت خريطة ثلاثية الأبعاد لوجهك قبل أن تحصل على فرصة لالتقاط أي صور شخصية.
تعد عناصر التحكم بالإيماءات تطبيقًا مثيرًا آخر (ولكنه سخيف) لكاميرات ToF. نعم ، يستحق نظام إيماءات Kinect تجربة جادة ، ولكن في السنوات القليلة المقبلة ستستخدم على الأرجح تقنية مماثلة للتحكم في الهاتف أو الكمبيوتر أو المساعد الذكي أو الساعة الذكية. في الوقت الحالي ، تعمل شركات مثل In Motion على تطبيقات ToF لأجهزة كمبيوتر سطح المكتب ، ويستخدم المصنعون مثل Google أنظمة الرادار والليدار لإنشاء ساعات ذكية بدون استخدام اليدين يتم التحكم فيها عن طريق الإيماءات ومساعدين أذكياء.
إلى جانب أدوات التحكم بالإيماءات ، تعد كاميرات ToF مثالية أيضًا لتطبيقات VR و AR. على المستوى الأساسي ، أشياء مثل Instagram المرشحات والبوكيمون اذهب لتظهر بشكل أكثر “حقيقية” 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 ، والتي يمكن أن تسرع تطوير الألعاب الاحترافية أو تفتح 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. تستخدم معظم السيارات الذكية بالفعل شكلاً من أشكال تقنية الليدار “لرؤية” بيئتها (ومن المثير للاهتمام أن سيارات تسلا لا تستخدم الليدار).
بينما تقتصر كاميرا ToF في هاتفك الخلوي الجديد على التصوير الفوتوغرافي والواقع المعزز وتطبيقات التعرف على الوجه ، فقد حان الوقت الآن للاستمتاع بالتكنولوجيا. في النهاية ، ستكون كاميرات ToF في كل مكان.
المصادر: صائد الفئران
