V poslední době se v článcích o fotoaparátech na nových Apple zařízeních hodně setkáváme se slovním spojením LiDAR senzor. Tato fráze je tak omílaná, že zapomínáme, že telefony s rozšířenou realitou mohou fungovat jakýmkoli způsobem, zejména s nástroji ToF, které posouvají telefony Samsung na další úroveň.
Kde je tedy rozdíl mezi LiDAR a ToF? Pojďme to zjistit s Quantrimangem.
Co je ToF?
ToF je zkratka pro Time of Flight. Ve skutečnosti ToF zahrnuje rychlost světla (nebo dokonce zvuku) k určení vzdálenosti. Měří dobu, za kterou světlo opustí zařízení, dosáhne objektu a vrátí se, vše rozdělené do dvou časových úseků, které udávají vzdálenost od zařízení k objektu nebo povrchu.
Zařízení Android používají senzory ToF
Takže všechny LiDAR jsou typem doby letu, ale ne všechny ToF jsou LiDAR. Jednoduše řečeno, ToF znamená optické měření vzdálenosti, které s LiDARem nesouvisí.
Co je LiDAR?
LiDAR je zkratka pro Light Detection and Ranging. Tato technologie využívá laser nebo laserový paprsek a také podobný zdroj světla jako výše.
Senzor LiDAR na iPhone
Jediný senzor LiDAR lze použít k měření šířky místnosti, ale k vytvoření „mračna bodů“ lze použít více senzorů LiDAR. Tyto body se používají k vytvoření 3D modelu objektu nebo topografické mapy celé oblasti.
I když může být LiDAR v mobilních zařízeních novinkou, tato technologie již nějakou dobu existuje. Pokud není LiDAR nainstalován v telefonu, používá se ke všemu, od mapování podmořského prostředí až po archeologická naleziště.
Rozdíl mezi LiDAR a ToF
Funkční rozdíl mezi LiDARem a jinými formami ToF je v tom, že LiDAR používá pulzní laser k vytvoření „mračna bodů“, který se pak použije k vytvoření mapy nebo 3D obrazu. Aplikace ToF vytvářejí „mapy hloubky“ založené na detekci světla, často prostřednictvím standardní RGB kamery.
Výhodou ToF oproti LiDAR je, že ToF vyžaduje méně specializované vybavení, takže jej lze použít s malými a levnějšími zařízeními. Výhoda LiDAR vychází ze skutečnosti, že počítače mohou snadno číst mračna bodů vzhledem k hloubkovým mapám.
Rozhraní Depth API, které Google vytvořil pro Android, funguje nejlépe na zařízeních, která podporují ToF, a to vytvořením hloubkové mapy a rozpoznáním „bodů funkcí“. Tyto prvky jsou často bariérami mezi různými intenzitami světla, které se pak používají k definování různých rovin v prostředí. To v podstatě vytváří mračno bodů s nižším rozlišením.
Jak ToF a LiDAR fungují s mobilní AR
Hloubkové mapy a mračna bodů jsou skvělé a některým uživatelům to stačí. U většiny aplikací AR však musí být tato data kontextualizována. ToF i LiDAR toho dosahují díky spolupráci s dalšími senzory na mobilních zařízeních. Konkrétně tyto platformy potřebují rozumět orientaci a pohybu vašeho telefonu.
Je LiDAR lepší než ToF?
Abychom byli přesní, LiDAR je rychlejší a přesnější než ToF. To však nabývá na důležitosti s novými technologickými aplikacemi.
Například rozhraní ToF a Depth API společnosti Google mají potíže s pochopením velkých ploch s nízkou texturou, jako jsou bílé stěny. To může ztížit aplikacím používajícím tuto metodu přesné umístění digitálních objektů na určité povrchy ve fyzickém světě. U aplikací používajících LiDAR je méně pravděpodobné, že budou mít tento problém.
U aplikací zahrnujících strukturálně různorodá nebo větší prostředí se však tento problém pravděpodobně nevyskytuje. Většina mobilních spotřebitelských aplikací AR navíc používá filtry AR na obličeji nebo těle uživatele – což je aplikace, která pravděpodobně nenarazí na problémy kvůli velkým povrchům.
Proč Apple a Google používají různé hloubkové senzory?
Při uvádění zařízení kompatibilních s LiDAR Apple říká, že zkombinoval senzory s hardwarem, aby „otevřel profesionálnější pracovní postupy a podporoval profesionální fotografické a video aplikace“. iPad Pro kompatibilní s LiDAR je „nejlepším zařízením na světě pro rozšířenou realitu“ a úvodní produkt zahrnuje aplikace pro měření od společnosti Apple.
Google obšírně vysvětluje, proč jejich Depth API a nová řada podpůrných zařízení nepoužívají LiDAR. Díky práci s LiDAR jsou zařízení Android lehčí a cenově dostupnější a navíc je zde velká výhoda v dostupnosti.
Vzhledem k tomu, že telefony Android vyrábí mnoho společností, přijetí LiDAR upřednostní modely kompatibilní s LiDAR před ostatními. Navíc, protože vyžaduje pouze standardní kameru, je Depth API zpětně kompatibilní s více zařízeními.