Olemme viime aikoina törmänneet ilmaukseen LiDAR-sensori usein uusien Apple-laitteiden kameroita koskevissa artikkeleissa. Tätä lausetta levitetään niin paljon, että unohdamme, että lisätyn todellisuuden puhelimet voivat toimia millä tahansa tavalla, erityisesti ToF-työkalujen kanssa, jotka vievät Samsungin puhelimet seuraavalle tasolle.
Joten missä on ero LiDAR:n ja ToF:n välillä? Otetaan selvää Quantrimangin kanssa.
Mikä on ToF?
ToF on lyhenne sanoista Time of Flight. Itse asiassa ToF käyttää valon nopeutta (tai jopa äänen nopeutta) etäisyyden määrittämiseen. Se mittaa aikaa, joka kuluu valon poistumiseen laitteesta, saavuttamiseen kohteen ja palaamiseen, jaettuna kahteen jaksoon, jotka osoittavat etäisyyden laitteesta esineeseen tai pintaan.
Android-laitteet käyttävät ToF-antureita
Joten kaikki LiDAR on eräänlainen lentoaika, mutta kaikki ToF ei ole LiDAR. Yksinkertaisesti sanottuna ToF tarkoittaa optista etäisyysmittausta, joka ei liity LiDARiin.
Mikä on LiDAR?
LiDAR on lyhenne sanoista Light Detection and Ranging. Tämä tekniikka käyttää laseria tai lasersädettä sekä samanlaista valonlähdettä kuin edellä.
LiDAR-anturi iPhonessa
Yhdellä LiDAR-anturilla voidaan mitata huoneen leveys, mutta useiden LiDAR-anturien avulla voidaan luoda "pistepilvi". Näitä pisteitä käytetään 3D-mallin luomiseen kohteesta tai topografisen kartan koko alueelta.
Vaikka LiDAR voi olla uutta mobiililaitteille, tekniikka on itse asiassa ollut olemassa jo jonkin aikaa. Kun LiDARia ei ole asennettu puhelimeen, sitä käytetään kaikkeen vedenalaisten ympäristöjen kartoittamiseen arkeologisiin kohteisiin.
Ero LiDAR:n ja ToF:n välillä
Toiminnallinen ero LiDAR:n ja muiden ToF-muotojen välillä on se, että LiDAR käyttää pulssilaseria "pistepilven" rakentamiseen, jota käytetään sitten kartan tai 3D-kuvan luomiseen. ToF-sovellukset luovat "syvyyskarttoja" valontunnistukseen perustuen, usein tavallisen RGB-kameran kautta.
ToF:n etuna LiDARiin verrattuna on, että ToF vaatii vähemmän erikoistuneita laitteita, joten sitä voidaan käyttää pienien ja halvempien laitteiden kanssa. LiDARin hyöty johtuu siitä, että tietokoneet voivat helposti lukea pistepilviä suhteessa syvyyskarttoihin.
Googlen Androidille luoma Depth API toimii parhaiten ToF:ää tukevilla laitteilla luomalla syvyyskartan ja tunnistamalla "ominaisuuspisteet". Nämä piirrepisteet ovat usein esteitä eri valovoimakkuuksien välillä, joita käytetään sitten määrittämään ympäristön eri tasoja. Tämä luo olennaisesti alhaisemman resoluution pistepilven.
Kuinka ToF ja LiDAR toimivat mobiili-AR:n kanssa
Syvyyskartat ja pistepilvet ovat mahtavia, ja joillekin käyttäjille se riittää. Useimmissa AR-sovelluksissa nämä tiedot on kuitenkin asetettava asiayhteyteen. Sekä ToF että LiDAR saavuttavat tämän toimimalla yhdessä muiden mobiililaitteiden antureiden kanssa. Erityisesti näiden alustojen on ymmärrettävä puhelimesi suunta ja liike.
Onko LiDAR parempi kuin ToF?
Tarkemmin sanottuna LiDAR on nopeampi ja tarkempi kuin ToF. Tästä tulee kuitenkin entistä tärkeämpää uusien teknologiasovellusten myötä.
Esimerkiksi Googlen ToF- ja Depth-sovellusliittymillä on vaikeuksia ymmärtää suuria, matalakuvioisia tasoja, kuten valkoisia seiniä. Tämä voi vaikeuttaa tätä menetelmää käyttävien sovellusten kohdistamista tarkasti digitaalisten objektien tietyille pinnoille fyysisessä maailmassa. LiDAR:ia käyttävillä sovelluksilla on vähemmän todennäköisesti tätä ongelmaa.
Sovellukset, jotka sisältävät rakenteellisesti erilaisia tai suurempia ympäristöjä, eivät kuitenkaan todennäköisesti kohtaa tätä ongelmaa. Lisäksi useimmat mobiilipohjaiset kuluttaja-AR-sovellukset käyttävät AR-suodattimia käyttäjän kasvoilla tai vartalolla – sovellus, joka ei todennäköisesti kohtaa ongelmia suurten pintojen takia.
Miksi Apple ja Google käyttävät erilaisia syvyysantureita?
Julkaiseessaan LiDAR-yhteensopivia laitteita Apple sanoo yhdistäneensä anturit laitteistoon "avaakseen ammattimaisempia työnkulkuja tukemalla ammattimaisia valokuva- ja videosovelluksia". LiDAR-yhteensopiva iPad Pro on "maailman paras lisätyn todellisuuden laite", ja julkaisutuote sisältää Applen mittaussovelluksia.
Google selittää pitkään, miksi heidän Depth API ja uusi tukilaitteiden sarja eivät käytä LiDARia. Työskentely LiDARin kanssa pitää Android-laitteet kevyempänä ja edullisempana, ja saavutettavuudessa on suuri etu.
Koska Android-puhelimia valmistavat monet yritykset, LiDAR-käyttöönotto suosii LiDAR-yhteensopivia malleja muihin verrattuna. Lisäksi Depth API on taaksepäin yhteensopiva useiden laitteiden kanssa, koska se vaatii vain tavallisen kameran.