O que é uma câmera de tempo de vôo (ToF) e por que meu telefone tem um?

Cada vez mais fabricantes estão se gabando de que seus telefones têm câmeras Time of Flight (ToF). Mas o que são câmeras ToF, como elas funcionam e por que você quer uma em seu smartphone?

As câmeras ToF possuem resolução de profundidade extra

Em um nível muito básico, as câmeras ToF são apenas câmeras HD regulares com uma resolução de profundidade aumentada. Na verdade, telefones como o Huawei P30 Pro 2019 têm uma resolução de profundidade quatro vezes melhor do que as câmeras convencionais. Embora a "resolução de profundidade" possa soar como um jargão confuso da fotografia, é realmente fácil de entender. Uma câmera com alta resolução de profundidade pode diferenciar entre objetos que estão próximos (em primeiro plano) e distantes (em segundo plano).

Na fotografia, essa ideia de primeiro plano e plano de fundo é chamada de profundidade de campo. É o que cria um senso de realismo ou foco. Objetos que estão próximos parecem nítidos, com contornos limpos, enquanto objetos distantes parecem um pouco desfocados.

Com uma câmera ToF, os fotógrafos têm mais opções para controlar sua profundidade de campo. É claro que você não precisa ser um fotógrafo para se beneficiar da maior resolução de profundidade de uma câmera ToF. As configurações automáticas da câmera, quando emparelhadas com uma câmera ToF, devem produzir imagens impressionantes com um primeiro plano e um plano de fundo bem definidos. Uma câmera ToF também pode ser usada para produzir um vídeo impressionante com estabilização de imagem avançada ou para aumentar a precisão de seus filtros do Instagram.

Além disso, a câmera ToF de um telefone pode ser usada para reconhecimento facial avançado, gestos e Videogames AR. Lembra como o Pokemon Go usa sua câmera para colocar um Pokémon em seu ambiente? As câmeras ToF podem tornar esse recurso muito mais convincente.

Essa tecnologia não é nova

Por incrível que pareça, as câmeras ToF existem desde o final dos anos 70. Demorou um pouco para que a tecnologia se tornasse barata e conveniente o suficiente para aplicativos de consumo. Anteriormente, as câmeras ToF eram usadas para mapeamento topográfico, automação de máquinas industriais e portas automáticas. Mas a tecnologia chegou a muitas casas (incluindo a sua, provavelmente) em 2014. O Kinect do Xbox One usa uma câmera ToF para identificar rostos e rastrear gestos com precisão.

Em abril de 2019, havia apenas alguns telefones que tinham câmeras ToF embutidas, como o LG G8 ThinQ, o Honor View 20, o Huawei P30 Pro e o Oppo RX17 Pro. Esses telefones são voltados para fotógrafos e geeks, mas eles estão definindo o padrão para os futuros telefones, incluindo os lançamentos de 2019 e 2020 da Samsung e da Apple. Ok, as câmeras ToF são super legais, e elas existem desde o lançamento de Star Wars. Mas como eles funcionam? Por que eles têm uma resolução de profundidade tão grande?

Câmeras ToF Use o Lidar para medir a profundidade

Você sabe como os morcegos e golfinhos usam o som para “ver” seu ambiente? Bem, nós roubamos esse truque, o colocamos em alguns submarinos e o nomeamos sonar. As câmeras ToF usam uma técnica similar para medir a profundidade, mas ela é chamada de lidar e depende de pulsos de luz IV em vez de som. Quando você tira uma foto com a câmera ToF de um telefone, ela dispara um pulso. de luz infravermelha invisível que se reflete em objetos próximos. Parte dessa luz se espalha no abismo, mas a maior parte encontra o caminho de volta para a câmera ToF do telefone.

Como uma onda sonora de um morcego, uma onda de voz retorna em partes e fragmentos. A luz infravermelha refletida em objetos próximos retornará à câmera ToF rapidamente, enquanto a luz refletida em objetos distantes levará um pouco mais de tempo. Seu telefone mede o tempo que leva para cada raio de luz voltar, faz alguns números e cria um mapa de profundidade detalhado em 3D.

É um pouco como aqueles quadros de luz brinquedos que você pressiona seu rosto. Estes brinquedos têm um “efeito 3D” porque o nariz, que fica perto do tabuleiro, cria um recuo maior que os olhos e bochechas, que estão relativamente distantes do tabuleiro.

É claro, a reflexão A luz IV só fornece ao seu telefone informações detalhadas. É por isso que as câmeras ToF associam a funcionalidade IR a uma câmera convencional de alta resolução. Seu telefone usa o software para misturar uma foto convencional com um mapa de profundidade IR 3D e você acaba com uma imagem que tem um primeiro plano e um plano de fundo bem definidos.

Aplicativos futuros para câmeras ToF

Nos próximos anos, as câmeras ToF vão revolucionar a maneira como tiramos fotos e vídeo com nossos telefones. Mas vamos pensar sobre a grande figura aqui. Estamos falando de uma forma de tecnologia que pode criar um mapa de profundidade de um ambiente à velocidade da luz. Suas aplicações ultrapassam os limites da fotografia.

Na verdade, sua primeira experiência com a câmera ToF de um telefone provavelmente não será apenas sobre fotografia. O Samsung Galaxy S10 5G incluirá câmeras ToF, tanto na frente quanto nas costas. A Apple é notoriamente fechada sobre os futuros planos do iPhone, mas há rumores de que os iPhones 2019 poderiam incluir câmeras ToF também. Sim, esta atualização fará com que suas selfies fiquem incríveis, mas também aumentará a precisão da ID de rosto e de outras medidas de segurança. Se você ativar o reconhecimento facial ao configurar seu telefone, ele capturará discretamente um mapa em 3D do seu rosto antes de você ter a chance de fazer selfies.

Os controles de gestos são outro aplicativo interessante (mas indiscutivelmente idiota). para câmeras ToF. Sim, o sistema de gestos do Kinect vale muito a pena, mas nos próximos anos, você provavelmente se encontrará usando tecnologia semelhante para controlar seu smartphone, computador, smart assistant ou smartwatch. No momento, empresas como a Inmotion estão trabalhando em aplicativos ToF para computadores de mesa, e fabricantes como o Google estão usando sistemas de radar e de telefonia para criar smartwatches e assistentes inteligentes controlados por gestos, sem as mãos.

Juntamente com os controles por gestos, as câmeras ToF também são ideais para aplicativos VR e AR. Em um nível básico, coisas como o Instagram Filters e o Pokemon Go parecerão muito mais “reais” quando usadas com uma câmera ToF. Mas para aplicações mais complicadas, como VR, as câmeras ToF podem ser usadas para registrar os gestos e passos de um jogador. Eles também podem ser usados ​​para mapear rapidamente ambientes físicos e convertê-los em mundos de RV, o que pode acelerar o desenvolvimento de jogos profissionais ou abrir o mercado de VR para desenvolvedores de jogos independentes. Mas as câmeras ToF também têm objetivos práticos. No passado, eles foram usados ​​para automação de máquinas em fábricas. Isso não vai mudar. À medida que as câmeras ToF melhoram (e custam menos), elas encontram o caminho para produtos de IA ainda mais industriais e de consumo. A maioria dos carros inteligentes já utiliza uma forma de tecnologia de lidar para “ver” seu ambiente (curiosamente, os carros da Tesla não usam o jogo).

Enquanto a câmera ToF no seu novo celular é limitada a fotos, AR e aplicativos de reconhecimento facial, agora é um bom momento para se sentir confortável com a tecnologia. Eventualmente, as câmeras ToF estarão em toda parte.

Fontes: Mouser

Via: How to Geek