점점 더 많은 제조업체가 자신의 전화기에 ToF(Time of Flight) 카메라가 있다고 자랑하고 있습니다. 그러나 ToF 카메라는 무엇이며 어떻게 작동하며 스마트폰에 카메라를 넣고 싶은 이유는 무엇입니까?
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ToF 카메라의 심도 해상도
아주 기본적인 수준에서 ToF 카메라는 깊이 해상도가 향상된 일반 HD 카메라입니다. 실제로 2019년과 같은 휴대폰은 화웨이 P30 프로 기존 카메라보다 4배 더 나은 깊이 해상도를 자랑합니다. “깊이 해상도”는 혼란스러운 사진 전문 용어처럼 들릴 수 있지만 실제로는 이해하기 쉽습니다. 고해상도 카메라는 가까이 있는(전경에 있는) 물체와 멀리 있는(배경에 있는) 물체를 구별할 수 있습니다.
사진에서 전경과 배경의 이러한 개념을 피사계 심도라고 합니다. 그것은 현실감이나 초점을 만드는 것입니다. 가까운 물체는 윤곽이 선명하고 선명하게 보이지만 멀리 있는 물체는 약간 흐리게 보입니다.
ToF 카메라를 사용하면 사진 작가는 피사계 심도를 제어할 수 있는 더 많은 옵션을 사용할 수 있습니다. 물론 ToF 카메라의 향상된 깊이 해상도의 이점을 얻기 위해 사진 작가가 될 필요는 없습니다. 자동 카메라 설정은 ToF 카메라와 함께 사용하면 전경과 배경이 잘 정의된 멋진 이미지를 생성해야 합니다. ToF 카메라는 고급 이미지 안정화 기능으로 멋진 비디오를 생성하거나 Instagram 필터의 정확도를 높이는 데 사용할 수도 있습니다.
또한 휴대폰의 ToF 카메라는 고급 얼굴 인식, 제스처 및 AR 비디오 게임에 사용될 수 있습니다. Pokemon Go가 카메라를 사용하여 환경에 포켓몬을 배치하는 방법을 기억하십니까? ToF 카메라는 이 기능을 훨씬 더 설득력 있게 만들 수 있습니다.
이 기술은 새로운 것이 아닙니다
이상하게도 ToF 카메라는 70년대 후반부터 사용되었습니다. 기술이 소비자 애플리케이션에 충분히 저렴하고 편리해지기까지는 시간이 걸렸습니다.
과거 ToF 카메라는 지형 매핑, 산업 기계 자동화 및 자동 도어에 사용되었습니다. 그러나 이 기술은 2014년에 많은 가정(아마도 귀하의 가정 포함)에 적용되었습니다. Xbox One의 Kinect는 ToF 카메라를 사용하여 얼굴을 식별하고 손짓을 정확하게 추적합니다.
2019년 4월 현재 ToF 카메라가 내장된 휴대폰은 몇 개 없습니다. LG G8 씽큐, NS 아너 뷰 20, NS 화웨이 P30 프로, 그리고 오포 RX17 프로. 이 전화기는 사진가와 괴짜를 대상으로 판매되지만 다음을 포함한 미래 전화기의 표준을 설정하고 있습니다. 삼성 그리고 애플의 2019 및 2020 릴리스.
좋습니다. ToF 카메라는 매우 훌륭하고 Star Wars가 출시된 이후로 존재해 왔습니다. 그러나 어떻게 작동합니까? 그들은 왜 그렇게 훌륭한 깊이 해상도를 가지고 있습니까?
ToF 카메라는 Lidar를 사용하여 깊이 측정
박쥐와 돌고래가 소리를 사용하여 환경을 “보는” 방법을 알고 있습니까? 글쎄, 우리는 그 트릭을 훔쳐서 일부 잠수함에 집어넣고 그것을 소나라고 명명했습니다. ToF 카메라는 유사한 기술을 사용하여 깊이를 측정하지만 라이더, 그리고 그것은 소리 대신 IR 빛의 펄스에 의존합니다.
휴대전화의 ToF 카메라로 사진을 찍으면 근처에 있는 물체에서 반사되는 보이지 않는 적외선 펄스를 방출합니다. 그 빛 중 일부는 심연으로 흩어지지만 대부분은 휴대폰의 ToF 카메라로 되돌아갑니다.
박쥐의 음파 탐지기 파동처럼 라이다 파동은 산산이 부서져 돌아옵니다. 가까운 물체에서 반사되는 IR 빛은 ToF 카메라로 빠르게 되돌아오는 반면, 멀리 있는 물체에서 반사되는 빛은 조금 더 오래 걸립니다. 휴대전화는 각 광선이 되돌아오는 데 걸리는 시간을 측정하고 일부 숫자를 계산하고 상세한 3D 깊이 지도를 생성합니다.
저것들 좀 그렇네 핀보드 장난감 당신이 당신의 얼굴을 누르는 것. 이 장난감은 보드에 가까운 코가 보드에서 상대적으로 멀리 떨어져 있는 눈과 볼보다 더 큰 들여 쓰기를 만들기 때문에 “3D 효과”가 있습니다.
물론 IR 빛의 반사는 휴대폰에 깊이 정보만 제공합니다. 이것이 ToF 카메라가 IR 기능을 기존의 고해상도 카메라와 결합하는 이유입니다. 휴대전화는 소프트웨어를 사용하여 기존 사진과 IR 3D 깊이 맵을 혼합하여 전경과 배경이 잘 정의된 이미지를 얻습니다.
ToF 카메라의 미래 애플리케이션
앞으로 몇 년 안에 ToF 카메라는 휴대폰으로 사진과 비디오를 찍는 방식에 혁명을 일으킬 것입니다. 하지만 여기서 큰 그림을 생각해보자. 우리는 빛의 속도로 환경의 깊이 지도를 생성할 수 있는 기술의 한 형태에 대해 이야기하고 있습니다. 응용 프로그램은 사진의 한계를 뛰어 넘습니다.
사실, 휴대폰의 ToF 카메라를 처음 접하는 것은 아마도 사진에 관한 것이 아닐 것입니다. NS 삼성 갤럭시 S10 5G 전면과 후면 모두에 ToF 카메라가 포함됩니다. Apple은 향후 iPhone 계획에 대해 입을 다물고 있는 것으로 유명하지만, 소문이있다 2019 iPhone에는 ToF 카메라도 포함될 수 있습니다. 예, 이 업데이트를 통해 셀카가 멋지게 보일 뿐만 아니라 Face ID 및 기타 보안 조치의 정확도도 높아집니다. 휴대전화를 설정하는 동안 얼굴 인식을 활성화하면 셀카를 찍을 기회가 생기기 전에 얼굴의 3D 지도가 조용히 캡처됩니다.
제스처 컨트롤은 ToF 카메라를 위한 또 다른 흥미로운(그러나 논쟁의 여지가 있지만) 응용 프로그램입니다. 예, Kinect의 제스처 시스템은 눈을 뗄 수 없는 가치가 있지만 앞으로 몇 년 안에 비슷한 기술을 사용하여 휴대전화, 컴퓨터, 스마트 어시스턴트 또는 스마트워치를 제어하게 될 것입니다. 현재 다음과 같은 기업은 모션 데스크탑 컴퓨터용 ToF 응용 프로그램을 개발 중이며 다음과 같은 제조업체가 있습니다. Google 레이더 및 라이더 시스템을 사용하여 핸즈프리, 제스처 제어 스마트 워치 및 스마트 비서를 만들고 있습니다.
제스처 제어와 함께 ToF 카메라는 다음 작업에도 이상적입니다. VR 및 AR 응용 프로그램. 기본 수준에서 Instagram 필터 및 Pokemon Go와 같은 것들은 ToF 카메라와 함께 사용할 때 훨씬 더 “실제”처럼 보일 것입니다. 그러나 VR과 같은 더 복잡한 응용 프로그램의 경우 ToF 카메라를 사용하여 게이머의 손 제스처와 발자국을 등록할 수 있습니다. 또한 물리적 환경을 빠르게 매핑하고 VR 세계로 변환하는 데 사용할 수 있습니다. 이를 통해 전문 게임 개발 속도를 높이거나 인디 게임 개발자를 위한 VR 시장을 열 수 있습니다.
그러나 ToF 카메라에는 실용적인 목적도 있습니다. 과거에는 공장에서 기계 자동화에 사용되었습니다. 그것은 변하지 않을 것입니다. ToF 카메라가 더 좋아지고 저렴해짐에 따라 더 많은 산업용 및 소비자용 AI 제품으로 진출하게 될 것입니다. 대부분 스마트 카 그들은 이미 일종의 라이더 기술을 활용하여 환경을 “볼” 수 있습니다(흥미롭게도 Tesla 자동차는 라이더를 사용하지 않습니다).
새 휴대폰의 ToF 카메라는 사진, AR 및 얼굴 인식 응용 프로그램으로 제한되어 있지만 지금은 이 기술에 익숙해지기에 좋은 시기입니다. 결국 ToF 카메라는 어디에나 있을 것입니다.
출처: 마우저