نمایشگاه هنر ایران: معرفی دوربین ToF یا مدت پرواز در حرفه عکاسی
در این مقاله قصد دارم در مورد دوربین ToF یا مدت پرواز و کاربردهای آن در عکاسی با گوشی هوشمند صحبت کنم.
سرعت پیشرفت فناوری در سال‌های اخیر بسیار زیاد بوده و حالا برای خرید یک گوشی هوشمند باید فاکتورهای بسیار زیادی را بررسی کنید. شاید تا چند سال گذشته صرفا دوربینی با کیفیت بالاتر و البته قابلیت‌های نرم افزاری بیشتر می‌توانست کاربران را راضی کند، اما حالا موارد جدیدی هم به ماژول دوربین اضافه شده که لازم است تمام آنها را بررسی کنید.
چند وقتیست که علاوه بر لنز واید، سوپر واید و تله در گوشی‌های هوشمند، از سنسور جدیدی استفاده می‌شود که آن را ToF ( مخفف Time-of-flight camera ) یا مدت پرواز می‌نامند. حتی خبرهایی به گوش می‌رسد که گوگل و اپل هم قصد دارند در تمام پرچمداران آینده خود از این فناوری استفاده کنند.
اما این سنسور چیست و چرا روز به روز به شمار گوشی‌های مبتنی بر آن افزوده می‌شود ؟ اصلا آیا وجود آن باعث اضافه شدن ویژگی‌های مثبتی به دوربین گوشی هوشمند می‌شود یا خیر ؟
با من همراه باشید تا در این مقاله به معرفی و بررسی سنسور ToF بپردازیم…
دوربین ToF چیست ؟
نمایشگاه هنر ایران: اگرچه دوربین ToF را به عنوان یک دوربین جدید در ماژول دوربین‌های چندگانه گوشی‌های هوشمند در نظر می‌گیرند، اما شباهتی به دیگر لنزهای دوربین و دوربین‌های معمولی ندارد. یعنی در واقع مسئولیت اصلی آن ثبت یا پردازش تصویر نهایی نیست. مهمترین وظیفه این سنسور، تشخیص عمق است، نه دریافت نور.
این سنسورها، می‌توانند زمان رفت و برگشت تابش پالس‌های نور مادون قرمز را محاسبه کرده و نقشه سه بعدی دقیقی را از محیط اطراف گوشی ایجاد کنند. از لحاظ عملکردی، تقریبا مشابه دوربین TrueDepth موجود در پنل جلویی آیفون‌هاست، اما به جای اینکه مسافت و وسعت محدودی را پوشش دهد، می‌تواند محیط‌های بزرگ‌تری را زیر نظر قرار دهد.
با توجه به سرعت نور که ۲۹۹۷۹۲۴۵۸ متر بر ثانیه است، این دوربین به سرعت می‌تواند کار خود را انجام دهد. تمام این پالس‌های نوری در طیف مادون قرمز هستند و به همین خاطر کاربر چیزی را مشاهده نمی‌کند و تمام این نورها نامرئی محسوب می‌شوند.
یکی از اصلی‌ترین دلایل ورود سیستم دوربین ToF به گوشی‌های هوشمند این است که آنها اندازه بزرگی ندارند و در عوض می‌توانند محدوده بسیار وسیعی را با دقت و سرعت زیاد اسکن کنند. در ضمن، دوربین‌های ToF از لحاظ مصرف انرژی هم بسیار کم مصرف محسوب می‌شوند و تمام این عوامل دست به دست هم داده‌اند تا این سنسورها محبوبیت بسیار بیشتری پیدا کنند.
علاوه بر این موارد، می‌توان روند نزولی قیمت گوشی‌های هوشمند و ماژول‌های دوربین آنها را نیز در نظر گرفت که باعث می‌شود کمپانی‌های سازنده بتوانند سرمایه گذاری بیشتری کرده و از چنین سنسوری هم بهره ببرند.
به لحاظ اصول ابتدایی، دوربین‌های ToF تفاوت زیادی با تکنولوژی لیدار ( Lidar ) ندارند که در اتومبیل‌های خودران مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ تنها تفاوت آنها در این است که تکنولوژی لیدار از لیزر استفاده می‌کند و در مقابل تکنولوژی سیستم ToF از مادون قرمز بهره می‌برد.
همچنین در ربات‌ها، مطالعات توپوگرافی یا عارضه نگاری و پهپادها هم دوربین‌های ToF تعبیه می‌شوند و در نسل دوم کینکت ایکس باکس هم از چنین سنسورهایی استفاده شده است. با بهره گیری از دوربین ToF، این وسایل به سرعت می‌توانند مکان اشیاء مختلف در یک فضای سه بعدی را تشخیص دهند.
دوربین‌های ToF چه کاربردی دارند ؟
اینکه دوربین بتواند فاصله خود تا اشیا و افراد مختلف را که در عکس حضور دارند تشخیص دهد، باعث می‌شود کیفیت عکاسی بهبود قابل توجهی پیدا کند. این یعنی می‌توانیم شاهد افزایش دقت و سرعت فوکوس خودکار دوربین نیز باشیم.
علاوه بر این، کیفیت حالت پرتره یا بوکه هم تا حد زیادی افزایش می‌یابد. دوربین گوشی‌های هوشمند در محیط‌های کم نور با مشکلات زیادی دست و پنجه نرم می‌کنند و دوربین ToF در این شرایط هم می‌تواند مثمر ثمر واقع شود؛ زیرا این دوربین می‌تواند موقعیت و مسافت نسبت به اشیاء موردنظر را در شرایط نوری مختلف تشخیص دهد.
نمایشگاه هنر ایران: دوربین اصلی گوشی هم با دریافت و پردازش این اطلاعات و به کار بردن آنها در پردازش نهایی تصویر، می‌تواند کیفیت عکاسی در شرایط مختلف و به ویژه محیط‌های کم نور را بهبود ببخشد.
همچنین فناوری واقعیت افزوده را فراموش نکنید، به خصوص که اپل به استفاده از آن علاقه زیادی نشان داده است. زمانی که گوشی بتواند فاصله خود با یک شیء همانند میز یا گلدان را دریافت کند، می‌تواند نتایج دقیق‌تری را برای اپلیکیشن‌های واقعیت افزوده اجرا کند و اشیا مجازی را در دنیای واقعی قرار دهد.
علاوه بر این برای این حوزه، دوربین ToF به تنهایی کار نمی‌کند و با بهره‌‌گیری از توان پردازشی دوربین و تصاویر دریافتی از جانب دیگر لنزها، می‌تواند جزئیات و شفافیت مناظر واقعیت مجازی را افزایش بدهد.
از دیگر کاربردهای استفاده دوربین ToF می‌توانیم به امکان پشتیبانی از تعامل بدون لمس اشاره کنیم؛ مانند تراشه سولی که گوگل آن را در پیکسل ۴ تعبیه کرد و تفاوت‌های قابل توجهی را می‌توانستیم در آن مشاهده کنیم.
چه زمانی می‌توانم گوشی مجهز به دوربین ToF را خریداری کنم ؟
نمایشگاه هنر ایران: اگر این مطلب باعث شد به فناوری دوربین ToF علاقه‌مند شوید و گوشی هوشمندی مبتنی بر آن را خریداری کنید، باید بگوییم که در حاضر گزینه‌های اندکی در بازار وجود دارد. به‌عنوان مثال می‌توانیم به مدل ۵G گلکسی اس ۱۰ و نوت 10 سامسونگ، ال‌جی G8، آیفون 11 پرو و چند مدل دیگر اشاره کنیم که در برخی البته، از این دوربین برای شناسایی الگوی رگ‌های کف دست کاربر و بهبود کیفیت دوربین استفاده می‌شود.
یکی دیگر از گوشی‌های هوشمندی که از این فناوری استفاده می‌کند و آن را می‌توان انقلابی‌ترین گوشی هوشمند در زمینه عکاسی در سال جاری میلادی دانست، هوآوی پی 30 پرو است. در کنار دوربین سه‌گانه هواوی P30 پرو، یک دوربین ToF هم تعبیه شده است که به گفته‌ی هوآوی، در زمینه‌ی بهبود حالت پرتره نقش مهمی را ایفا می‌کند.
در حال حاضر هنوز با قاطعیت زیادی نمی‌توانیم به حضور دوربین ToF در نسل بعدی گوشی‌های هوشمند از کمپانی‌های مختلف اشاره کنیم؛ اما در نهایت چیزی که اهمیت دارد، این است که شرکت‌های سازنده آیا می‌توانند از امکانات چنین دوربینی برای افزایش کیفیت عکاسی و ارائه‌ی قابلیت‌های جذابی همانند واقعیت افزوده یا حالت عکاسی و فیلم‌برداری پرتره استفاده کنند یا خیر.
مانند دیگر مشخصه‌ها، تعبیه یک تکنولوژی بخشی از قضیه به حساب می‌آید و یک بخش دیگر، به نحوه استفاده از تکنولوژی مذکور برمی‌گردد.
