Câmeras de tempo de voo estão começando a aparecer em vários dispositivos. Essas câmeras ToF medem a profundidade em uma cena - e são usadas para ajudar a mapear os arredores, navegar ao redor de obstáculos e muito mais. Vamos dar uma olhada mais de perto no que uma câmera de tempo de voo faz, para que ela é usada e quais detalhes de tecnologia as apresentam …
O que é tempo de voo?
A maneira mais fácil de pensar sobre o tempo de vôo é como um sistema de sonar - exceto que usa luz em vez de som para detectar coisas.
As câmeras de tempo de voo, ou câmeras ToF, estão se tornando um recurso cada vez mais comum em telefones celulares, drones e robôs industriais. Também conhecidas como câmeras de profundidade, elas mapeiam os arredores criando uma representação tridimensional básica do que está à sua frente.
A câmera pode ser usada em um drone ou carro para ajudá-lo a evitar obstáculos, por exemplo. Mas os usos que o ToF pode usar também podem ser usados para identificar um assunto ou para reconhecimento de gestos. O ToF pode ser usado para aplicativos de segurança - ajudando a identificar o usuário - ou simplesmente, talvez, para dizer a diferença entre o gato do vizinho e um intruso humano.
Eles também têm um papel importante a desempenhar em aplicativos de RV e realidade aumentada - permitindo que os jogos, por exemplo, sobreponham um mundo virtual ao mundo real.
Como funcionam as câmeras Time-of-Flight?
Uma câmera com tempo de voo possui um sensor de imagem da mesma forma que uma câmera digital normal. Mas o trabalho de cada photosite no sensor CCD é medir o tempo que leva para um feixe de luz infravermelha disparado da câmera retornar para a câmera - depois de refletir nos objetos na cena à sua frente. Toda a cena é capturada e medida com um único pulso de luz - portanto, não há partes móveis.
Como estamos falando sobre a velocidade da luz, a medição ocorre em muito menos de um piscar de olhos. Como todo estudante geek vai lhe dizer, a luz viaja a 300.000 km por segundo. Portanto, para um objeto que está a 5m de distância, por exemplo, a diferença de tempo entre a luz que sai da câmera e a volta é de apenas 33 nanossegundos. Ou 0,000000033seg, se preferir.
Essas diferenças de tempo são medidas em cada pixel da imagem - e é essa 'imagem' que cria o mapa tridimensional da cena. E pode fazer isso continuamente - com uma taxa de quadros máxima típica de 60 fps.
A tecnologia já existe há algum tempo - mas a velocidade de processamento necessária significa que esta tecnologia de detecção de profundidade demorou um pouco para chegar aos dispositivos do dia-a-dia.
As câmeras ToF atuais tendem a uma resolução bastante baixa. A câmera do tempo de voo no S10 5G da Samsung recentemente anunciada tem apenas 240x160 pixels.
Por que câmeras ToF em telefones?
A última geração de telefones celulares não tem apenas uma câmera. Há muito tempo eles têm dois - um para fotos do que está à sua frente e outro para selfies. Mas os telefones mais novos agora têm várias câmeras frontais - com entre duas e seis lentes diferentes, cada uma com seus próprios sensores. Alguns deles são usados para oferecer uma escolha de diferentes distâncias focais - para que você obtenha uma visão realmente grande angular, se desejar, ou uma telefoto decente, sem a necessidade de cortar a imagem.
Mas cada vez mais vemos uma dessas câmeras adicionais na frente dos smartphones sendo um sensor ToF.
O sensor ToF pode ser usado para fornecer recursos adicionais - e as informações de profundidade registradas por ele podem ser usadas de diferentes maneiras por diferentes aplicativos no telefone.
A câmera ToF pode ser usada para reconhecimento de gestos, por exemplo - para que você possa reconhecer que deseja que a câmera tire uma foto quando você levanta a mão.
Da mesma forma, as informações de profundidade podem ajudar o software de IA do telefone a desfocar o fundo de uma imagem - dando o desfoque bokeh adorado por fotógrafos profissionais.
Quais telefones têm câmeras ToF?
Os telefones com câmera que já foram lançados ou vazaram até agora com câmeras ToF incluem:
- Samsung Galaxy S10 5G
- LG G8 Thin Q
- Oppo RX17 Pro
- Honor View 20
- Huawei P30 Pro
- Oppo Reno
- Sony Xperia XZ4
Quais outros aplicativos usam ToF?
O tempo de voo está sendo usado em uma ampla gama de aplicações … e nem sempre é fácil prever como eles serão usados. Os telefones celulares estão, em parte, incorporando a tecnologia para que possa ser integrada com software e aplicativos que ainda não foram escritos.
No local de trabalho, sensores e câmeras ToF são vendidos como componentes. Assim, eles podem, por exemplo, ser usados em linhas de produção por robôs para escolher o componente certo ou para localizar produtos com defeito.
Com drones, um ToF é uma ótima maneira de ver e evitar obstáculos - mas é particularmente útil para navegar por edifícios.
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