Time-of-flight kameraer begynner å vises på en rekke dingser. Disse ToF-kameraene måler dybden i en scene - og brukes til å kartlegge omgivelsene, til å navigere rundt hindringer og mye mer. La oss se nærmere på hva et fly-tid-kamera gjør, hva det brukes til og hvilke tekniske deler som har dem …
Hva er flytid?
Den enkleste måten å tenke på flytid er at det er som et ekkoloddsystem - bortsett fra at det bruker lys i stedet for lyd for å oppdage ting.
Time-of-flight kameraer, eller ToF-kameraer, blir et økende vanlig trekk på mobiltelefoner, droner og på industrielle roboter. Også kjent som dybdekameraer kartlegger de omgivelsene og skaper en grunnleggende tredimensjonal representasjon av det som er foran dem.
Kameraet kan for eksempel brukes på en drone eller en bil for å unngå hindringer. Men bruken som ToF kan brukes, kan også brukes til å identifisere et emne eller til gjenkjenning av gest. ToF kan brukes til sikkerhetsapplikasjoner - hjelper til med å identifisere brukeren - eller bare, kanskje, å fortelle forskjellen mellom naboens katt og en menneskelig inntrenger.
De har også en viktig rolle å spille i VR og applikasjoner med utvidet virkelighet - slik at spill for eksempel kan legge en virtuell verden over den virkelige verden.
Hvordan fungerer Time-of-Flight-kameraer?
Et time-of-flight kamera har en bildesensor på omtrent samme måte som et vanlig digitalkamera. Men jobben til hvert fotosite på CCD-sensoren er å måle tiden det tar for en stråle med infrarødt lys fra kameraet å komme tilbake til kameraet - etter at det reflekterer av gjenstandene i scenen foran det. Hele scenen fanges og måles med en enkelt lyspuls - så det er ingen bevegelige deler.
Når vi snakker om lysets hastighet, skjer målingen på langt mindre øyeblikk. Som hvert nerdete skolebarn vil fortelle deg, beveger lyset seg 300.000 km per sekund. Så for et motiv som er 5 meter unna, er for eksempel tidsforskjellen mellom lyset som forlater kameraet og retur, bare 33 nanosekunder. Eller 0.000000033sek, hvis du foretrekker det.
Disse tidsforskjellene måles for hver eneste piksel på tvers av bildet - og det er dette 'bildet' som gir skaper det tredimensjonale kartet over scenen. Og den kan gjøre dette kontinuerlig - med en typisk maksimal bildefrekvens på 60 bilder per sekund.
Teknologien har eksistert en stund - men prosesseringshastigheten som er nødvendig, har betydd at denne dybdefølende teknologien har tatt litt tid å lage den til hverdagsdingser.
Nåværende ToF-kameraer har en tendens til ganske lav oppløsning. Flytidskameraet i Samsungs S10 5G som nylig ble kunngjort, er bare 240 x 160 piksler.
Hvorfor ToF-kameraer på telefoner?
Den siste generasjonen av mobiltelefoner har ikke bare ett kamera. I lang tid har de hatt to - en for bilder av det som er foran dem, og den andre for selfies. Men de nyeste telefonene har nå flere frontkameraer - med mellom to og seks forskjellige objektiver hver med sine egne sensorer. Noen av disse brukes til å velge mellom forskjellige brennvidder - slik at du får en virkelig vidvinkelvisning hvis du vil, eller en anstendig tele uten behov for å beskjære bildet.
Men i økende grad ser vi at et av disse ekstra kameraene på forsiden av smarttelefoner er en ToF-sensor.
ToF-sensoren kan brukes til å gi ekstra funksjoner - og dybdeinformasjonen registrert av den kan brukes på forskjellige måter av forskjellige apper på telefonen.
ToF-kameraet kan for eksempel brukes til bevegelsesgjenkjenning - slik at du kan gjenkjenne at du vil at kameraet skal ta et bilde når du løfter hånden.
På samme måte kan dybdeinformasjonen hjelpe AI-programvaren på telefonen til å fokusere bakgrunnen på et bilde - noe som gir bokeh-uskarpheten elsket av profesjonelle portrettfotografer.
Hvilke telefoner har ToF-kameraer?
Kameratelefoner som allerede er utgitt eller lekket så langt med ToF-kameraer inkluderer:
- Samsung Galaxy S10 5G
- LG G8 Thin Q
- Oppo RX17 Pro
- Æresvisning 20
- Huawei P30 Pro
- Oppo Reno
- Sony Xperia XZ4
Hvilke andre applikasjoner bruker ToF?
Flytid brukes i et bredt spekter av applikasjoner … og det er ikke alltid lett å forutsi hvordan de vil bli brukt. Mobiltelefoner inneholder til en viss grad teknologien slik at den kan integreres med programvare og apper som ennå ikke er skrevet.
På arbeidsplassen selges ToF-sensorer og kameraer som komponenter. Så de kan for eksempel brukes på produksjonslinjer av roboter for å velge riktig komponent, eller for å oppdage defekte varer.
Med droner er en ToF en fin måte å se og unngå hindringer - men er spesielt nyttig å navigere gjennom bygninger.
Mer lesing
Hva er 5G? Og hva vil det bety for fotografer?
Hva er 8K? Og hva vil det bety for fotografer og videografer?
Den beste kameratelefonen i 2022-2023: ultimate smarttelefonkameraer på test