ToF در مقابل LiDAR: تفاوت چیست؟

بسیاری از فناوری‌های جدید دوربین گوشی‌های هوشمند شناور هستند، اما ToF و LiDAR چیست و چه تفاوتی با هم دارند؟

LiDAR یکی از آن دستگاه‌های انحصاری براق اپل است که به جدا کردن iOS از اندروید کمک می‌کند. حداقل، اگر بدانید LiDAR چیست. این فناوری به‌ویژه برای فعال‌سازی واقعیت افزوده مبتنی بر موبایل مهم است، اما مانند بسیاری از ویژگی‌های فناوری انحصاری اپل، اندروید نیز راه‌حل خاص خود را دارد. در این مورد، ToF، که در گوشی های پرچمدار سامسونگ موجود است.

چه یک توسعه‌دهنده باشید، چه در بازار یک دستگاه جدید هستید، یا فقط کنجکاو هستید، ارزش آن را دارد که کمی وقت بگذارید و این کلمات اختصاری را باز کنید و نکات و نکات سنجش عمق تلفن همراه را بیاموزید.

ToF چیست؟

ToF مخفف “Time of Flight” است. از نظر فنی، ToF به استفاده از سرعت نور (یا حتی صدا) برای تعیین فاصله اشاره دارد.

یک سنسور ToF ویژه مدت زمانی را که طول می کشد تا نور (یا صدا) از دستگاه خارج شود، از یک جسم یا هواپیما خارج شود و به دستگاه بازگردد، اندازه گیری می کند. این عدد تقسیم بر دو فاصله دستگاه تا جسم یا هواپیما را نشان می دهد.

بنابراین، رابطه این است که تمام LiDAR یک نوع Time of Fight است، اما همه Time of Flight LiDAR نیستند. برای ساده نگه داشتن همه چیز، وقتی در مورد “ToF” صحبت می کنیم، منظور ما اندازه گیری فاصله نوری است، بدون LiDAR.

بنابراین، اگر LiDAR و ToF غیر LiDAR نوری هر دو از نور برای تعیین فاصله و نقشه برداری سه بعدی استفاده می کنند، تفاوت آنها در چیست؟

LiDAR چیست؟

LiDAR مخفف Light Detection and Ranging است. LiDAR از یک لیزر یا شبکه ای از لیزرها به عنوان منبع نور در معادله فوق استفاده می کند.

از یک خواندن LiDAR می‌توان برای اندازه‌گیری مواردی مانند عرض یک اتاق استفاده کرد، اما از چندین خواندن LiDAR می‌توان برای ایجاد «ابرهای نقطه‌ای» استفاده کرد. از اینها می توان برای ایجاد مدل های سه بعدی از اشیاء یا نقشه های توپوگرافی کل مناطق استفاده کرد.

مطلب مرتبط: چگونه با OpenCV تجربیات واقعیت افزوده همهجانبه ایجاد کنیم

اگرچه LiDAR ممکن است برای دستگاه های تلفن همراه جدید باشد، این فناوری از دهه 1960 وجود داشته است. در تنظیمات غیر موبایل، LiDAR برای انجام همه چیز از نقشه برداری از محیط های زیر آب تا کشف مکان های باستان شناسی از فضا استفاده می شود.

LiDAR و ToF چگونه متفاوت هستند؟

تفاوت عملکردی بین LiDAR و سایر اشکال ToF در این است که LiDAR از لیزرهای پالسی برای ساختن یک ابر نقطه استفاده می کند که سپس برای ساختن یک نقشه یا تصویر سه بعدی استفاده می شود، در حالی که برنامه های کاربردی ToF “نقشه های عمق” را بر اساس تشخیص نور ایجاد می کنند، معمولاً از طریق یک دوربین استاندارد RGB

مزیت ToF نسبت به LiDAR این است که ToF به تجهیزات تخصصی کمتری نیاز دارد تا بتوان از آن با دستگاه های کوچکتر و ارزان تر استفاده کرد. مزیت LiDAR از سهولتی ناشی می شود که با آن رایانه می تواند یک ابر نقطه را در مقایسه با نقشه عمق بخواند.

Depth API که Google برای دستگاه‌های Android ایجاد کرده است، در دستگاه‌های دارای قابلیت ToF بهترین عملکرد را دارد و با ایجاد نقشه‌های عمق و تشخیص «نقاط ویژگی» کار می‌کند. این نقاط مشخصه، اغلب موانعی بین شدت های مختلف نور هستند، سپس برای شناسایی سطوح مختلف در محیط استفاده می شوند. این اساسا یک ابر نقطه با وضوح کمتر ایجاد می کند.

نحوه کار ToF و LiDAR با Mobile AR

نقشه های عمق و ابرهای نقطه ای جالب هستند و برای برخی افراد و برنامه ها کافی هستند. برای مثال، نقشه‌های عمق به دوربین‌های تلفن کمک می‌کنند تا به درستی فوکوس کنند، و LiDAR فناوری است که آیفون‌ها را قادر می‌سازد تا چهره شما را برای قفل صفحه شخصی اضافی اسکن کنند (اگرچه مدل‌های جدیدتر اندروید نیز می‌توانند این کار را انجام دهند).

با این حال، برای اکثر برنامه های AR، این داده ها باید زمینه سازی شوند. هر دو ToF و LiDAR این کار را با کار با سایر سنسورهای دستگاه تلفن همراه انجام می دهند. به طور خاص، این پلتفرم ها باید جهت گیری و حرکت گوشی شما را درک کنند.

مطلب مرتبط: عکاسی منظره در مقابل پرتره: تفاوت چیست؟

درک مکان دستگاه در یک محیط نقشه‌برداری شده، مکان‌یابی و نقشه‌برداری همزمان (SLaM) نامیده می‌شود. SLaM برای برنامه های کاربردی واقعیت افزوده مبتنی بر موبایل برای قرار دادن اشیاء دیجیتال در محیط فیزیکی ضروری است.

این امر به ویژه در مورد تجربیاتی که وقتی کاربر با آنها در تعامل نیست و برای قرار دادن اشیاء دیجیتالی که به نظر می‌رسد در پشت افراد و اشیاء فیزیکی قرار دارند، باقی می‌مانند، صادق است.

یکی دیگر از عوامل مهم در قرار دادن اشیاء دیجیتال در برنامه های کاربردی مبتنی بر LiDAR و ToF شامل “لنگرها” است. لنگرها نقاط دیجیتالی در دنیای فیزیکی هستند که اجسام دیجیتالی به آن‌ها متصل می‌شوند.

در برنامه های کاربردی در مقیاس جهانی مانند Pokemon Go، این کار از طریق یک فرآیند جداگانه به نام “Geotagging” انجام می شود. با این حال، در برنامه‌های AR مبتنی بر موبایل، شی دیجیتال به نقاطی در یک ابر نقطه LiDAR یا یکی از نقاط ویژگی روی نقشه عمق متصل می‌شود.

آیا LiDAR بهتر از ToF است؟

به طور دقیق، LiDAR سریعتر و دقیق تر از Time of Flight است. با این حال، این امر با برنامه های کاربردی پیشرفته تر از نظر فناوری قابل توجه تر می شود.

به عنوان مثال، ToF و Google’s Depth API در درک صفحات بزرگ و کم بافت مانند دیوارهای سفید مشکل دارند. این می تواند برای برنامه هایی که از این روش استفاده می کنند، قرار دادن دقیق اشیاء دیجیتال بر روی برخی از سطوح در دنیای فیزیکی را دشوار کند. برنامه هایی که از LiDAR استفاده می کنند کمتر احتمال دارد این مشکل را داشته باشند.

با این حال، برنامه‌هایی که شامل محیط‌های بزرگ‌تر یا با بافت‌های متنوع‌تر هستند، بعید است که این مشکل را داشته باشند. علاوه بر این، بیشتر برنامه‌های کاربردی واقعیت افزوده مبتنی بر تلفن همراه شامل استفاده از یک فیلتر AR بر روی صورت یا بدن کاربر است – برنامه‌ای که بعید است به دلیل سطوح بزرگ بدون بافت با مشکل مواجه شود.

مطلب مرتبط: نحوه ردیابی ایمیل ها به آدرس IP منبع آنها

چرا اپل و گوگل از حسگرهای عمق متفاوت استفاده می کنند؟

اپل در انتشار دستگاه‌های سازگار با LiDAR خود گفت که حسگرها و همچنین سایر سخت‌افزارها را به منظور «باز کردن گردش‌های کاری حرفه‌ای بیشتر و پشتیبانی از برنامه‌های عکس و ویدیوی حرفه‌ای» در نظر گرفته است. این نسخه همچنین iPad Pro سازگار با LiDAR آنها را “بهترین دستگاه جهان برای واقعیت افزوده” نامید و برنامه های اندازه گیری اپل را تبلیغ کرد.

گوگل در مورد اینکه چرا Depth API و دستگاه های پشتیبانی کننده آن از LiDAR استفاده نمی کنند، توضیحات واضحی ارائه نکرده است. علاوه بر کار در اطراف LiDAR، سبک‌تر و مقرون به صرفه‌تر نگه داشتن دستگاه‌های Android، یک مزیت دسترسی بزرگ نیز وجود دارد.

از آنجایی که اندروید بر روی دستگاه‌های تلفن همراه ساخته شده توسط چندین شرکت کار می‌کند، استفاده از LiDAR به نفع مدل‌های سازگار با LiDAR به قیمت همه مدل‌های دیگر است. علاوه بر این، Depth API با دستگاه های بیشتری سازگار است زیرا فقط به یک دوربین استاندارد نیاز دارد.

در واقع، Google’s Depth API یک دستگاه ناشناس است، به این معنی که توسعه دهندگانی که از پلتفرم ایجاد تجربه AR گوگل استفاده می کنند، می توانند تجربیاتی را ایجاد کنند که روی دستگاه های اپل کار می کند.

آیا سنجش عمق را کاوش کرده اید؟

این مقاله در درجه اول بر روی LiDAR و ToF در تجربیات AR مبتنی بر تلفن همراه متمرکز شده است. این عمدتاً به این دلیل است که این تجربیات پیچیده‌تر نیاز به توضیح بیشتر دارند. همچنین به این دلیل است که این تجربیات سرگرم کننده ترین و امیدوارکننده ترین هستند.

با این حال، رویکردهای سنجش عمق مانند این، اساس بسیاری از تجربیات و ابزارهای ساده‌تر و کاربردی‌تر هستند که ممکن است هر روز بدون فکر کردن به آنها استفاده کنید. امیدواریم که خواندن ToF و LiDAR به شما قدردانی بیشتری از این برنامه ها بدهد.