Πριν από μερικά χρόνια, η Apple ταρακούνησε την αγορά των κινητών τηλεφώνων στέλνοντας τα τελευταία της iPhone και
iPad
με αισθητήρα lidar. Μέχρι στιγμής, εξακολουθούν να είναι οι μόνοι παίκτες στο παιχνίδι που κάνουν αυτή τη δυνατότητα διαθέσιμη στα τηλέφωνά τους. Ωστόσο, η τεχνολογία έχει μακρά γενεαλογία και πολλά σύγχρονα τηλέφωνα διαθέτουν χαρακτηριστικά που βασίζονται στις ίδιες αρχές. Τι είναι λοιπόν το lidar και τι μπορείτε να κάνετε με αυτό;
Τι είναι το lidar;
Lidar
είναι ένα αρκτικόλεξο για το LIight Detection And Ranging και λειτουργεί με τις ίδιες αρχές με το ραντάρ. Και στα δύο συστήματα, ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα (φως λέιζερ για το lidar και ραδιοκύματα για ραντάρ) εκπέμπεται από έναν πομπό και ένας
αισθητήρας
ακούει (ανιχνεύει) τυχόν αντανακλάσεις του κύματος εάν προσκρούσει σε ένα αντικείμενο. Η απόσταση (εύρος) μεταξύ του ανακλώμενου αντικειμένου και της πηγής του κύματος μπορεί να προσδιοριστεί με βάση το χρόνο μεταξύ εκπομπής και λήψης.
ο
πρώτα συστήματα lidar
εμφανίστηκε λίγο μετά την εφεύρεση του λέιζερ στις αρχές της δεκαετίας του 1960. Μέχρι τη δεκαετία του 1970,
Η NASA χρησιμοποιούσε το lidar
για τη μέτρηση της τοπογραφίας της σελήνης. Σήμερα, όλοι χρησιμοποιούν το lidar, από αρχαιολόγους που ανακαλύπτουν χαμένες πόλεις στη ζούγκλα μέχρι αυτοοδηγούμενες κατασκευαστές αυτοκινήτων που διασφαλίζουν ότι τα οχήματά τους μπορούν να αισθανθούν αντικείμενα μπροστά τους.
Α, και είναι επίσης στο πιο πρόσφατο iPhone Pro.
Τηλέφωνα με ακτίνες λέιζερ
Τα τηλέφωνα με λέιζερ άρχισαν να εμφανίζονται με το G3 της LG το 2014 όταν χρησιμοποιήθηκαν ως
αισθητήρες χρόνου πτήσης
για βοήθεια με την αυτόματη εστίαση. Αυτή είναι ουσιαστικά η πιο βασική χρήση του lidar, όπου εκπέμπεται ένα υπέρυθρο λέιζερ για να μετρήσει την απόσταση από το θέμα της φωτογραφίας. Στη συνέχεια, αυτές οι πληροφορίες χρησιμοποιούνται για την αυτόματη προσαρμογή της εστίασης της κάμερας.
Πηγή: Wikimedia Commons/RCraig09 CC BY-SA 4.0
Τρία χρόνια αργότερα, η Apple κυκλοφόρησε το iPhone X, το οποίο διέθετε το σύστημα κάμερας TrueDepth για να επιτρέψει το
επα
ναστατικό του
Face ID
λειτουργικότητα. Αν και η χρήση της αναγνώρισης προσώπου για το ξεκλείδωμα ενός τηλεφώνου δεν ήταν πρωτοπόρα από την Apple (αυτή η τιμή θα έπρεπε να δοθεί στο Android 4.0 το 2011), το σύστημα TrueDepth άλλαξε εντελώς το παιχνίδι. Ενώ η πρώτη απόπειρα του Android στην τεχνολογία ήταν διαβόητα ανασφαλής, έτσι ώστε να μπορούσε κανείς να χρησιμοποιήσει μια φωτογραφία για να ξεκλειδώσει ένα τηλέφωνο, η εισβολή της Apple στο πεδίο ήταν εξαιρετικά ισχυρή. Μπορούσε να διακρίνει ανάμεσα σε δίδυμα ενώ επέτρεπε ακόμα τα γυαλιά ηλίου και τα καπέλα.
Πώς πέτυχαν αυτό το τεχνολογικό θαύμα;
Λέιζερ
. Το σύστημα TrueDepth βομβαρδίζει το πρόσωπο με μια διαμορφωμένη συστοιχία 30.000 υπέρυθρων λέιζερ, τα οποία ανιχνεύονται από μια υπέρυθρη κάμερα και αναλύονται από λογισμικό AI για να παράγουν μια λεπτομερή 3D σάρωση του προσώπου σας σε δευτερόλεπτα. Διαφέρει από τον αισθητήρα χρόνου πτήσης επειδή δεν μετρά το χρόνο που χρειάζεται για να επιστρέψει το φως λέιζερ στην κάμερα. Μετρά το μοτίβο των λέιζερ (
δομημένο φως
) παραμορφώνεται από αντικείμενα στη σκηνή και συνάγει τρισδιάστατα δεδομένα με βάση αυτές τις πληροφορίες.
Το 2020, τρία χρόνια μετά την ρίψη της βόμβας TrueDepth στην αγορά, η Apple παρουσίασε το σύστημα lidar της. Όπως το σύστημα TrueDepth του, εκπέμπει ένα
συστοιχία δεκάδων λέιζερ
(και πάλι, σε ένα γνωστό μοτίβο), αλλά αντί να μετρήσει πώς παραμορφώνεται το φως, ένας εξειδικευμένος αισθητήρας μετρά πόσο χρόνο χρειάζεται κάθε δέσμη για να ανακλαστεί στον αισθητήρα. Αυτές οι μετρήσεις χρόνου πτήσης συνδυάζονται με δεδομένα από τον αισθητήρα κίνησης και την κάμερα του τηλεφώνου για να παράγουν μια τρισδιάστατη σάρωση.
Lidar, σε τι είναι καλό;
Η τεχνολογία lidar της Apple είναι καταπληκτική, αλλά τι μπορείτε να την κάνετε; Πολλά, όπως αποδεικνύεται, αλλά είναι λίγο εξειδικευμένο, και καμία από τις περιπτώσεις χρήσης δεν είναι το είδος των πραγμάτων που θα αλλάξει τον τρόπο που οι περισσότεροι από εμάς αλληλεπιδρούμε με τα τηλέφωνά μας. Το πιο σημαντικό (ειδικά για τους κατασκευαστές), δεν είναι πιθανό να επηρεάσει τη διαδικασία λήψης αποφάσεων κατά την αγορά ενός νέου τηλεφώνου.
Η πιο συνηθισμένη χρήση του συστήματος lidar της Apple είναι ως ένας απλός αισθητήρας χρόνου πτήσης για να επιταχύνει την αυτόματη εστίαση στις πίσω κάμερές της. Οι περισσότερες κάμερες τηλεφώνου των τελευταίων ετών χρησιμοποιούν αυτόματη εστίαση είτε με βάση την αντίθεση είτε με ανίχνευση φάσης για να διατηρούν ευκρινείς τις εικόνες τους, αλλά αυτές οι τεχνικές βασίζονται στην ύπαρξη επαρκούς φωτισμού για να λειτουργήσουν. Οι αισθητήρες χρόνου πτήσης δεν έχουν αυτόν τον περιορισμό, επομένως τα τηλέφωνα με αυτούς τους αισθητήρες έχουν προβάδισμα στη φωτογραφία σε χαμηλό φωτισμό.
Η Apple χρησιμοποιεί επίσης το lidar της σε ένα ζεύγος εφαρμογών πρώτου κατασκευαστή. ο
Εφαρμογή μέτρησης
χρησιμοποιεί δεδομένα lidar, επαυξημένη πραγματικότητα και απλή τριγωνομετρία για να δώσει ακριβείς μετρήσεις ανθρώπων και αντικειμένων.
Διαθέτει επίσης μια λειτουργία ανίχνευσης στην εφαρμογή Μεγεθυντικός φακός που χρησιμοποιεί AI και lidar για να βοηθήσει τα άτομα με προβλήματα
όραση
ς να ανιχνεύσουν την παρουσία θυρών ή ανθρώπων και πόσο μακριά βρίσκονται.
Οι περισσότερες εφαρμογές τρίτων που χρησιμοποιούν το lidar της Apple εμπίπτουν σε μία από τις τρεις κατηγορίες: εσωτερική διακόσμηση, σάρωση 3D και παιχνίδια επαυξημένης πραγματικότητας. Το Ikea Place είναι ο σημερινός βασιλιάς των εφαρμογών εσωτερικής διακόσμησης. Χρησιμοποιεί την επαυξημένη πραγματικότητα για να σας επιτρέψει να οπτικοποιήσετε πώς θα φαίνονται τα προϊόντα Ikea in situ, αφαιρώντας μεγάλο μέρος της εικασίας από το να γνωρίζουμε εάν αυτό το χαλί θα ενώσει το δωμάτιο. Εάν σας ενδιαφέρει περισσότερο να κάνετε μετρήσεις του εσωτερικού σας χώρου, επιλέξτε το Canvas, το οποίο σαρώνει ένα δωμάτιο και σας επιτρέπει να εξάγετε τα δεδομένα σε λογισμικό CAD.
Για τους λάτρεις της 3D εκτύπωσης και τους κατασκευαστές παιχνιδιών που αναζητούν μοντέλα 3D, υπάρχουν το Scaniverse και το Polycam. Σαρώνοντας ένα αντικείμενο από πολλές γωνίες, μπορείτε να δημιουργήσετε ένα τρισδιάστατο μοντέλο το οποίο μπορεί να εξαχθεί σε κοινό λογισμικό σχεδίασης. Ποιο να επιλέξετε εξαρτάται από τις προσωπικές προτιμήσεις και το μέγεθος του πορτοφολιού σας, καθώς το Scaniverse είναι δωρεάν και παρόλο που η Polycam διαθέτει δωρεάν επίπεδο, ορισμένες από τις λειτουργίες της είναι κλειδωμένες πίσω από μια συνδρομή.
Πηγή: Scaniverse.com
Αν προτιμάτε να χρησιμοποιείτε την πιο πρόσφατη τεχνολογία για να παίζετε παιχνίδια, είστε τυχεροί. Ένα από τα καλύτερα παιχνίδια που ενεργοποιούνται από το lidar στο App Store είναι το RC Club, το οποίο σας επιτρέπει να οδηγείτε ένα εικονικό αυτοκίνητο RC στο σαλόνι σας. Ο σαρωτής lidar σημαίνει ότι θα προσκρούσετε σε τοίχους και θα οδηγήσετε πάνω από εμπόδια. Το εικονικό RC αυτοκίνητό σας ανταποκρίνεται ακόμη και στην επιφάνεια που οδηγεί, επιβραδύνοντας όταν χτυπήσει σε ένα κομμάτι χαλί.
Πού να πάρετε το lidar
Το σύστημα lidar της Apple είναι διαθέσιμο μόνο στις συσκευές iPhone Pro και iPad που κυκλοφόρησαν από το 2020, επομένως δεν έχει ευρεία διανομή. Τίποτα παρόμοιο δεν υπάρχει στα τηλέφωνα Android και τα αυτόνομα συστήματα κοστίζουν εκατοντάδες δολάρια. Αν και αυτή η αποκλειστικότητα είναι μια ξεκάθαρη νίκη για την Apple, μπορεί επίσης να βλάψει την καινοτομία που βασίζεται σε λογισμικό και να εμποδίσει το lidar να επεκταθεί από τη θέση που κατέχει αυτήν τη στιγμή. Από την άλλη πλευρά, η δουλειά που έχει κάνει η Apple για να μικρύνει αυτά τα συστήματα και να τα κάνει αρκετά στιβαρά ώστε να τα μεταφέρετε στην τσέπη σας, σημαίνει ότι μπορεί να μην αργήσει πολύς καιρός να υπάρχουν συστήματα lidar σε κάθε νέο τηλέφωνο.