ToF vs. LiDAR: Kakšna je razlika?

V zadnjem času se je o novih napravah Apple okoli LiDAR-a toliko razburjalo, da lahko pozabimo, da lahko mobilna razširjena resničnost deluje kako drugače. Toda lahko in še posebej, zlasti z orodji ToF, ki dosegajo nove višine v telefonih Samsung.

Ne glede na to, ali ste razvijalec, ste na trgu za novo napravo ali ste le radovedni, si je vredno vzeti nekaj časa, da razpakirate te kratice in se naučite podrobnosti zaznavanja globine mobilnih telefonov.

Kaj je ToF?

ToF je okrajšava za Time of Flight (Čas letenja).

Tehnično se ToF nanaša na uporabo svetlobne hitrosti (ali celo zvoka) za določanje razdalje. Meri čas, potreben, da svetloba (ali zvok) zapusti napravo, se odbije od predmeta ali ravnine, in se vrnite v napravo, vse deljeno z dvema razkrije razdaljo od naprave do predmeta oz letalo.

Torej, razmerje je, da je ves LiDAR vrsta časa boja, niso pa vsi časi leta LiDAR. Če poenostavimo stvari, ko govorimo o "ToF", mislimo na optično merjenje razdalje, ne da bi vključevali LiDAR.

Torej, če LiDAR in optični ne-LiDAR ToF uporabljata svetlobo za določanje razdalje in 3D preslikavo, kako se razlikujeta?

Kaj je LiDAR?

LiDAR je okrajšava za Zaznavanje in merjenje svetlobe. Ta tehnologija uporablja laser ali mrežo laserjev kot vir svetlobe v zgornji enačbi.

Kaj je Lidar in kako deluje?

Iščete nov pametni telefon? Želite najboljše lastnosti? Potem boste morda želeli razmisliti o pametnem telefonu z LiDAR.

Z enim odčitkom LiDAR lahko merimo stvari, kot je širina sobe, lahko pa z več odčitki LiDAR uporabljamo za merjenje ustvarite "oblake točk." Z njimi lahko ustvarimo tridimenzionalne modele predmetov ali topografske zemljevide celote območjih.

Čeprav je LiDAR morda nov za mobilne naprave, sama tehnologija obstaja že dolgo. V ne-mobilnih nastavitvah se LiDAR uporablja za vse, od kartiranja podvodnega okolja do odkrivanja arheoloških najdišč.

V čem se razlikujeta LiDAR in ToF?

Funkcionalna razlika med LiDAR in drugimi oblikami ToF je v tem, da LiDAR z impulznimi laserji gradi oblak točk, ki se nato uporablja za izdelavo 3D zemljevida ali slike. Aplikacije ToF ustvarjajo "globinske karte" na podlagi zaznavanja svetlobe, običajno s standardno RGB kamero.

Prednost ToF pred LiDAR je, da ToF zahteva manj specializirano opremo, tako da jo lahko uporabljate z manjšimi in cenejšimi napravami. Prednost LiDAR-a je v enostavnosti, s katero lahko računalnik bere oblak točk v primerjavi z globinskim zemljevidom.

The API za globino ki ga je Google ustvaril za naprave Android, najbolje deluje na napravah, ki podpirajo ToF, in deluje tako, da ustvarja globinske zemljevide in prepozna "funkcijo" "Te značilne točke, pogosto pregrade med različnimi jakostmi svetlobe, se nato uporabljajo za identifikacijo različnih ravnin v okolje. To v bistvu ustvari oblak točk z nižjo ločljivostjo.

Kako ToF in LiDAR delujeta z mobilno AR

Zemljevidi globin in oblaki točk so kul in za nekatere ljudi in aplikacije so dovolj. Vendar je treba za večino aplikacij AR te podatke kontekstualizirati. ToF in LiDAR to počneta tako, da sodelujeta z drugimi senzorji na mobilni napravi. Natančneje, te platforme morajo razumeti usmerjenost in gibanje vašega telefona.

Razumevanje lokacije naprave v preslikanem okolju se imenuje simultana lokalizacija in preslikava ali "SLaM". SLaM se uporablja za druge namene, kot so avtonomna vozila, vendar je najbolj potrebno, da mobilne aplikacije AR postavljajo digitalne predmete v fizično okolje.

To še posebej velja za izkušnje, ki ostanejo na mestu, ko uporabnik z njimi ne komunicira, in za postavitev digitalnih predmetov, ki se zdijo za fizičnimi ljudmi in predmeti.

Drug pomemben dejavnik pri umeščanju digitalnih predmetov v aplikacije, ki temeljijo na LiDAR in ToF vključuje "sidra". Sidra so digitalne točke v fizičnem svetu, do katerih so digitalni predmeti "priloženo."

V aplikacijah svetovnega obsega, kot je Pokemon Go, se to naredi z ločenim postopkom, imenovanim "Geotagging". Vendar pa v mobilne aplikacije AR, je digitalni objekt pritrjen na točke v oblaku točk LiDAR ali eno od točk funkcije na zemljevid globine.

Je LiDAR boljši od ToF?

Strogo rečeno, LiDAR je hitrejši in natančnejši od časa letenja. Vendar to postane bolj pomembno z bolj tehnološko naprednimi aplikacijami.

Na primer, ToF in Googlov globinski API težko razumeta velike ravnine z nizko teksturo, kot so bele stene. To lahko oteži aplikacijam, ki uporabljajo to metodo, da natančno postavijo digitalne predmete na nekatere površine v fizičnem svetu. Aplikacije, ki uporabljajo LiDAR, imajo manjšo verjetnost, da imajo to težavo.

Vendar pa aplikacije, ki vključujejo večja ali bolj teksturno raznolika okolja, verjetno ne bodo imele te težave. Poleg tega večina mobilnih potrošniških aplikacij AR vključuje uporabo AR filter na obrazu ali telesu uporabnika— Aplikacija, ki verjetno ne bo naletela na težave zaradi velikih površin brez teksture.

Zakaj Apple in Google uporabljata različne senzorje globine?

Ko so izdali svoje naprave, združljive z LiDAR, Apple je dejal, da so vključili senzorje in drugo strojno opremo, da bi "odprli več profesionalnih delovnih procesov in podprli profesionalne foto in video aplikacije." V izdaji se imenujejo tudi njihovi združljivi z LiDAR iPad Pro "najboljša naprava na svetu za razširjeno resničnost" in predstavila Applove merilne aplikacije.

Google ni dal tako neposrednih razlag, zakaj njihov API za globino in nova linija podpornih naprav ne uporabljata LiDAR. Poleg tega, da se LiDAR ukvarja, da so naprave Android lažje in cenovno ugodnejše, obstaja tudi velika prednost dostopnosti.

Ker Android deluje na mobilnih napravah več podjetij, bi uporaba LiDAR dala prednost modelom, združljivim z LiDAR, na račun vseh drugih. Poleg tega, ker zahteva le standardno kamero, je Depth API združljiv z več napravami.

Dejansko je Googlov API za globino odvisen od naprave, kar pomeni, da ga uporabljajo razvijalci Googlova platforma za ustvarjanje izkušenj AR lahko razvije izkušnje, ki delujejo tudi na napravah Apple.

Ste že raziskali zaznavanje globine?

Ta članek se osredotoča predvsem na LiDAR in ToF v mobilnih izkušnjah AR. To je predvsem zato, ker te bolj zapletene izkušnje zahtevajo največ razlage. Tudi zato, ker so te izkušnje najbolj zabavne in najbolj obetavne.

Vendar so takšni pristopi zaznavanja globine osnova številnih enostavnejših in bolj praktičnih izkušenj in orodij, ki jih lahko uporabljate vsak dan, ne da bi o tem preveč razmišljali. Upajmo, da vam bo branje ToF-a in LiDAR-a še bolj koristilo te aplikacije.

10 najboljših orodij za vaš iPhone: merjenje ravni, ravni in razdalje

Potrebujete ravnilo za iPhone za merjenje vsakdanjih predmetov? Te aplikacije za iPhone omogočajo merjenje razdalje, dolžine in še več.

O avtorju