ToF срещу LiDAR: Каква е разликата?

Напоследък има толкова много шум около LiDAR на новите устройства на Apple, че е лесно да се забрави, че мобилната добавена реалност може да работи по друг начин. Но това може и става, особено с инструментите ToF, достигащи нови висоти в телефоните на Samsung.

Независимо дали сте разработчик, на пазара за ново устройство или просто сте любопитни, струва си да отделите малко време, за да разопаковате тези съкращения и да научите подробностите за засичане на дълбочина на мобилния телефон.

Какво е ToF?

ToF е съкращение от Time of Flight.

Технически, ToF се отнася до използването на скоростта на светлината (или дори звука) за определяне на разстоянието. Той измерва времето, необходимо на светлината (или звука) да напусне устройството, да отскочи от обект или равнина, и се върнете към устройството, всичко разделено на две разкрива разстоянието от устройството до обекта или самолет.

И така, връзката е, че всички LiDAR са тип Време на Борба, но не всички Време на Полет са LiDAR. За да улесним нещата, когато говорим за "ToF", имаме предвид измерване на оптично разстояние, без да включваме LiDAR.

И така, ако LiDAR и оптичният не-LiDAR ToF използват светлина за определяне на разстояние и 3D картиране, как се различават?

Какво е LiDAR?

LiDAR е съкращение от Откриване и обхват на светлината. Тази технология използва лазер или мрежа от лазери като източник на светлина в уравнението, описано по-горе.

Какво представлява Лидар и как действа?

Търсите нов смартфон? Искате най-добрите функции? След това може да искате да помислите за смартфон с LiDAR.

Единично отчитане на LiDAR може да се използва за измерване на неща като ширината на помещението, но множество отчитания на LiDAR могат да се използват за създайте "облаци от точки". Те могат да се използват за създаване на триизмерни модели на обекти или топографски карти на цялото области.

Въпреки че LiDAR може да е нов за мобилните устройства, самата технология съществува от доста време. В немобилни настройки LiDAR се използва за всичко - от картографиране на подводна среда до откриване на археологически обекти.

Как се различават LiDAR и ToF?

Функционалната разлика между LiDAR и други форми на ToF е, че LiDAR използва импулсни лазери за изграждане на облак от точки, който след това се използва за конструиране на 3D карта или изображение. Приложенията ToF създават "дълбочинни карти" въз основа на откриване на светлина, обикновено чрез стандартна RGB камера.

Предимството на ToF пред LiDAR е, че ToF изисква по-малко специализирано оборудване, за да може да се използва с по-малки и по-евтини устройства. Ползата от LiDAR идва от лекотата, с която компютърът може да чете облак от точки в сравнение с карта на дълбочината.

The API за дълбочина че Google, създаден за устройства с Android, работи най-добре на устройства с активиран ToF и работи чрез създаване на дълбочинни карти и разпознаване на „функция“ "Тези характеристики, често бариери между различните интензитети на светлината, се използват за идентифициране на различни равнини в заобикаляща среда. Това по същество създава облак с по-ниска разделителна способност.

Как ToF и LiDAR работят с мобилната AR

Дълбоките карти и облаците на точките са страхотни и за някои хора и приложения са достатъчни. За повечето приложения на AR обаче тези данни трябва да бъдат контекстуализирани. Както ToF, така и LiDAR правят това, като работят заедно с други сензори на мобилното устройство. По-конкретно, тези платформи трябва да разберат ориентацията и движението на вашия телефон.

Осъзнаването на местоположението на устройството в картографирана среда се нарича едновременно локализиране и картографиране или „SLaM“. SLaM се използва за други приложения като автономни превозни средства, но е най-необходимо мобилните AR приложения да поставят цифрови обекти във физическата среда.

Това важи особено за преживяванията, които остават на място, когато потребителят не си взаимодейства с тях, и за поставяне на цифрови обекти, които изглеждат зад физически хора и обекти.

Друг важен фактор при поставянето на цифрови обекти както в LiDAR, така и в базирани на ToF приложения включва "котви". Котвата са цифрови точки във физическия свят, към които са цифровите обекти „прикачен“.

В приложения от световен мащаб като Pokemon Go това става чрез отделен процес, наречен „Геотагване“. Въпреки това, в мобилни AR приложения, цифровият обект е закотвен към точки в облак от точки LiDAR или една от точките на характеристиките на карта на дълбочината.

LiDAR по-добър ли е от ToF?

Строго погледнато, LiDAR е по-бърз и по-точен от времето на полета. Това обаче става по-важно при по-напредналите в технологично отношение приложения.

Например, ToF и API за дълбочина на Google имат трудности при разбирането на големи равнини с ниска текстура като бели стени. Това може да затрудни приложенията, използващи този метод, да поставят точно цифрови обекти на някои повърхности във физическия свят. Приложенията, използващи LiDAR, са по-малко склонни да имат този проблем.

Обаче приложенията, включващи по-големи или по-различни от текстура среди, едва ли ще имат този проблем. Освен това, повечето мобилни потребителски AR приложения включват използване на AR филтър върху лицето или тялото на потребителя—Приложение, което е малко вероятно да срещне проблеми поради големи нетекстурирани повърхности.

Защо Apple и Google използват различни сензори за дълбочина?

Пускайки своите LiDAR-съвместими устройства, Apple заяви, че са включили сензорите, както и друг хардуер, за да „отворят повече професионални работни потоци и да поддържат професионални фото и видео приложения“. Изданието също нарече техните LiDAR-съвместими iPad Pro „най-доброто устройство в света за добавена реалност“ и рекламира измервателните приложения на Apple.

Google не е дал толкова откровени обяснения защо техният API за дълбочина и новата линия поддържащи устройства не използват LiDAR. В допълнение към работата около LiDAR, поддържането на устройства с Android по-леки и по-достъпни, има и голямо предимство за достъпност.

Тъй като Android работи на мобилни устройства, произведени от множество компании, използването на LiDAR ще благоприятства LiDAR-съвместими модели за сметка на всички останали. Освен това, тъй като изисква само стандартна камера, API за дълбочина е обратно съвместим с повече устройства.

Всъщност API на Google за дълбочина е агностичен за устройства, което означава, че разработчиците използват Платформата за изграждане на опит на Google за AR може да развие опит, който работи и на устройства на Apple.

Проучвали ли сте засичане на дълбочина?

Тази статия се фокусира предимно върху LiDAR и ToF в мобилни AR опит. Това е до голяма степен, защото тези по-сложни преживявания изискват най-много обяснения. Това е и защото тези преживявания са най-забавни и най-обещаващи.

Подобни подходи за засичане на дълбочина обаче са в основата на много по-прости и практични преживявания и инструменти, които бихте могли да използвате всеки ден, без да му обмисляте много. Надяваме се, четенето на ToF и LiDAR ще ви даде още малко признателност за тези приложения.

10-те най-добри инструмента за вашия iPhone: измерване на линийка, ниво и разстояние

Имате нужда от линийка за iPhone за измерване на ежедневни предмети? Тези приложения за iPhone ви позволяват да измервате разстояние, дължина и др.

За автора