Sensores LiDAR e ToF: Qual a diferença?

Recentemente, encontramos muito a frase sensor LiDAR em artigos sobre câmeras em novos dispositivos Apple. Essa frase é tão divulgada que esquecemos que os telefones de Realidade Aumentada podem funcionar de qualquer maneira, especialmente com ferramentas ToF que levam os telefones Samsung para o próximo nível.

Então, onde está a diferença entre LiDAR e ToF? Vamos descobrir com Quantrimang.

O que é ToF?

ToF significa Tempo de voo. Na verdade, o ToF envolve a velocidade da luz (ou mesmo do som) para determinar a distância. Ele mede o tempo que a luz leva para sair do aparelho, chegar ao objeto e retornar, tudo dividido em dois períodos que indicam a distância do aparelho ao objeto ou superfície.

Dispositivos Android usam sensores ToF

Portanto, todo LiDAR é um tipo de tempo de voo, mas nem todo ToF é LiDAR. Simplificando, ToF significa medição de distância óptica, que não está relacionada ao LiDAR.

O que é LiDAR?

LiDAR significa Detecção e alcance de luz. Esta tecnologia usa um laser ou feixe de laser, bem como uma fonte de luz semelhante à acima.

Sensor LiDAR no iPhone

Um único sensor LiDAR pode ser usado para medir a largura de uma sala, mas vários sensores LiDAR podem ser usados ​​para criar uma “nuvem de pontos”. Esses pontos são usados ​​para criar um modelo 3D de um objeto ou um mapa topográfico de uma área inteira.

Embora LiDAR possa ser novo para dispositivos móveis, a tecnologia já existe há algum tempo. Quando não instalado em um telefone, o LiDAR é usado para fazer tudo, desde mapear ambientes subaquáticos até sítios arqueológicos.

Diferença entre LiDAR e ToF

A diferença funcional entre o LiDAR e outras formas de ToF é que o LiDAR usa um laser pulsado para construir uma “nuvem de pontos”, que é então usada para construir um mapa ou imagem 3D. Os aplicativos ToF criam “mapas de profundidade” baseados na detecção de luz, geralmente por meio de uma câmera RGB padrão.

A vantagem do ToF sobre o LiDAR é que o ToF requer equipamentos menos especializados para que possa ser usado com dispositivos pequenos e mais baratos. O benefício do LiDAR vem do fato de que os computadores podem ler facilmente nuvens de pontos em relação aos mapas de profundidade.

A API Depth que o Google criou para Android funciona melhor em dispositivos que suportam ToF, criando um mapa de profundidade e reconhecendo “pontos de recursos”. Esses pontos característicos são frequentemente barreiras entre diferentes intensidades de luz, que são então usadas para definir diferentes planos no ambiente. Isso essencialmente cria uma nuvem de pontos de resolução mais baixa.

Como ToF e LiDAR funcionam com AR móvel

Mapas de profundidade e nuvens de pontos são ótimos e, para alguns usuários, isso é suficiente. No entanto, para a maioria das aplicações de AR, estes dados devem ser contextualizados. Tanto o ToF quanto o LiDAR conseguem isso trabalhando em conjunto com outros sensores em dispositivos móveis. Especificamente, essas plataformas precisam compreender a orientação e o movimento do seu telefone.

O LiDAR é melhor que o ToF?

Para ser mais preciso, o LiDAR é mais rápido e preciso que o ToF. No entanto, isso se torna mais importante com novas aplicações tecnológicas.

Por exemplo, as APIs ToF e Depth do Google têm dificuldade em compreender planos grandes e de baixa textura, como paredes brancas. Isso pode dificultar que os aplicativos que usam esse método coloquem objetos digitais com precisão em determinadas superfícies do mundo físico. Aplicativos que usam LiDAR têm menos probabilidade de ter esse problema.

No entanto, aplicações que envolvem ambientes estruturalmente diversos ou maiores provavelmente não enfrentarão esse problema. Além disso, a maioria dos aplicativos de AR para consumidores baseados em dispositivos móveis usa filtros de AR no rosto ou no corpo do usuário – um aplicativo que provavelmente não encontrará problemas devido às grandes superfícies texturizadas.

Por que a Apple e o Google usam sensores de profundidade diferentes?

Ao lançar dispositivos compatíveis com LiDAR, a Apple afirma que combinou os sensores com hardware para “abrir fluxos de trabalho mais profissionais, suportando aplicativos profissionais de foto e vídeo”. O iPad Pro compatível com LiDAR é “o melhor dispositivo do mundo para realidade aumentada”, e o produto de lançamento inclui aplicativos de medição da Apple.

O Google explica detalhadamente por que sua API Depth e a nova linha de dispositivos de suporte não usam LiDAR. Trabalhar com LiDAR mantém os dispositivos Android mais leves e acessíveis, além de haver uma grande vantagem na acessibilidade.

Como os telefones Android são fabricados por muitas empresas, a adoção do LiDAR favorecerá os modelos compatíveis com o LiDAR em detrimento de outros. Além disso, como requer apenas uma câmera padrão, a API Depth é compatível com versões anteriores de mais dispositivos.