LiDAR ve ToF sensörleri: Fark nedir?

Son zamanlarda yeni Apple cihazlarındaki kameralarla ilgili yazılarda LiDAR sensörü deyimine çokça rastlıyoruz. Bu tabir o kadar ortalıkta dolaşıyor ki Artırılmış Gerçeklik telefonlarının her şekilde çalışabileceğini unutuyoruz, özellikle de Samsung telefonlarını bir sonraki seviyeye taşıyan ToF araçlarıyla.

Peki LiDAR ile ToF arasındaki fark nerede? Hadi Quantrimang'la öğrenelim.

ToF nedir?

ToF Uçuş Süresi anlamına gelir. Aslında ToF, mesafeyi belirlemek için ışığın (hatta sesin) hızını içerir. Işığın cihazdan ayrılması, nesneye ulaşması ve geri dönmesi için geçen süreyi ölçer ve tamamı cihazdan nesneye veya yüzeye olan mesafeyi gösteren iki döneme ayrılır.

Android cihazlar ToF sensörlerini kullanır

Yani tüm LiDAR bir Uçuş Süresi türüdür, ancak ToF'un tamamı LiDAR değildir. Basitçe söylemek gerekirse ToF, LiDAR ile ilgisi olmayan optik mesafe ölçümü anlamına gelir.

LiDAR nedir?

LiDAR, Işık Algılama ve Değişme anlamına gelir. Bu teknoloji, bir lazer veya bir lazer ışınının yanı sıra yukarıdakine benzer bir ışık kaynağı kullanır.

iPhone'da LiDAR sensörü

Bir odanın genişliğini ölçmek için tek bir LiDAR sensörü kullanılabilir, ancak bir "nokta bulutu" oluşturmak için birden fazla LiDAR sensörü kullanılabilir. Bu noktalar, bir nesnenin 3 boyutlu modelini veya tüm alanın topografik haritasını oluşturmak için kullanılır.

LiDAR mobil cihazlar için yeni olsa da, teknoloji aslında bir süredir ortalıkta dolaşıyor. LiDAR, bir telefona kurulmadığında su altı ortamlarının haritalandırılmasından arkeolojik alanlara kadar her şeyi yapmak için kullanılır.

LiDAR ve ToF arasındaki fark

LiDAR ile diğer ToF biçimleri arasındaki işlevsel fark, LiDAR'ın bir "nokta bulutu" oluşturmak için darbeli bir lazer kullanması ve bu bulutun daha sonra bir harita veya 3D görüntü oluşturmak için kullanılmasıdır. ToF uygulamaları, genellikle standart bir RGB kamera aracılığıyla ışık algılamaya dayalı "derinlik haritaları" oluşturur.

ToF'un LiDAR'a göre avantajı, ToF'un daha az özel ekipman gerektirmesi ve dolayısıyla küçük ve daha ucuz cihazlarla kullanılabilmesidir. LiDAR'ın faydası, bilgisayarların derinlik haritalarına göre nokta bulutlarını kolaylıkla okuyabilmelerinden kaynaklanmaktadır.

Google'ın Android için oluşturduğu Derinlik API'si, bir derinlik haritası oluşturarak ve "özellik noktalarını" tanıyarak ToF'u destekleyen cihazlarda en iyi şekilde çalışır. Bu özellik noktaları genellikle farklı ışık yoğunlukları arasındaki engellerdir ve bunlar daha sonra ortamdaki farklı düzlemleri tanımlamak için kullanılır. Bu aslında daha düşük çözünürlüklü bir nokta bulutu oluşturur.

ToF ve LiDAR mobil AR ile nasıl çalışır?

Derinlik haritaları ve nokta bulutları harikadır ve bazı kullanıcılar için bu yeterlidir. Ancak çoğu AR uygulaması için bu verilerin bağlamsallaştırılması gerekir. Hem ToF hem de LiDAR bunu mobil cihazlardaki diğer sensörlerle birlikte çalışarak başarır. Özellikle bu platformların telefonunuzun yönünü ve hareketini anlaması gerekir.

LiDAR ToF'tan daha mı iyi?

Kesin olmak gerekirse, LiDAR, ToF'tan daha hızlı ve daha doğrudur. Ancak yeni teknoloji uygulamalarıyla birlikte bu durum daha da önem kazanmaktadır.

Örneğin Google'ın ToF ve Depth API'leri, beyaz duvarlar gibi büyük, düşük dokulu düzlemleri anlamakta zorluk çekiyor. Bu durum, bu yöntemi kullanan uygulamaların dijital nesneleri fiziksel dünyadaki belirli yüzeylere doğru şekilde yerleştirmesini zorlaştırabilir. LiDAR kullanan uygulamaların bu sorunu yaşama olasılığı daha düşüktür.

Ancak yapısal olarak çeşitli veya daha büyük ortamları içeren uygulamaların bu sorunu yaşaması pek olası değildir. Ayrıca mobil tabanlı tüketici AR uygulamalarının çoğu, kullanıcının yüzünde veya vücudunda AR filtreleri kullanıyor ve bu, geniş yüzeyler dokulu olduğundan sorunla karşılaşma olasılığı düşük bir uygulama.

Apple ve Google neden farklı derinlik sensörleri kullanıyor?

Apple, LiDAR uyumlu cihazları piyasaya sürerken, "profesyonel fotoğraf ve video uygulamalarını destekleyen daha profesyonel iş akışları açmak" için sensörleri donanımla birleştirdiğini söylüyor. LiDAR uyumlu iPad Pro "artırılmış gerçeklik için dünyanın en iyi cihazı"dır ve lansman ürünü Apple'ın ölçüm uygulamalarını içermektedir.

Google, Depth API'sinin ve yeni destekleyici cihaz serisinin neden LiDAR kullanmadığını uzun uzadıya açıklıyor. LiDAR ile çalışmak Android cihazları daha hafif ve daha uygun fiyatlı hale getirir; ayrıca erişilebilirlik açısından da büyük bir avantaj sağlar.

Android telefonlar birçok şirket tarafından üretildiğinden, LiDAR'ın benimsenmesi, LiDAR uyumlu modelleri diğerlerine göre tercih edecektir. Ayrıca, yalnızca standart bir kamera gerektirdiğinden Depth API daha fazla cihazla geriye dönük olarak uyumludur.