По мнению экспертов, новая технология 3D-смартфонов может изменить фотографию

По мнению экспертов, новая технология 3D-смартфонов может изменить фотографию

Ваш следующий смартфон может иметь камеру, которая видит в трех измерениях, открывая новые возможности для приложений, от фитнеса до фотографии.

Исследователи Стэнфордского университета создали новый подход, который позволяет стандартным датчикам изображения видеть свет в 3D. Этот метод позволит камерам измерять расстояние до объектов и сделает трехмерные изображения широко доступными для смартфонов.

«Существующие 3D-камеры нуждаются в специализированных пикселях, которые трудно реализовать в больших форматах и ​​имеют меньшие коэффициенты заполнения из-за сложной электроники, необходимой для захвата 3D в пикселях», — Окан Аталар, доктор электротехники в Стэнфордском университете и первый автор на новая бумага что описывает новую систему, рассказал Digital Trends в интервью. «Наш подход преобразует стандартные и высокотехнологичные 2D-датчики в 3D-датчики, а не создает их с нуля».

Получение другого представления

Энди Боксалл/DigitalTrends

Измерение расстояния между объектами с помощью света в настоящее время возможно только с помощью специализированных и дорогих лидаров — сокращенно от «обнаружения света и дальности» — систем. Лидар использует лазер, который стреляет в объекты и измеряет свет, который отражается. Он может сказать, как далеко объект находится, как быстро он движется, движется ли он ближе или дальше и пересекаются ли пути двух движущихся объектов.

Новый подход исследователей из Стэнфорда может позволить создать лидар с мегапиксельным разрешением — уровень, который сегодня невозможен. Более высокое разрешение позволит лидару идентифицировать цели на большем расстоянии.

Один из способов добавить 3D-изображение к стандартным датчикам — добавить источник света и модулятор, который включает и выключает свет миллионы раз в секунду. Измеряя вариации света, инженеры могут рассчитать расстояние. Существующие модуляторы требуют непрактично большого количества энергии.

Команда из Стэнфорда решила проблему модулятора, используя явление, известное как акустический резонанс. Исследователи построили акустический модулятор, используя пластину из ниобата лития — прозрачного кристалла, весьма желательного благодаря своим электрическим, слуховым и оптическим свойствам, — покрытого двумя прозрачными электродами.

Он может стать основой для нового типа компактного, недорогого, энергоэффективного лидара… который может найти применение в дронах, внеземных вездеходах и других приложениях.

Конструкция нового модулятора проста и интегрируется в предлагаемую систему, использующую стандартные камеры, такие как те, что используются в повседневных сотовых телефонах и цифровых зеркальных фотокамерах. Аталар и его советник Амин Арбабяндоцент кафедры электротехники и старший автор проекта, сказал, что он может стать основой для нового типа компактного, недорогого, энергоэффективного лидара — «стандартного КМОП-лидара», как они его называют, — который мог бы найти свое применение. путь в дроны, внеземные вездеходы и другие приложения.

«Наш подход может работать и в инфракрасном режиме», — сказал Аталар. «Ни один ИК-датчик изображения не может определить глубину, не требуя значительных модификаций».

Apple включает лидар в свои текущие модели iPhone 13 Pro и iPhone 13 Pro Max. Компания заявляет, что система обеспечивает лучшую фокусировку при слабом освещении и улучшает эффекты режима ночного портрета. Исследователи из Стэнфорда заявили, что их лидарное решение дешевле в реализации, чем то, которое использует Apple, и может быть установлено на более широкий спектр телефонов.

Лидарные сканирующие устройства используются для определения глубины фотографии, Ганс Хансен, генеральный директор Brand 3D, компании, занимающейся 3D-фотографией, сказал Digital Trends. Перемещая камеру вокруг объекта, расстояния под разными углами можно использовать для создания полной 3D-модели. Существует также стереофотография, при которой несколько камер размещаются отдельно друг от друга (например, модуль объектива с 3 камерами на телефонах Apple iPhone Pro), а затем используется информация для создания пространственного изображения сцены или объекта.

«Мы видели варианты использования измерения расстояния до стены в вашем доме и других пространственных измерений», Сукемаса Кабаяма, генеральный директор Uplift Labs, которая использует 3D-анализ для анализа производительности человека с помощью смартфонов, сказал в интервью Digital Trends. «Хотя это не совсем 3D-камеры, эти камеры смартфонов способны захватывать ценные данные и создавать 3D-визуализации с использованием видео и других приложений».

Недавно исследователи из Массачусетского технологического института разработали сверхмаломощные радары которые используют обычную радиолокационную технологию для определения расстояния до движущихся объектов. Эта технология в конечном итоге может стать подходящей для создания камеры нового типа, которая не будет чувствительна к световым проблемам, например, при сканировании прозрачных объектов.

3D-революция

Видоискатель камеры iPhone 13 Pro собирается сделать снимок дерева.
Дэн Бейкер/Digital Trends

По мнению экспертов, широкое использование 3D-технологий может кардинально изменить фотографию.

«С 3D-камерами вы сможете снимать сцены и объекты, которые люди удаленно смогут воспринимать так, как если бы они физически находились в комнате», — сказал Хансен. «Это было бы прорывом для удаленной работы, обучения и безопасного расстояния во время пандемий, а также для функций диагностики, лечения и ремонта в здравоохранении, технологиях и производстве».

Кабаяма сказал, что 3D-изображения, собранные смартфонами, могут предоставить подробную аналитику и улучшения в различных отраслях. Одной из областей, где 3D-технологии могут оказать влияние, является спорт, фитнес и велнес.

«Независимо от того, являетесь ли вы любителем кроссфита, любителем гольфа по выходным или заядлым любителем пелотона, риск получения физической травмы присутствует, и для многих это постоянная борьба», — добавил Кабаяма. «Профессиональные спортсмены имеют доступ к 3D-технологиям, которые помогают свести к минимуму травмы, связанные с производительностью, но большинство из нас, обычных спортсменов, этого не делают».

Кабаяма предсказал, что, сделав 3D-камеры и анализ доступными через смартфоны, спортсмены с любым набором навыков смогут отслеживать и анализировать свои движения для получения подробной биомеханической аналитики.

«С большинством травм, вызванных перенапряжением, неправильной формой или другими неправильными механиками тела, 3D-визуализация может сделать точное определение областей улучшения — будь то форма или части тела, которые необходимо укрепить — несложной задачей», — добавил он.

Наличие 3D-камеры на вашем мобильном устройстве также может сделать его более безопасным. В конце концов, защита по лицу на телефонах настолько хороша, насколько хороша камера за ней. Ричард Карьер— сказал в интервью старший вице-президент и генеральный менеджер компании CyberLink, разрабатывающей технологию распознавания лиц.

Например, Face ID, который многие люди используют для доступа к конфиденциальным учетным записям, таким как мобильные банковские счета, рабочие электронные письма и для оплаты через смартфон, работает на системе камер Apple TrueDepth. Каррьер сказал, что более продвинутые 3D-камеры, выходящие на рынок, способны фиксировать еще более подробные показания глубины.

«Повышенная точность не только снижает количество случаев, когда технология не может правильно отсканировать ваше лицо, возможно, из-за того, что вы находитесь под необычным углом, но также критически защищает от попыток спуфинга», — добавил Каррьер.

Рекомендации редакции





Комментарии

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *