Las cámaras de tiempo de vuelo están comenzando a aparecer en varios dispositivos. Estas cámaras ToF miden la profundidad en una escena y se utilizan para ayudar a mapear los alrededores, navegar alrededor de obstáculos y mucho más. Echemos un vistazo más de cerca a lo que hace una cámara de tiempo de vuelo, para qué se usa y qué partes de tecnología las presentan …
¿Qué es el tiempo de vuelo?
La forma más sencilla de pensar en el tiempo de vuelo es que es como un sistema de sonar, excepto que utiliza luz en lugar de sonido para detectar cosas.
Las cámaras de tiempo de vuelo, o cámaras ToF, se están convirtiendo en una característica cada vez más común en teléfonos móviles, drones y robots industriales. También conocidas como cámaras de profundidad, trazan un mapa del entorno creando una representación tridimensional básica de lo que está frente a ellas.
La cámara se puede usar en un dron o en un automóvil para ayudarlo a evitar obstáculos, por ejemplo. Pero los usos que se pueden utilizar ToF también se pueden utilizar para identificar un sujeto o para el reconocimiento de gestos. ToF se puede utilizar para aplicaciones de seguridad, ayudando a identificar al usuario, o simplemente, quizás, para diferenciar entre el gato del vecino y un intruso humano.
También tienen un papel importante que desempeñar en la realidad virtual y las aplicaciones de realidad aumentada, lo que permite que los juegos, por ejemplo, superpongan un mundo virtual al mundo real.
¿Cómo funcionan las cámaras de tiempo de vuelo?
Una cámara de tiempo de vuelo tiene un sensor de imágenes de la misma manera que una cámara digital normal. Pero el trabajo de cada fotosito en el sensor CCD es medir el tiempo que tarda un rayo de luz infrarroja disparada desde la cámara en regresar a la cámara, después de que se refleja en los objetos de la escena frente a él. Toda la escena se captura y mide con un solo pulso de luz, por lo que no hay partes móviles.
Como hablamos de la velocidad de la luz, la medición se realiza en mucho menos de un abrir y cerrar de ojos. Como te dirán todos los escolares frikis, la luz viaja a 300.000 km por segundo. Entonces, para un sujeto que está a 5 m de distancia, por ejemplo, la diferencia de tiempo entre la luz que sale de la cámara y la que regresa es de solo 33 nanosegundos. O 0.000000033seg, si lo prefiere.
Estas diferencias de tiempo se miden en cada píxel de la imagen, y es esta "imagen" la que crea el mapa tridimensional de la escena. Y puede hacer esto de forma continua, con una frecuencia de cuadro máxima típica de 60 fps.
La tecnología ha existido por un tiempo, pero la velocidad de procesamiento necesaria ha significado que esta tecnología de detección de profundidad ha tardado un poco en incorporarse a los dispositivos cotidianos.
Las cámaras ToF actuales tienden a tener una resolución bastante baja. La cámara de tiempo de vuelo en el S10 5G de Samsung recientemente anunciada es de solo 240x160 píxeles.
¿Por qué las cámaras ToF en los teléfonos?
La última generación de teléfonos móviles no solo tiene una cámara. Durante mucho tiempo han tenido dos: uno para fotos de lo que tienen frente a ellos y el otro para selfies. Pero los teléfonos más nuevos ahora tienen varias cámaras frontales, con entre dos y seis lentes diferentes, cada una con sus propios sensores. Algunos de estos se utilizan para elegir entre diferentes distancias focales, de modo que obtenga una vista verdaderamente gran angular si lo desea, o un teleobjetivo decente sin la necesidad de recortar la imagen.
Pero cada vez más vemos que una de estas cámaras adicionales en la parte frontal de los teléfonos inteligentes es un sensor ToF.
El sensor ToF se puede usar para brindar características adicionales, y la información de profundidad registrada por él se puede usar de diferentes maneras por diferentes aplicaciones en el teléfono.
La cámara ToF podría usarse para el reconocimiento de gestos, por ejemplo, para que pueda reconocer que desea que la cámara tome una foto cuando levante la mano.
Del mismo modo, la información de profundidad puede ayudar al software de inteligencia artificial del teléfono a desenfocar el fondo de una imagen, lo que proporciona el desenfoque bokeh que adoran los fotógrafos de retratos profesionales.
¿Qué teléfonos tienen cámaras ToF?
Los teléfonos con cámara que ya se han lanzado o filtrado hasta ahora con cámaras ToF incluyen:
- Samsung Galaxy S10 5G
- LG G8 Thin Q
- Oppo RX17 Pro
- Vista de honor 20
- Huawei P30 Pro
- Oppo Reno
- Sony Xperia XZ4
¿Qué otras aplicaciones usan ToF?
El tiempo de vuelo se utiliza en una amplia gama de aplicaciones … y no siempre es fácil predecir cómo se utilizarán. Los teléfonos móviles están incorporando en parte la tecnología para que pueda integrarse con software y aplicaciones que aún no se han escrito.
En el lugar de trabajo, los sensores y cámaras ToF se venden como componentes. Así, por ejemplo, los robots pueden utilizarlos en las líneas de producción para elegir el componente correcto o para detectar productos defectuosos.
Con los drones, un ToF es una excelente manera de ver y evitar obstáculos, pero es particularmente útil para navegar a través de edificios.
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