Les caméras à temps de vol commencent à apparaître sur un certain nombre de gadgets. Ces caméras ToF mesurent la profondeur d'une scène - et sont utilisées pour cartographier les environs, pour contourner les obstacles, et bien plus encore. Examinons de plus près ce que fait une caméra à temps de vol, à quoi elle sert et quels éléments technologiques les présentent …
Qu'est-ce que le temps de vol?
La façon la plus simple de penser au temps de vol est que c'est comme un système sonar - sauf qu'il utilise la lumière plutôt que le son pour détecter les choses.
Les caméras à temps de vol, ou caméras ToF, deviennent une caractéristique de plus en plus courante sur les téléphones mobiles, les drones et les robots industriels. Aussi connus sous le nom de caméras de profondeur, ils cartographient les environs en créant une représentation tridimensionnelle de base de ce qui se trouve devant eux.
La caméra peut être utilisée sur un drone ou une voiture pour l'aider à éviter les obstacles, par exemple. Mais les utilisations que ToF peut être utilisées peuvent également être utilisées pour identifier un sujet, ou pour la reconnaissance gestuelle. ToF peut être utilisé pour des applications de sécurité - aidant à identifier l'utilisateur - ou simplement, peut-être, faire la différence entre le chat du voisin et un intrus humain.
Ils ont également un rôle important à jouer dans les applications de réalité virtuelle et de réalité augmentée - permettant aux jeux, par exemple, de superposer un monde virtuel au monde réel.
Comment fonctionnent les caméras Time-of-Flight?
Une caméra à temps de vol a un capteur d'imagerie à peu près de la même manière qu'un appareil photo numérique normal. Mais le travail de chaque photosite sur le capteur CCD est de mesurer le temps nécessaire pour qu'un faisceau de lumière infrarouge émis par la caméra revienne vers la caméra - après il se reflète sur les objets de la scène devant lui. La scène entière est capturée et mesurée avec une seule impulsion de lumière - il n'y a donc pas de pièces mobiles.
Comme nous parlons de la vitesse de la lumière, la mesure s'effectue en beaucoup moins d'un clin d'œil. Comme tous les écoliers geek vous le diront, la lumière voyage à 300 000 km par seconde. Ainsi, pour un sujet éloigné de 5 mètres, par exemple, le décalage horaire entre la lumière sortant de l'appareil photo et le retour n'est que de 33 nanosecondes. Ou 0.000000033sec, si vous préférez.
Ces différences de temps sont mesurées à chaque pixel de l'image - et c'est cette «image» qui crée la carte tridimensionnelle de la scène. Et il peut le faire en continu - avec une fréquence d'images maximale typique de 60 ips.
La technologie existe depuis un certain temps - mais la vitesse de traitement nécessaire signifie que cette technologie de détection de profondeur a mis un peu de temps à s'intégrer aux gadgets de tous les jours.
Les caméras ToF actuelles ont tendance à avoir une résolution plutôt basse. La caméra à temps de vol du S10 5G de Samsung récemment annoncée ne mesure que 240x160 pixels.
Pourquoi les caméras ToF sur les téléphones?
La dernière génération de téléphones mobiles n'a pas qu'un seul appareil photo. Pendant longtemps, ils en ont eu deux - l'un pour les photos de ce qui se trouve devant eux et l'autre pour les selfies. Mais les téléphones les plus récents ont maintenant plusieurs caméras frontales - avec entre deux et six objectifs différents, chacun avec ses propres capteurs. Certains d'entre eux sont utilisés pour donner un choix de différentes longueurs focales - de sorte que vous obtenez une vue vraiment grand angle si vous le souhaitez, ou un téléobjectif décent sans avoir besoin de recadrer l'image.
Mais de plus en plus, nous voyons l'une de ces caméras supplémentaires à l'avant des smartphones être un capteur ToF.
Le capteur ToF peut être utilisé pour donner des fonctionnalités supplémentaires - et les informations de profondeur enregistrées par celui-ci peuvent être utilisées de différentes manières par différentes applications sur le téléphone.
La caméra ToF peut être utilisée pour la reconnaissance gestuelle, par exemple - afin que vous puissiez reconnaître que vous voulez que la caméra prenne une photo lorsque vous levez la main.
De même, les informations de profondeur peuvent aider le logiciel d'intelligence artificielle du téléphone à défocaliser l'arrière-plan d'une image, ce qui donne le flou bokeh apprécié des photographes professionnels.
Quels téléphones ont des caméras ToF?
Les téléphones avec appareil photo qui ont déjà été lancés ou qui ont fui jusqu'à présent avec des appareils photo ToF comprennent:
- Samsung Galaxy S10 5G
- LG G8 Thin Q
- Oppo RX17 Pro
- Honor View 20
- Huawei P30 Pro
- Oppo Reno
- Sony Xperia XZ4
Quelles autres applications utilisent ToF?
Le temps de vol est utilisé dans un large éventail d'applications… et il n'est pas toujours facile de prévoir comment ils seront utilisés. Les téléphones mobiles intègrent en partie la technologie afin qu'elle puisse être intégrée avec des logiciels et des applications qui n'ont pas encore été écrits.
Sur le lieu de travail, les capteurs et caméras ToF sont vendus en tant que composants. Ainsi, ils peuvent, par exemple, être utilisés sur les lignes de production par des robots pour choisir le bon composant ou pour repérer les produits défectueux.
Avec les drones, un ToF est un excellent moyen de voir et d'éviter les obstacles - mais est particulièrement utile pour naviguer à travers les bâtiments.
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