ToF Kamera Nedir? Hangi Telefonlar Bu Sensöre Sahip?

Artık hangi telefona baksak “ToF kameraya sahip” deniliyor. Aslında ToF sensörler bir sahnedeki derinliği ölçmesinin yanında çevrenin haritalanmasına yardımcı olmak için de kullanılıyor. Şimdiyse Time of Flight kamerasının ne yaptığını, ne için kullanıldığını ve hangi teknoloji ürünlerinin bunlara sahip olduğunu daha yakından inceleyelim…

Time of Flight veya ToF nedir?

ToF’u aklınızda canlandırmanın en kolay yolu, onu bir sonar sistem gibi düşünmek. Ancak bu, bir şeyleri tespit etmek için ses yerine ışık kullanıyor.

Tek bir lazer darbesiyle tam bir sahnedeki mesafeleri doğru bir şekilde ölçebildiği için diğer teknolojilere göre çok büyük bir avantaj sağlıyor.

Yapılandırılmış ışık kamerası / projektör sistemi gibi mevcut “3B derinlik aralığı tarama” teknolojilerine kıyasla, ToF teknolojisi nispeten daha ucuz. Sensörler 160 fps’ye kadar ulaşabilir, bu da videoda arka plan bulanıklığı gibi gerçek zamanlı uygulamalar için mükemmel oldukları anlamına geliyor. Daha da iyisi, az miktarda işlem gücü kullanıyorlar. Uzaklık verileri toplandıktan sonra, nesne algılama gibi özellikler doğru algoritmalar ile kolayca uygulanabiliyor.

ToF kameralar, cep telefonlarında, uçaklarda ve endüstriyel robotlarda artan bir özellik haline geliyor. Derinlik kameraları olarak da biliniyorlar ve çevreyi, önlerinde olanı, üç boyutlu çizebiliyorlar.

Kamera, örneğin bir engelden kaçınmak için drone’da veya arabada kullanılabilir. Bunun yanında ToF, bir konuyu tanımlamak veya jest tanıma için de kullanışlı olabilir.

Peki güvenlik uygulamalarında da yer alabilir desem. Çünkü kullanıcının tanımlanmasına yardımcı olabilir veya basitçe, belki de komşunun kedisi ile davetsiz bir misafir arasındaki farkı söyleyebilir.

Ayrıca, VR ve artırılmış gerçeklik uygulamalarında da önemli bir role sahipler. Örneğin oyunlarda gerçek dünya üzerine sanal bir dünyayı yerleştirebilirler.

ToF kamera neler yapabilir?

Bir ToF kamera sensörü, mesafeyi ve hacmi ölçmek, nesne taraması, iç mekan navigasyonu, engellerden kaçınma, hareket tanıma, nesne izleme ve reaktif altimetreler için kullanılabilir. Sensörden gelen veriler ayrıca 3D görüntülemeye ve artırılmış gerçeklik (AR) deneyimlerini iyileştirmeye yardımcı olabilir. Telefonlarda ise ToF kamera sensörleri 3D fotoğrafçılık, AR ve özellikle Portre modunda sıkça kullanılıyor.

Teorik olarak, ToF kameralar Portre modunda fotoğraf arkaplanlarını daha iyi bulanıklaştırabilir. “Teorik olarak” diyoruz, çünkü süreç hala yazılım büyüsünü gerektiriyor ve sonunda, ToF kameranın topladığı verileri nasıl uygulayacağına karar vermek bir şirkete kalıyor.

ToF kameralar, düşük ışık durumlarında da kullanışlı hale geliyor. Sensör “konuya olan mesafeyi” almak için kızılötesi ışık kullandığından, akıllı telefonların perde siyahında bile odaklanmasına yardımcı olabiliyor.

ToF kameralar nasıl çalışıyor?

Time of Flight kamera, normal dijital kamerayla aynı bir görüntüleme sensörüne sahip. Ancak, CCD sensöründeki her fotoğraf sahasının işi, kameradan çıkan kızılötesi bir ışık ışınının kameraya geri dönmesi için geçen süreyi ölçmek. Tüm sahne tek bir ışık darbesi ile yakalanıp ölçülüyor.

Işık hızından bahsetmişken, ölçüm göz açıp kapayıncaya kadar gerçekleşiyor. Işık saniyede 300.000 km yol kat eder. Bu yüzden 5 metre uzaklıktaki bir konu için, örneğin, kameradan çıkan ışık ile geri dönen arasındaki zaman farkı sadece 33 nanosaniyedir. Yani 0,000000033sec.

Bu zaman farkları, görüntüdeki her bir pikselde ölçülüyor ve sahnenin üç boyutlu haritasını veren de bu ‘resim’dir. Ve bunu sürekli olarak yapabilir.

Evet, teknoloji bir süredir var ama gereken işlem hızı, bu derinlik algılama teknolojisinin günlük cihazlara ulaşması için biraz daha geliştirilmeliydi.

Mevcut ToF kameralar oldukça düşük çözünürlüklü. Samsung’un S10 5G modelindedeki ToF kamera yalnızca 240×160 piksel.

Neden telefonlarda ToF kameralar var?

Yeni nesil cep telefonlarında yalnızca bir kamera yok. Uzun süredir iki hatta üç tane ile geliyorlar. Biri önlerinde selfie’ler için diğerleri de arkasında. Ancak, en yeni telefonların artık birkaç tane ön kamerası var. Her biri kendi sensörüne sahip.  Bunlardan bazıları farklı odak uzunlukları için kullanılıyor. Bu sayede istediğiniz kadar geniş açılı bir görüntü elde etmek veya görüntüyü kırpmanıza gerek kalmadan iyi bir fotoğraf elde edebiliyorsunuz.

Ancak giderek artan bir şekilde akıllı telefonların önünde veya arkasında ToF sensörü görüyoruz.

ToF sensörü telefona ek özellikler verebiliyor. Sensörün kaydettiği derinlik bilgileri telefondaki farklı uygulamalar tarafından farklı şekillerde kullanılabiliyor.

Örneğin, ToF kamera hareket tanıma için kullanılabilir. Böylece elinizi kaldırdığınızda kameranın fotoğraf çekmesini istediğinizi görebilirsiniz.

Benzer şekilde, derinlik bilgisi, telefondaki AI yazılımıyla bir görüntünün arka planını bulanıklaştırmasına yardımcı olabilir. Bu da profesyonel portre fotoğrafçıları tarafından sevilen bokeh bulanıklığını veriyor.

Hangi telefonlarda ToF kamera var?

Şimdiye kadar piyasaya sürülmüş ve ToF kameralara sahip olan telefonlardan bazıları şu şekide:

Samsung Galaxy S10 5G

Samsunf Galaxy Note 10 Plus

LG G8 Thin Q

Oppo RX17 Pro

Honor View 20

Huawei P30 Pro

Oppo Reno

Sony Xperia XZ4

iPhone 11 (Belki)

Başka hangi uygulamalar ToF kullanıyor?

Time of Flight çeşitli uygulamalarda kendine yer bulabilir. Bunların nasıl kullanılacağını tahmin etmek ise her zaman kolay değil. Cep telefonları, teknolojiyi yazılım ve uygulamalarla bütünleştirilebiliyor.

ToF sensörleri ve kameralar bileşen olarak dışarıda ayrıca satılıyor. Örneğin doğru parçaları seçmek veya hatalı malları bulmak için üretim hatlarındaki robotlar tarafından da kullanılabilirler. Bu da bir fikir sonuçta!

Drone ile ToF sensör, engelleri görmenin harika bir yolu. Binalarda gezinmek için oldukça yararlı olabilir.

ToF kamera sensörlerini kimler üretiyor?

Sony, ToF teknolojisine sahip yeni nesil 3D sensörler üretiyor. Japon şirketin sözde Apple’dan gelen ilgi doğrultusunda üretimi artırdığı iddia ediliyor.

Diğer ToF kamera sensörü üreticileri arasında AMS / Heptagon, ASC TigerCub, TeraRanger One, Riegl, Lucid / Helios ve  AdaFruit bulunuyor.