É cada vez mais comum que fabricantes exaltem as câmeras Time of Flight (ToF) em seus smartphones. Mas, afinal, o que são essas câmeras ToF, como elas operam e por que você deveria querer uma no seu celular?
Câmeras ToF: Detalhes de Profundidade Amplificados
Em essência, câmeras ToF são essencialmente câmeras HD comuns, mas com uma capacidade aprimorada de percepção de profundidade. Por exemplo, dispositivos como o Huawei P30 Pro de 2019 ostentam uma resolução de profundidade quatro vezes maior do que as câmeras tradicionais. A “resolução de profundidade” pode parecer um jargão técnico, mas o conceito é bastante simples: uma câmera com alta resolução de profundidade distingue facilmente objetos próximos (em primeiro plano) de objetos distantes (em segundo plano).
Na fotografia, essa diferença entre primeiro e segundo plano é conhecida como profundidade de campo, que gera uma percepção de realismo e foco. Objetos próximos aparecem nítidos e bem definidos, enquanto objetos mais distantes ficam ligeiramente desfocados.
Com uma câmera ToF, fotógrafos têm mais controle sobre a profundidade de campo, embora não seja necessário ser um profissional para aproveitar suas vantagens. As configurações automáticas, quando combinadas com uma câmera ToF, podem produzir imagens impressionantes com foco preciso tanto no primeiro plano quanto no fundo. Além disso, câmeras ToF são úteis para criar vídeos com estabilização de imagem avançada e aprimorar os filtros em aplicativos de redes sociais.
Além disso, a câmera ToF de um smartphone pode ser usada para recursos como reconhecimento facial avançado, detecção de gestos e jogos de realidade aumentada (RA). Lembra-se de como o Pokémon Go usa a câmera para inserir um Pokémon no seu ambiente? Câmeras ToF podem tornar essa experiência mais convincente.
Uma Tecnologia Bem Estabelecida
É interessante notar que câmeras ToF existem desde o final dos anos 70. A tecnologia só recentemente se tornou acessível e prática o suficiente para aplicações de consumo.
Anteriormente, câmeras ToF eram usadas em mapeamento topográfico, automação de máquinas industriais e portas automáticas. Em 2014, essa tecnologia alcançou muitos lares (provavelmente o seu também) através do Kinect do Xbox One, que usava uma câmera ToF para reconhecimento facial e rastreamento de movimentos.
Em abril de 2019, poucos smartphones dispunham de câmeras ToF, como o LG G8 ThinQ, o Honor View 20, o Huawei P30 Pro e o Oppo RX17 Pro. Inicialmente, esses celulares eram direcionados a fotógrafos e entusiastas de tecnologia, mas logo estabeleceram um novo padrão para os smartphones, incluindo os lançamentos de 2019 e 2020 da Samsung e da Apple.
Mas como as câmeras ToF funcionam, e por que elas têm essa capacidade de profundidade tão grande?
O Lidar como Base da Medição de Profundidade
Você sabe como morcegos e golfinhos usam o som para “enxergar” o ambiente? Adaptamos essa ideia para submarinos, chamando-a de sonar. Câmeras ToF usam uma técnica semelhante para medir a profundidade, conhecida como lidar, baseada em pulsos de luz infravermelha em vez de som.
Ao tirar uma foto com uma câmera ToF, o celular emite um pulso de luz infravermelha, invisível a olho nu, que reflete nos objetos próximos. Parte dessa luz se dispersa, mas a maior parte retorna à câmera ToF.
Semelhante à onda de sonar de um morcego, a luz lidar retorna em partes. A luz infravermelha refletida em objetos próximos retorna mais rapidamente, enquanto a luz refletida em objetos distantes leva mais tempo para retornar. O celular mede esse tempo e cria um mapa de profundidade 3D detalhado.
É como aqueles brinquedos de pinos onde você pressiona seu rosto. Eles criam um efeito 3D porque o nariz, mais próximo, cria um relevo maior do que olhos e bochechas, que estão mais distantes.
A luz infravermelha fornece apenas dados de profundidade. É por isso que as câmeras ToF trabalham em conjunto com câmeras convencionais de alta resolução. O celular combina a imagem convencional com o mapa de profundidade IR 3D, resultando em imagens com foco nítido em primeiro e segundo plano.
Aplicações Futuras das Câmeras ToF
Nos próximos anos, câmeras ToF devem revolucionar a forma como tiramos fotos e gravamos vídeos com nossos celulares. Mas vamos pensar além da fotografia: essa tecnologia tem potencial para criar mapas de profundidade de ambientes em tempo real, com aplicações que vão muito além da captura de imagens.
Sua primeira experiência com uma câmera ToF provavelmente não será apenas fotográfica. O Samsung Galaxy S10 5G, por exemplo, incluiu câmeras ToF na parte frontal e traseira do aparelho. A Apple também planeja incorporar câmeras ToF em seus iPhones. Isso, além de melhorar as selfies, deve aprimorar a precisão do reconhecimento facial e outras medidas de segurança. O próprio ato de configurar o reconhecimento facial em um smartphone com câmera ToF faz com que o celular crie um mapa 3D do seu rosto.
O controle por gestos é outra aplicação interessante. Sistemas de gestos como o do Kinect podem não ter sido totalmente bem-sucedidos no passado, mas, nos próximos anos, provavelmente veremos tecnologias semelhantes controlando nossos celulares, computadores e assistentes inteligentes. Empresas como a Em movimento já desenvolvem aplicativos ToF para computadores e fabricantes como o Google exploram sistemas de radar e lidar para criar smartwatches controlados por gestos.
Além do controle por gestos, câmeras ToF são ideais para aplicações em realidade virtual e aumentada. Filtros do Instagram e jogos como Pokémon Go se tornarão muito mais realistas. Em aplicações mais complexas, como RV, câmeras ToF podem registrar gestos e passos dos jogadores, além de permitir o mapeamento rápido de ambientes físicos para criar mundos virtuais. Isso pode acelerar o desenvolvimento de jogos profissionais e abrir o mercado de RV para desenvolvedores independentes.
Câmeras ToF também têm usos práticos. No passado, foram usadas na automação industrial e esse uso deve continuar. À medida que a tecnologia melhora e se torna mais acessível, as câmeras ToF encontrarão seu espaço em produtos de IA e de consumo. A maioria dos carros inteligentes já usam alguma forma de lidar para “ver” o ambiente (curiosamente, carros da Tesla não utilizam lidar).
Embora as aplicações das câmeras ToF em celulares ainda sejam focadas em fotografia, RA e reconhecimento facial, familiarizar-se com essa tecnologia é essencial, pois eventualmente ela estará presente em todos os lugares.
Fontes: Mouser