3D-печать и ночные портреты: для чего в iPhone 12 Pro Max нужен лидар. Сканер lidar что это

Термин «Лидар» является аббревиатурой. Полное выражение на английском языке — light identification, detection and range. Перевод: обнаружение света и определение дальности.

3D-печать и ночные портреты: для чего в iPhone 12 Pro Max нужен лидар

iPhone 12 Pro Max (стоимостью 130 000 евро) оснащен тремя камерами, одним объективом и лидаром. Лидар — это датчик, который передает невидимые лучи света в пространство. Почему; чтобы лучше видеть одно и то же пространство. Сегодня технология LIDAR чаще всего упоминается в контексте «видения» для беспилотных автомобилей, но зачем вам нужен смартфон? Apple объясняет необходимость этой технологии таким образом.

• во-первых, благодаря лидару камера будет лучше ловить фокус фото и видео ночью;
• во-вторых, дополненная реальность, как бы странно это ни звучало, становится более реальной.

Фотосъемка с лидаром

Фотографии, сделанные ночью с помощью телефонов с лидаром, получаются более четкими; в смартфонах без лидара на изображениях появляется «шум». Главное отличие iPhone 12 Pro Max от других смартфонов — это ночная портретная съемка.

Здесь камера iPhone 12 Pro Max сравнима с камерой Sony Alpha A6600. Однако iPhone освещает фон и «вытягивает» все за лицо. Sony действительно сохраняет цвет. Сравнение смартфонов Sony с новым iPhone без LIDAR дало аналогичные результаты.

Вывод: для качественной видеосъемки рекомендуется приобретать камеру с чувствительным светосильным объективом.

Дополненная реальность

Что еще можно сделать с помощью Лидара? Два года назад компания Apple представила новое приложение под названием Roulette.

Допустим, нам нужно что-то посчитать — например, кухонную скамейку. Существует iPhone без Lidar, iPhone с Lidar и самая обычная пленка. В эксперименте телефоны без Lidar изначально не распознали стену, но смогли измерить ширину и длину верстака: 58 см и 91 см соответственно.

Смартфоны с LIDAR ориентируются быстрее. Главное отличие заключается в том, что его вибрации показывают, где находятся стены, а где края поверхности стола. Однако линии не такие прямые. Результат: 60 и 93 см.

Обычные ленты показали 57 и 92 см соответственно. Получается, что iPhone 12 Pro Max ошибся на несколько дюймов.

По мнению Apple, многие повседневные проблемы можно решить с помощью дополненной реальности. Компания делает все возможное для совершенствования технологии и поощрения людей к ее использованию. Однако до сих пор единственным достойным применением домашней технологии было тестирование некоторой мебели в квартирах. У IKEA, например, есть приложение, которое позволяет выбрать мебель и посмотреть, как она будет смотреться в той или иной части вашей квартиры.

Лидар также может произвести революцию в сканировании. С помощью этой технологии можно сканировать объекты, а затем печатать модели на 3D-принтере.

Подпишитесь на Telegram-канал РБК Trends и узнавайте о текущих тенденциях и прогнозах относительно будущего технологий, экономики, образования и инноваций.

Если вы действительно хотите попробовать себя в Lidar, то перед вами открываются большие возможности. Технологией оснащены 12,9-дюймовый iPad Pro (4-го поколения и новее), iPad Pro 11-дюймовый (2-го поколения и новее), iPhone 12 Pro и iPhone 12 Pro Max. Лидар также встроен в Samsung Galaxy S20 Ultra.

Технология лидар

В этой статье описывается технология LIDAR, используемая для сканирования объектов лазером. В ней рассматриваются устройства, к которым применяется эта техника, и описывается использование LIDAR в роботизированных системах.

На лазерном полигоне используются различные типы лазеров.

Общие длины волн:.

• топографические сканеры – 1064 нм;
• батиметрические – 532 нм;
• наземные коммерческие приборы – 600-1000 нм;
• наземное научное оборудование – 1500 нм.

Эти значения выбираются на основе следующих факторов.

• свойства окружающей среды;
• отражающая способность изучаемых мест;
• чувствительность детектора;
• конструктивные требования к технике;
• допустимая степень безопасности излучения для зрения.

Сканирование

Для определения расстояния, а также вида цели измеряется несколько точек. Как управлять сканером LIDAR:.

• качающееся зеркало – за счет изменения положения зеркала вокруг своей оси удается отсканировать нужную область и сформировать трехмерные данные;
• вращающаяся призма – более совершенный метод, в котором исключен недостаток зеркала в виде непостоянной скорости движения, здесь луч скачет по граням призмы и создает ряды точек;
• вращающееся зеркало – развертка формируется в виде эллиптической кривой, при этом каждая точка сканируется 2 раза;
• оптоволоконная подсистема – в отличие от названных механических методов оптоволоконный способ обеспечивает более стабильную геометрию сканирования, поскольку между оптическими каналами оборудования и оптоволокном связи фиксированы.

Ориентация и позиционирование

Необходима подсистема для измерения абсолютного значения местоположения точки в пространстве каждой точки. Это обеспечивает высокую степень уверенности в том, что измерения будут использоваться на практике.

Контроллер

Для создания облаков все элементы лидара должны работать согласованно. Для этого используется система управления, которая настраивает датчики и контролирует работу всех компонентов.

Хранилище информации

В результате получается файл, содержащий координаты и дополнительную информацию. Поскольку этот метод может генерировать большое количество измерений, он имеет свою собственную систему хранения, где хранятся все цены после их сбора и цифровой обработки.

Результат сканирования лидара

Практическое применение

Традиционные методы 3D-печати для изучения ландшафта, воздушного пространства или воды являются дорогостоящими и трудоемкими. Новые технологии более эффективны и поэтому имеют множество применений.

Моделирование ландшафта

С помощью пульсирующего лазерного луча можно изучать почвы, принимая во внимание все виды объектов, таких как трава, листья, деревья и движущиеся объекты.

В результате сразу же создается трехмерный контур местности. Скорость работы лидара для сканирования с БПЛА составляет более 4 000 м2 в минуту.

Фиксация ДТП, ЧП, несчастных случаев

Лидар работает в инфракрасном и ультрафиолетовом свете. Это полезно при сканировании объектов с внешним освещением, например, в случае аварии в ночное время.

Беспилотные летательные аппараты могут использоваться для получения полной картины произошедшего за один полет, независимо от времени суток.

Сельское хозяйство

Система трехмерного картирования помогает сельскому хозяйству, когда необходимо создать

БПЛА с лидаром могут собирать точные данные о свойствах почвы и топографии. Нет необходимости ждать подходящих погодных условий или использовать специальное оборудование для сбора данных.

Археология

Особенности ландшафта важны для научных целей. С помощью LIDAR для археологических исследований можно получить полную 3D-модель интересующей территории в течение 5-10 минут.

Современная технология LIDAR делает различные задачи дешевле, проще и быстрее. Позвоните своему администратору, чтобы он помог вам выбрать и купить LIDAR с доставкой и гарантией. В продаже имеются следующие типы LIDAR

Базовая математика требует умножения на время, необходимое для прохождения сигнала от лазера до сканера LIDAR со скоростью света. Затем это число делится на два, поскольку свет должен пройти путь от сканера до объекта, поэтому общее пройденное расстояние в два раза больше фактического расстояния от сканера до объекта или уровня.

Где используется технология?

В зависимости от приложения, отдельные точки данных из этого уравнения или весь набор могут быть использованы в специальных «облаках». Эти наборы можно использовать для создания карт или изображений трехмерных объектов.

Мобильные приложения c LiDAR

Для большинства базовых приложений LIDAR требуется одна точка данных из определенного места. Например, Measure, инструмент, доступный на устройствах Apple, может определять расстояния с помощью одного набора данных Lidar. Программное обеспечение само измеряет размеры объектов в материальном мире.

Данные LIDAR также могут использоваться для создания цифровых копий природных объектов или правдоподобных цифровых моделей в приложениях дополненной реальности. Использование измерений для определения глубины окружения пользователя и соответствующего расположения мира, что ранее было недоступно.

Стоит отметить, что AR-приложения можно использовать на устройствах, не поддерживающих LiDAR. Однако в этом случае предметы дополненной реальности обычно располагаются прямо перед камерой пользователя, что значительно затрудняет их перемещение ближе или дальше от экрана.

В AR есть то, что называется «скрытием объектов». Это относится к способности виртуальных объектов накладываться на реальные объекты или наоборот. Если мобильное устройство не может распознать эту глубину, добиться скрытности невозможно.

Hide часто используется в различных фильтрах в Instagram и AR-играх. Конечно, это только приложения LiDAR для смартфонов. Большинство других приложений имеют гораздо больше возможностей.

Широкомасштабные приложения

Данные LiDAR могут собираться с вертолетов, самолетов и даже спутников. Такие организации, как NOAA, используют эту информацию для создания подробных и высокоточных топографических карт. Эти карты можно использовать для биологии, наук о Земле и погоде, строительства и оказания помощи при стихийных бедствиях.

LiDAR позволяет не только определять расстояния до объектов. Свет может проходить через объекты различной плотности, поэтому технология может быть использована для лучшего понимания структуры и ландшафта объекта.

В некоторых случаях LIDAR также может использоваться для отображения объектов, которые иначе невидимы. Такие команды, как NOAA и Национальная сеть экологических обсерваторий, используют эти данные для составления карт подводных или засаженных территорий.

В археологии также наблюдается значительный толчок к использованию картографии LiDAR. Способность LiDAR «видеть» различные материалы уже привела к обнаружению давно забытых исторических мест в густых лесах и под водой.

На самом деле существует два типа LiDAR. Terrain (наиболее распространенный и используется в большинстве описанных приложений) и Depth. Он работает аналогично, но использует зеленый свет вместо инфракрасного, особенно для проникновения под воду. .

Как использовать датчик глубины?

Если вы действительно хотите попробовать себя в Lidar, то перед вами открываются большие возможности. Технологией оснащены 12,9-дюймовый iPad Pro (4-го поколения и новее), iPad Pro 11-дюймовый (2-го поколения и новее), iPhone 12 Pro и iPhone 12 Pro Max. Лидар также встроен в Samsung Galaxy S20 Ultra.

В качестве альтернативы можно приобрести отдельный сканер LiDAR. Одноточечные модели стоят менее 7 000 рублей, а самые надежные — десятки и сотни тысяч рублей.

Однако пользователи Android могут почувствовать себя немного «забытыми», поскольку Android ARCore не может должным образом конкурировать с LiDAR от Apple. Однако компания Google объявила об API Depth. Для обеспечения глубины и маскировки вместо систем LiDAR используются камеры и другие датчики.

Есть все основания подозревать, что Depth API не менее эффективен, чем LiDAR, но технология предлагает превосходящую функциональность по более низкой цене (по крайней мере, в ранних версиях). API включен в телефоны GalaxyNote10+ и GalaxyS20Ultra и более поздние версии.

Будущее

Хотя на данный момент использование LiDAR может показаться ограниченным, эта технология имеет потенциал стать одной из самых важных в ближайшие десятилетия. По мере того как пространственные технологии становятся все более распространенными и надежными, способность точно моделировать объекты и составлять карты различных мест становится все более важной.

Само собой разумеется, археологи используют Лидар, чтобы попытаться идентифицировать забытые города. Например, такие группы, как augmened.city, создают цифровые карты существующих городов.

У лидара большое будущее. Технология не стоит на месте, и постоянно разрабатываются приложения и дополнительные приложения. От базовых сенсорных приложений до систем трехмерной печати, трехмерного сканирования, моделирования и умных городов. Лидар преобразует мир разными способами.

Лидарная камера

Следующий этап развития — Lidar в качестве 3D-камеры. Добавьте систему сканирования к 1D лучу, и вы получите устройство, которое может строить пространственные модели из облаков точек в определенном поле зрения. Луч сканирования можно перемещать с помощью чего угодно — от вращающихся зеркал и призм до микромем. Такие решения используются, например, для быстрого 3D-картографирования или оцифровки архитектурных объектов.

Сканирующий лидар с круговым обзором

Это мечта всех производителей автомобилей. Главный датчик заменяет почти все глаза на дроне. Здесь имеется комбинация излучателей, которую принимает вращающийся диск, вращающийся со скоростью несколько сотен оборотов в минуту. Плотность генерируемых точек позволяет Lidar создать полную картину местности, показывая другие транспортные средства, пешеходов, столбы и деревья на обочине, и даже дорожные несовершенства и рельеф!

Лидар 360° — самая сложная и дорогая разновидность, но и самая желанная для разработчиков, поэтому ее часто можно встретить в оригинальных автомобилях, где стоимость не является проблемой.

В некоторых случаях LIDAR также может использоваться для отображения объектов, которые иначе невидимы. Такие команды, как NOAA и Национальная сеть экологических обсерваторий, используют эти данные для составления карт подводных или засаженных территорий.

Что за LiDAR и как он работает?

Lidar (Light Detection and Range) испускает волны инфракрасных точек и измеряет время их полета до ближайшего объекта и обратно. Это позволяет определить размеры пространства. Камера TrueDepth, используемая в Face ID, работает аналогичным образом, но лидар может работать на больших расстояниях (до 5 метров). Времяпролетные камеры на многих устройствах Android работают с аналогичной мощностью, но при этом подается только один световой импульс, что снижает точность измерения.

Есть ли какие-то особые преимущества у лидара на iPhone? Абсолют. Технология используется во множестве сценариев.

LiDAR для фото

Камеры на смартфонах обычно используются для повышения точности и скорости фокусировки. Лидар делает то же самое. Apple обещает более быструю фокусировку в условиях низкой освещенности — до шести раз быстрее. Определение глубины также используется для улучшения работы портретных функций в темноте.

LiDAR для измерения расстояний

С появлением сканера приложения для игры в рулетку были значительно усовершенствованы. Теперь он стал более точным, быстрым и удобным. Для этого в интерфейсе предусмотрены вертикальные и боковые направляющие. Специальная функция для обнаружения людей в видоискателе мгновенно измеряет их рост. По мнению критиков, точность «рулетки» соответствует реальности, но чаще всего встречаются незначительные ошибки. Однако не следует использовать это приложение в специализированных конструкциях.

Преимущества датчиков наглядно иллюстрируются вспомогательными средствами сторонних производителей. Например, бесплатный карманный 3D-сканер Canvas: pocket можно использовать для сканирования помещения и получения 3D-изображения, которое затем можно просматривать из любого места. Snapchat открывает документ по созданию лидарных линз, а приложение IKEA Place помогает пользователям разместить виртуальные элементы интерьера из списка магазинов в своей квартире.

Возможность точного сопоставления виртуальных объектов с реальными также полезна на сайте Apple. Для некоторых продуктов доступны исследования дополненной реальности. Таким образом, вы можете увидеть, как выглядит ваш iMac на рабочем столе.