次のスマートフォンには、3次元で見るカメラが搭載されている可能性があり、フィットネスから写真撮影に至るまで、アプリの新しい可能性が広がります。
スタンフォード大学の研究者 作成しました 標準のイメージセンサーが3Dで光を見ることができる新しいアプローチ。 この技術により、カメラは物体までの距離を測定し、スマートフォンで3次元画像を広く利用できるようになります。
「既存の3Dカメラには特殊なピクセルが必要です。これは、大きなフォーマットでは実現が難しく、ピクセルで3Dをキャプチャするために必要な複雑な電子機器のために、フィルファクターが小さくなります」とスタンフォード大学の電気工学の博士課程の候補者であり、最初の上の著者 新しい用紙 これは新しいシステムについて説明していると、インタビューでDigitalTrendsに語った。 「私たちのアプローチは、標準の高度な2Dセンサーをゼロから構築するのではなく3Dセンサーに変換します。」
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光で物体間の距離を測定できるのは、現在、特殊で高価なLIDAR（「光の検出と測距」の略）システムでのみ可能です。 Lidarは、物体を発射し、跳ね返る光を測定するレーザーを使用します。 物がどれだけ離れているか、どれだけ速く移動しているか、近くに移動しているか遠くに移動しているか、2つの移動するオブジェクトのパスが交差するかどうかを知ることができます。
スタンフォード大学の研究者の新しいアプローチは、メガピクセル解像度のライダーを可能にする可能性があります。これは、今日では不可能なレベルです。 解像度が高いほど、LIDARはより広い範囲でターゲットを識別できます。
標準センサーに3Dイメージングを追加する1つの方法は、光源と、毎秒数百万回光をオン/オフする変調器を追加することです。 光の変化を測定することで、エンジニアは距離を計算できます。 既存の変調器は、非現実的に大量の電力を必要とします。
スタンフォード大学のチームは、音響共鳴として知られる現象を使用して変調器の問題を解決しました。 研究者らは、2つの透明な電極でコーティングされたニオブ酸リチウム（電気的、聴覚的、光学的特性のために非常に望ましい透明な結晶）のウェーハを使用して音響変調器を構築しました。
これは、新しいタイプのコンパクトで低コスト、エネルギー効率の高いLIDARの基盤になる可能性があります。これは、ドローン、地球外生命体ローバー、およびその他のアプリケーションへの道を見つけることができます。
新しい変調器の設計はシンプルで、日常の携帯電話やデジタル一眼レフカメラのような既製のカメラを使用する提案されたシステムに統合されています。 アタラーと彼の顧問 アミンアルバビアン電気工学の准教授であり、プロジェクトの筆頭著者である、は、新しいタイプのコンパクトで低コスト、エネルギー効率の高いLIDAR、いわゆる「標準CMOS LIDAR」の基礎になる可能性があり、その道を見つけることができると述べました。ドローン、地球外ローバー、およびその他のアプリケーションに。
「私たちのアプローチは、赤外線領域でも機能する可能性があります」とAtalar氏は述べています。 「大幅な変更を必要とせずに深度を検出できるIRイメージセンサーはありません。」
Appleは、現在のiPhone13ProおよびiPhone13ProMaxモデルにLIDARを搭載しています。 同社によれば、このシステムは暗い場所でのフォーカスを改善し、夜のポートレートモードの効果を向上させるとのことです。 スタンフォード大学の研究者は、彼らのLIDARソリューションは、Appleが使用しているものよりも実装に費用がかからず、より広範囲の電話にインストールできると述べました。
Lidarスキャンデバイスは、写真の奥行きを決定するために使用されます。 ハンス・ハンセン、 3D写真会社であるBrand3DのCEOは、DigitalTrendsに語った。 オブジェクトの周りでカメラを動かすことにより、複数の角度からの距離を使用して、完全な3Dモデルを作成できます。 複数のカメラを離して配置し（たとえば、Apple iPhone Pro電話の3台のカメラレンズモジュール）、その情報を使用してシーンまたはオブジェクトの空間画像を作成するステレオ写真もあります。
「自宅の壁の距離の測定やその他の空間測定の使用例を見てきました。」 樺山助正、スマートフォンを使用して人間のパフォーマンスを分析するために3D分析を使用するUplift LabsのCEOは、DigitalTrendsに語った。 「これらは特に3Dカメラではありませんが、これらのスマートフォンカメラには、貴重なデータをキャプチャし、ビデオやその他のアプリケーションを使用して3D視覚化を生成する能力があります。」
最近、MITの研究者が開発しました 超低電力レーダー 通常のレーダー技術を使用して、移動する物体までの距離を検出します。 この技術は、透明な物体をスキャンする場合など、光の問題に敏感ではない新しいタイプのカメラを作るのに最終的に適している可能性があります。
3D革命
専門家によると、3Dテクノロジーの普及は写真を劇的に変える可能性があるという。
「3Dカメラを使用すると、リモートで人々が実際に部屋にいるかのように体験できるシーンやオブジェクトをキャプチャできます」とハンセン氏は述べています。 「これは、パンデミック時の遠隔作業、学習、安全な距離、および医療、技術、製造部門の機能の診断、治療、修理にとって画期的なことです。」
樺山氏は、スマートフォンによって収集された3Dイメージングは、さまざまな業界にわたって詳細な分析と機能強化を提供できると述べました。 3Dテクノロジーが影響を与える可能性のある分野の1つは、スポーツ、フィットネス、ウェルネスです。
「あなたがCrossFit中毒者、週末のゴルファー、または熱心なペロトン愛好家であるかどうかにかかわらず、身体的損傷のリスクが存在し、多くの人にとって、絶え間ない戦いです」とカバヤマは付け加えました。 「プロのアスリートは、パフォーマンス関連の怪我を最小限に抑える方法として機能する3Dテクノロジーにアクセスできますが、私たちのほとんどの日常のアスリートはそうではありません。」
樺山氏は、スマートフォンから3Dカメラと分析にアクセスできるようにすることで、あらゆるスキルセットのアスリートが自分の動きを追跡および分析して、詳細な生体力学的分析を取得できると予測しました。
「過度の運動、不適切な体型、またはその他の体の不調による怪我のほとんどで、3Dイメージングは、体の形であれ、体の一部を強化するものであれ、改善の領域を特定することができます」と彼は付け加えました。
モバイルデバイスに3Dカメラを搭載すると、より安全になる可能性もあります。 結局のところ、電話の顔ベースのセキュリティは、その背後にあるカメラと同じくらい優れています、 リチャード・キャリアー、シニアバイスプレジデントであり、顔認識技術を開発しているCyberLinkのゼネラルマネージャーはインタビューで語った。
たとえば、多くの人がモバイル銀行口座や仕事用の電子メールなどの機密性の高いアカウントにアクセスしたり、スマートフォンで支払いをしたりするために使用するFace IDは、AppleのTrueDepthカメラシステムで実行されます。 市場に出回っているより高度な3Dカメラは、さらに詳細な深度測定値をキャプチャできると、Carriere氏は述べています。
「精度の向上は、おそらくあなたが異常な角度にいるために、テクノロジーが顔を正しくスキャンできない回数を減らすだけでなく、なりすましの試みからも批判的に保護します」とCarriere氏は付け加えました。
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