Co to jest LiDAR i jak będzie działać na iPhonie?

IPhone 12 Pro to pierwszy smartfon Apple ze skanerem Light Detection and Ranging (LiDAR) z tyłu. Ale co robi LiDAR i do czego Apple zamierza go używać w przyszłości?

Co to jest LiDAR?

Skaner LiDAR określa odległość między sobą a obiektem, monitorując, ile czasu potrzebuje impuls światła (często laser), aby się odbić. Jest jak radar, z tym że zamiast fal radiowych wykorzystuje światło podczerwone.

Chociaż radar jest przeznaczony do użytku na dużych odległościach, LiDAR działa na mniejszą skalę ze względu na sposób, w jaki światło jest pochłaniane przez obiekty na jego drodze. Wysyłając setki tysięcy impulsów światła na sekundę, skanery LiDAR mogą obliczać odległości i rozmiary obiektów ze względną dokładnością na małych odległościach.

Salon z meblami zaznaczonymi kropkami, pokazującymi to, co widzi skaner iPhone LIDAR.

Dane te można następnie wykorzystać do konstruowania modeli 3D, co jest jednym z głównych zastosowań LiDAR w projektach budowlanych i inżynieryjnych. Prawdopodobnie słyszałeś o skanowaniu laserowym 3D używanym do sporządzania planów budowy – to jest LiDAR.

LiDAR ma wiele zastosowań w wielu branżach. Archeolodzy używają go do przygotowywania stanowisk wykopaliskowych, a autonomiczne pojazdy wykorzystują go do tworzenia trójwymiarowych map otoczenia w czasie rzeczywistym. LiDAR był nawet używany do tworzenia bardzo realistycznych i dokładnych map torów wyścigowych w grach wideo, takich jak Project CARS. Pistolety policyjne również używają LiDAR.

A teraz, podobnie jak iPad Pro w marcu 2020 r., Skaner LiDAR pojawił się w premium iPhone 12 Pro firmy Apple.

Jak iPhone 12 Pro wykorzystuje LiDAR

Apple używa LiDAR-a nieco inaczej niż plac budowy czy speed gun. To ta sama podstawowa zasada – odbijanie światła w celu określenia odległości – ale na mniejszą skalę. Skaner LiDAR w iPhonie 12 Pro (i iPadzie Pro) ma efektywny zasięg około 16 stóp (5 metrów).

Głównym celem LiDAR w iPhonie jest usprawnienie implementacji rozszerzonej rzeczywistości (AR). Zapewni aplikacjom bardziej przydatne i dokładne informacje o ich otoczeniu, zapewniając płynniejszą i bardziej niezawodną AR.

IPhone 12 Pro.

Jeśli nie znasz tej technologii, AR pozwala programistom łączyć wirtualne obiekty ze światem rzeczywistym. Korzysta z aparatu urządzenia i umożliwia granie w gry, stosowanie interaktywnych filtrów (takich jak te na Snapchacie) lub podgląd rozmieszczenia mebli i innych obiektów.

Pokémon Go to jeden z przykładów udanej gry AR, która pozwala uchwycić wirtualne stworzenia w prawdziwym świecie. Dzięki niezwykle popularnej aplikacji Place firmy Ikea możesz zobaczyć, jak większość katalogu firmy wyglądałaby w Twoim domu.

LEGO jest jedną z wielu firm, które również wprowadziły na rynek samodzielne produkty (w tym przypadku zestawy konstrukcyjne), które mogą „ożywać” dzięki funkcjom rozszerzonej rzeczywistości, jeśli masz zgodny smartfon.

Podczas gdy LiDAR jest często używany do skanowania budynków i innych obiektów, skaner na iPhonie 12 Pro i iPadzie Pro nie jest wystarczająco dokładny, aby dokładnie skanować obiekty. Sebastiaan de With, który opracował popularną aplikację aparatu na iPhone’a Halogenek, odkrył to podczas tworzenia dowodu słuszności koncepcji zwanego Esper.

„Niestety, wynik siatki w tej chwili przez system nie jest wystarczająco dokładny, aby wysłać go do drukarki 3D”, napisał de With w Witryna internetowa firmy Halide. „Ale to świetny punkt wyjścia dla modelu 3D, ponieważ wszystkie proporcje będą bardzo dokładne”.

W rzeczywistości skanery LiDAR prawdopodobnie poprawią się w dwóch głównych kwestiach: umieszczaniu wirtualnych obiektów (takich jak aplikacje do zakupów) i grach AR. Jest to już możliwe na iPhone’ach innych niż LiDAR, ale dodaje dodatkową warstwę dokładności do takich rzeczy, jak wymiary i dokładna odległość do obiektu w pomieszczeniu.

Możesz również spodziewać się bardziej płynnej rzeczywistości rozszerzonej, szczególnie podczas umieszczania wirtualnych przedmiotów w prawdziwym świecie. Na przykład iPhone 12 Pro powinien być w stanie lepiej identyfikować rzeczywisty świat na pierwszym planie. Powinno to zapewnić bardziej realistyczne interakcje między obiektami wirtualnymi i rzeczywistymi.

Wirtualne zabawki, postacie i krajobrazy w salonie Doświadczenie rzeczywistości rozszerzonej na iPadzie Pro.

Apple zamierza również użyć LiDAR, aby poprawić działanie aparatu w słabym świetle. W telefonie iPhone XS, który jest marką autofokusa z detekcją fazy (PDAF), zaimplementowano „ogniste piksele”. Ta technologia nadal zależy od światła, dlatego nawet najnowsze udoskonalenia autofokusa nie działają tak dobrze w ciemności.

Wyczuwając odległość między iPhonem a fotografowanym obiektem, Apple może wskazać aparatowi, na jakiej odległości powinien ustawić ostrość, aby uzyskać najlepsze rezultaty. Powinno to znacznie ułatwić robienie lepszych zdjęć iPhonem w ciemności, zwłaszcza w połączeniu z trybem nocnym.

Czy LiDAR stanie się wielkim interesem?

Obecnie tylko dwa urządzenia Apple mają czujnik. Oba są również wycenione na wyższą cenę i posiadają przydomek „Pro”, więc LiDAR jest na razie cechą niszową. Nie oznacza to jednak, że oprogramowanie będzie się powoli przyswajać. Wyczerpująca lista zestawów programistycznych (SDK) firmy Apple obejmuje ARKit, który został zaktualizowany do wersji 4.0 w czerwcu 2020 r.

Ta aktualizacja wprowadziła nowe funkcje, które wykorzystują LiDAR w ARKit, umożliwiając programistom korzystanie z nowego czujnika iPada Pro i iPhone’a 12 Pro. Takie zestawy SDK umożliwiają programistom kierowanie reklam na całe rodziny urządzeń, nawet jeśli nie mają one dostępu do najnowszych rozwiązań.

Plan Apple prawdopodobnie obejmuje umieszczanie czujników LiDAR w większej liczbie urządzeń w miarę upływu czasu, podczas gdy programiści są zajęci tworzeniem aplikacji, które wykorzystują lepszą wydajność. Biorąc pod uwagę ponowne zainteresowanie firmy technologią w ostatnich kilku wersjach oprogramowania, Apple wydaje się stawiać na AR.

Aparat w iPadzie Pro.

Największe plany Apple dotyczące LiDAR mogą jednak znacznie wykraczać poza tablety i smartfony. Tak przynajmniej uważa wielu analityków, ponieważ krążą plotki o firmie podobno okulary AR. Jeśli taki projekt miałby dojść do skutku, ma sens, że dokładna AR byłaby podstawą doświadczenia.

Zachęcając programistów do korzystania z AR, Apple może przyspieszyć dostępność aplikacji na nowej platformie do noszenia. Powolne wdrażanie kilku zaawansowanych modeli jest zgodne z trendem Apple z poprzednimi funkcjami iPhone’a, w tym dotykowymi sprzężeniami zwrotnymi, rozpoznawaniem twarzy i wieloma aparatami.

Zintegrowanie sprzętu, który bezpośrednio przynosi korzyści z AR w wybranych urządzeniach, daje również firmie możliwość dostrojenia go przed wprowadzeniem na rynek produktu, który bardziej opiera się na technologii.

Czy LiDAR jest wart aktualizacji?

Jeśli chodzi o wybór między iPhone’em 12 a iPhonem 12 Pro, LiDAR raczej Cię nie kołysze. Jeśli nie korzystasz z wielu aplikacji korzystających z AR lub nie robisz wielu zdjęć w nocy, krótkoterminowo nie zobaczysz żadnych korzyści.

Nawet jeśli jesteś zapalonym graczem AR lub uzależnionym od płaskich paczek, implementacja AR w obecnych iPhone’ach bez technologii LiDAR poprawiła się dramatycznie w ciągu zaledwie kilku pokoleń. LiDAR poprawia to jeszcze bardziej, ale prawdopodobnie nie jest wart 300 USD premium, o które Apple prosi za iPhone’a 12 Pro.

Większość ludzi może nie być teraz przesadnie podekscytowana LiDAR, ale technologia spłynie w dół i poprawi ogólne wrażenia z iPhone’a w nadchodzących latach. To nie jedyny duży postęp w ofercie iPhone’ów na rok 2020 – nowy ekosystem akcesoriów MagSafe, obsługa 5G i nagrywanie Dolby Vision.