Lidar в смартфонах: технология, возможности и практическое применение

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Смартфоны и телефоны

Развитие мобильных технологий неизменно сопровождается интеграцией новых датчиков и систем, делающих смартфоны более интеллектуальными устройствами. Одним из таких нововведений стало появление LIDAR — технологии, которая еще недавно ассоциировалась исключительно с геодезией, робототехникой и автономным транспортом. Однако её адаптация в мобильные устройства открыла неожиданные перспективы в области дополненной реальности, мобильной фотографии и точного сканирования пространства.

Но что представляет собой LIDAR в смартфоне, какие задачи он решает, и насколько оправдано его внедрение в массовые устройства?

Принцип работы LIDAR

LIDAR (Light Detection and Ranging) — это метод определения расстояния до объектов с помощью отраженного света. Принцип его действия схож с радаром или сонаром, но вместо радиоволн или ультразвука он использует лазерные импульсы. Измеряя время, за которое лазерный луч достигает объекта и отражается обратно, устройство может вычислить расстояние до него с высокой точностью.

В профессиональном оборудовании для картографии и автономных автомобилей применяются мощные LIDAR-системы с вращающимися сенсорами, способные сканировать окружение в 360 градусах. В смартфонах же используется упрощенный ToF (Time-of-Flight) LIDAR, который не вращается, но работает по тому же принципу. Он испускает серию коротких лазерных импульсов и фиксирует их отражение, создавая облако точек, на основе которого строится трёхмерная карта окружающего пространства.

Автор: freepik Источник: ru.freepik.com

Как LIDAR интегрирован в смартфоны?

Первым коммерческим смартфоном с LIDAR стал iPad Pro 2020, а затем технология появилась в iPhone 12 Pro и более поздних моделях. В отличие от стандартных камер и ToF-сенсоров, которые тоже измеряют глубину, LIDAR в смартфонах Apple отличается точностью, дальностью действия и частотой сканирования.

Основные особенности мобильного LIDAR:

  • Диапазон измерений — до 5 метров, что значительно больше, чем у традиционных камер глубины.
  • Работа в темноте — благодаря лазерной технологии, датчик не зависит от внешнего освещения.
  • Высокая скорость сканирования — за доли секунды создается детализированная карта глубины сцены.
  • Повышенная точность — благодаря работе в ИК-диапазоне и специальным алгоритмам коррекции.

Применение LIDAR в смартфонах

Хотя идея оснащать смартфоны 3D-сканером кажется избыточной, реальная польза LIDAR уже проявляется в нескольких ключевых областях.

Улучшение мобильной фотографии

Одна из главных проблем мобильных камер — ограниченные возможности измерения глубины сцены, особенно в условиях слабого освещения. Большинство смартфонов полагаются на программные алгоритмы для создания эффекта размытия заднего фона (боке) в портретном режиме. Однако программные методы часто допускают ошибки, например, неправильно размывая края волос или сложных объектов.

LIDAR значительно улучшает работу портретного режима, обеспечивая более точное определение глубины и разделение объектов на переднем и заднем планах. Это особенно заметно при съемке в условиях недостаточного освещения, где традиционные методы часто дают сбои.

Автор: freepik Источник: ru.freepik.com
Автофокус в сложных условиях

Еще одно важное применение LIDAR — ускоренный автофокус. В обычных камерах смартфонов фокусировка зависит от фазовых датчиков или контрастных алгоритмов, что замедляет процесс в темноте. LIDAR позволяет смартфону мгновенно измерить расстояние до объектов, существенно повышая скорость и точность автофокуса.

На практике это означает, что съемка в условиях низкой освещенности становится более надежной, а изображения — четкими и детализированными даже без использования вспышки.

Дополненная реальность (AR)

LIDAR оказался мощным инструментом для AR-приложений. Ранее мобильные устройства полагались на камеры и программное определение объектов, что приводило к неточным измерениям и смещениям виртуальных элементов.

Теперь же, благодаря LIDAR, приложения дополненной реальности могут более точно размещать виртуальные объекты в реальном пространстве, учитывать препятствия и взаимодействовать с окружающей средой. Это особенно полезно для таких задач, как:

  • виртуальная расстановка мебели (например, в IKEA Place);
  • архитектурное моделирование и дизайн интерьеров;
  • точное измерение размеров объектов без линейки или рулетки;
  • новые уровни взаимодействия в играх с дополненной реальностью.
3D-сканирование и моделирование

LIDAR позволяет смартфону работать как портативный 3D-сканер, создавая цифровые копии реальных объектов. Это особенно полезно в сфере дизайна, архитектуры и ремонта. Например, можно отсканировать комнату и получить точные размеры всех элементов для дальнейшего проектирования.

Приложения вроде Polycam и Scaniverse уже используют эту возможность, позволяя пользователям создавать детализированные 3D-модели предметов и пространств, которые затем можно экспортировать в профессиональные программы для редактирования.

Автор: freepik Источник: ru.freepik.com

Ограничения и перспективы

Несмотря на все преимущества, мобильные LIDAR-сенсоры далеки от совершенства. Их дальность работы ограничена несколькими метрами, а точность уступает профессиональным 3D-сканерам. Кроме того, технология пока доступна только в дорогих моделях, что сужает её аудиторию.

Однако прогресс в миниатюризации и алгоритмах обработки данных делает LIDAR все более перспективным. В будущем можно ожидать его более активного использования в навигации, помощи слабовидящим людям, расширенной биометрической аутентификации и более продвинутых AR-приложениях.

Подводя итог

LIDAR в смартфонах — это мощный инструмент, меняющий способы взаимодействия с мобильной техникой. Будь то улучшение фотографий, быстрый автофокус, точные измерения или дополненная реальность — лазерная технология глубины уже делает смартфоны умнее и функциональнее.

Хотя в нынешнем виде она пока остается нишевой функцией, её потенциал огромен, и в ближайшие годы мы увидим ещё больше примеров того, как мобильные LIDAR-системы выходят за рамки обычных камер, превращая смартфон в инструмент для работы с трехмерным миром.

Изображение в превью:
Автор: freepik
Источник: ru.freepik.com
Другое
Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)
Об авторе
Я занимаюсь техническими обзорами. Тестирую разные устройства — от смартфонов и планшетов до пылесосов, видеорегистраторов, инструмента и бытовой электроники. Всё, что проходит через руки, проверяю на практике: включаю, разбираюсь, измеряю, фиксирую реальные параметры, сравниваю с тем, что заявлено.Все обзоры делаю сам, опираясь на реальный опыт. Техникой пользуюсь дома, в обычных условиях — как это делают большинство пользователей. Такой подход позволяет понять, как устройство ведёт себя в жизни, и будет особенно полезен тем, кто привык разбираться в процессе, а не по инструкции.

Мои основные каналы публикации:

  • YouTube — видеоролики с тестами, разбором функций, сценариями использования
  • Dzen — статьи, подборки и обзоры с уклоном в практику
  • VK — посты, анонсы, общение с подписчиками
  • TikTok — короткие обзоры и сравнения
  • RuTube — дубль видеоматериалов для тех, кто предпочитает российские платформы

E-mail: badmadsam@mail.ru

2 комментария

Valkoder
Спасибо за рассказ. Очень полезно. Надо будет поэкспериментировать. А то знаю, что лидар у моего айки есть, а как от него пользу получать еще не понял. Спасибо.
BadMadSam
Есть много приложений для измерений с использованием лидара. Очень крутые. Посмотрите.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Обзор проводного паяльника DES S100A с известного китайского магазина.

Наверное начну с того, что это будет непрофессиональный недообзор, так как я это делаю первый раз, и с девайсами которые будут в этом посту — только начал работать, вернее сказать, я их...

Олень ежегодно сбрасывает килограммы настоящей кости: куда потом исчезают рога из леса

Если бы человек ежегодно оставлял в лесу несколько килограммов костей, следы такого события находили бы повсюду. С оленями происходит нечто очень похожее: взрослые самцы многих видов...

Как изгибают рельсы при их укладке на криволинейных участках железной дороги

ЖД путь не всегда идет по прямой линии. Укладка рельсов на криволинейных (поворотных) участках железной дороги — технологически сложный процесс, требующий точного расчёта и применения...

Почему у соли срок годности всего два года, если она пролежала в земле миллионы лет

На пачке соли можно встретить надпись «Срок годности — 2 года». При этом её добыли из месторождения, которое образовалось задолго до появления человека. Под землёй соль пережила...

Импульсная нейросеть научилась предвидеть будущее в трех измерениях: что именно произойдет, когда именно и с какой вероятностью

Когда человек ждет определенного события, его мозг вычисляет не только абстрактный факт его наступления. Нервная система одновременно оценивает три параметра: что именно произойдет, в какой...