Votre prochain smartphone pourrait avoir une caméra qui voit en trois dimensions, ouvrant une nouvelle gamme de possibilités d'applications allant de la forme physique à la photographie.
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- Obtenir une vue différente
- La révolution 3D
Les chercheurs de l'Université Stanford ont créé une nouvelle approche qui permet aux capteurs d'image standard de voir la lumière en 3D. La technique permettrait aux caméras de mesurer la distance entre les objets et de faire une imagerie tridimensionnelle largement disponible dans les smartphones.
"Les caméras 3D existantes ont besoin de pixels spécialisés, difficiles à réaliser dans de grands formats et ont des facteurs de remplissage plus petits en raison de l'électronique complexe nécessaire pour capturer 3D dans les pixels", Okan Atalar, un candidat au doctorat en génie électrique de l'Université Stanford et la première Auteur sur un nouveau document décrivant le nouveau système, a déclaré aux tendances numériques dans une interview. "Notre approche convertit des capteurs 2D standard et extrêmement avancés en capteurs 3D, par opposition à la construction de la masse."
Obtenir une vue différente
La distance de mesure entre les objets avec la lumière n'est actuellement possible qu'avec un lidar spécialisé et coûteux pour «détection de lumière et variant» - systèmes. Lidar utilise un laser qui tire sur des objets et mesure la lumière qui rebondit. Il peut dire à quelle distance la chose est, à quel point il est rapide de voyager, qu'il soit plus proche ou plus loin et que les chemins de deux objets en mouvement se distinguent.
La nouvelle approche de Stanford sur les chercheurs pourrait permettre à Megapixel-Résolution Lidar - un niveau qui n'est pas possible aujourd'hui. La résolution plus élevée permettrait à LIDAR d'identifier des objectifs à une plus grande gamme.
Une façon d'ajouter une imagerie 3D aux capteurs standard consiste à ajouter une source de lumière et un modulateur qui allume la lumière sur et éteint des millions de fois chaque seconde. En mesurant les variations de la lumière, les ingénieurs peuvent calculer la distance. Les modulateurs existants nécessitent des quantités de puissance irrécouvrables.
L'équipe Stanford a résolu le problème du modulateur en utilisant un phénomène appelé résonance acoustique. Les chercheurs ont construit un modulateur acoustique à l'aide d'une plaquette de Niobate de lithium - un cristal transparent très souhaitable pour ses propriétés électriques, auditives et optiques - revêtues de deux électrodes transparentes.
La conception de la nouvelle modulatrice est simple et s'intègre dans un système proposé qui utilise des caméras émergurées, telles que celles des téléphones cellulaires quotidiens et des reflex numériques. Atalar et son conseiller Amin Arbabian, professeur agrégé de génie électrique et auteur principal du projet, a déclaré que cela pourrait devenir la base d'un nouveau type de lidar compact, peu coûteux et économe en énergie, "standard CMOS lidar" comme ils l'appellent, cela pourrait se retrouver dans des drones, des rovers extraterrestres et d'autres applications.
"Notre approche pourrait également travailler dans le régime infrarouge", a déclaré Atalar. "Aucun capteur d'image IR ne peut détecter la profondeur sans nécessiter de modifications significatives."
Apple comprend LIDAR sur ses modèles actuels iPhone 13 Pro et iPhone 13 Pro Max. La société indique que le système offre une meilleure mise au point basse et améliore les effets de mode de portraits de nuit. Les chercheurs de Stanford ont déclaré que leur solution de lidar est moins coûteuse à mettre en œuvre que celle utilisée par Apple et pouvait être installée sur une gamme plus large de téléphones.
Les dispositifs de numérisation de Lidar sont utilisés pour déterminer la profondeur d'une photo, Hans Hansen, PDG de la marque 3D, une entreprise de photographie 3D, a déclaré à Tendances numériques. En déplaçant la caméra autour de l'objet, les distances de plusieurs angles peuvent être utilisées pour créer un modèle 3D complet. Il y a aussi une photographie stéréo où plusieurs caméras sont placées (par exemple le module de lentille à trois caméra sur les téléphones Apple iPhone Pro), puis utilisez les informations pour créer une image spatiale d'une scène ou d'un objet.
«Nous avons vu des cas d'utilisation de la distance murale de votre maison et d'autres mesures spatiales», SUKEMASA KABAYAMA, PDG d'Uplift Labs, qui utilise une analyse 3D pour analyser les performances humaines à l'aide de smartphones, a déclaré les tendances numériques. "Bien que ce ne sont pas des caméras 3D spécifiquement, ces caméras de smartphone ont la puissance de capturer des données précieuses et de produire des visualisations 3D à l'aide d'applications vidéo et autres."
Récemment, les chercheurs du MIT ont développé des radars ultra-basse qui utilisent une technologie radar régulière pour détecter des distances pour déplacer des objets. Cette technologie pourrait éventuellement être adaptée pour créer un nouveau type de caméra qui ne serait pas sensible aux problèmes de lumière, par exemple. lors de la numérisation des objets transparents.
la révolution 3D
L'utilisation généralisée de la technologie 3D pourrait considérablement changer la photographie, dire des experts.
"Avec des caméras 3D, vous seriez capable de capturer des scènes et des objets que les gens seraient capables de ressentir comme si elles étaient physiquement dans la pièce", a déclaré Hansen. "Ce serait révolutionnaire pour le travail à distance, l'apprentissage et les distances en toute sécurité lors de la pandémie, ainsi que pour le diagnostic, le traitement et la réparation de fonctions dans les secteurs de la santé, de la technologie et de la fabrication."
Kabayama a déclaré que l'imagerie 3D collectée par Smartphones pourrait fournir des analyses détaillées et des améliorations dans divers secteurs. Un domaine où la technologie 3D pourrait avoir un impact est le sport, la forme physique et le bien-être.
"Que vous soyez un junkie crossfit, un golfeur de week-end ou un passionné d'avion peloton, le risque de blessure physique est présent et pour beaucoup, une bataille constante", a ajouté Kabayama. "Les athlètes professionnels ont accès à une technologie 3D qui sert de moyen de minimiser les blessures liées à la performance, mais la plupart d'entre nous ont tous des athlètes quotidiens."
Kabayama prévoyait que, en effectuant des caméras 3D et une analyse accessible par des smartphones, les athlètes de tous les ensembles de compétences pourraient suivre et analyser leur mouvement pour obtenir une analyse biomécanique détaillée.
"Avec la plupart des blessures dues à la surexsertion, une forme inappropriée ou une autre mécanique de la carrosserie médiocre, une imagerie 3D peut rendre l'identification des zones d'amélioration - que ce soit la forme ou des parties du corps pour renforcer - une tâche transparente", a-t-il ajouté.
Avoir une caméra 3D sur votre appareil mobile pourrait également le rendre plus sécurisé. Après tout, la sécurité basée sur les téléphones est aussi bonne que la caméra derrière elle, Richard Carrière, vice-président principal et directeur général de CyberLink, qui rend la technologie de reconnaissance faciale, a déclaré dans une interview.
Identifiant du visage Par exemple, dont de nombreuses personnes utilisent pour accéder aux comptes sensibles tels que les comptes bancaires mobiles, les courriels de travail et pour payer via un smartphone, s'exécute sur le système de caméra TrueDePTH de Apple. Les caméras 3D plus avancées qui arrivent sur le marché sont capables de capturer des lectures de profondeur encore plus détaillées, a déclaré Carriere.
"La précision améliorée réduit non seulement le nombre de fois où la technologie ne parvient pas à numériser correctement votre visage, peut-être parce que vous êtes à un angle inhabituel, mais il protège également de manière critique contre les tentatives d'usurpation", a ajouté Carriere.
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