Зачем iPhone 12 нужен лидар, или Самая бесполезная функция
Я всегда любил технику Apple за её практичность и продуманность. В отличие от Samsung, которая могла себе позволить совершенно бестолковые эксперименты в коммерческих смартфонах с технологиями слежения за взглядом или 100-кратным приближением изображений, компания из Купертино вела себя более осмотрительно и не предлагала своим пользователям инновации ради инноваций. Но в какой-то момент что-то пошло не так, и Apple сначала решила превратить планшет в компьютер, а потом и вовсе занялась освоением не применимых на практике AR и лидаров.
Лидар — бесспорно, очень интересная и сложная технология, но на практике мало применимая
Apple представила iPad Pro 2020 с новой камерой и клавиатурой как у MacBook
После того как Apple выпустила iPad Pro 2020 со встроенным лидаром, стало очевидно, что планшет является всего лишь тестовым полигоном для технологии компьютерного зрения перед по-настоящему важным релизом. Ведь планшет, тем более профессиональный, — это устройство узконаправленное, а вот смартфон, тем более флагманский, представляет собой гаджет более массовый. Поэтому сомнений в том, что iPhone 12 тоже получит поддержку лидара ни у кого не было с самого начала. Ведь не зря же Apple установила на корпус iPhone 11 такую большую площадку, где как раз осталось место ещё для одного модуля.
Лидар сканер — это…
В iPhone 12 тоже будет лидар, в этом почти нет сомнений. Но зачем он там нужен?
Если вы ещё не в курсе, лидар – это специальный сенсор, способный распознавать трёхмерные объекты благодаря технологиям поглощения и рассеивания света. Он просто излучает пучок света, который отталкивается от предметов, расположенных на его пути, и возвращается назад. Таким образом удаётся сформировать силует препятствий, находящихся в зоне видимости, и определить области, свободные от посторонних объектов. Как правило, лидары применяются в системах автопилотирования, выступая в роли глаз беспилотного автомобиля.
Все, что вам нужно знать о новом iPad Pro 2020
Но зачем это смартфону? Ну, на самом деле лидар можно приспособить как минимум для трёх целей. Его можно использовать для распознавания лиц, как поступила Samsung со своим Galaxy S10 5G, который разработчики компании обучили считывать рельеф лица не хуже, чем Face ID. Но поскольку Apple решила установить лидары на заднюю панель своих устройств, логично предположить, что и использоваться они будут если не конкретно для фотосъёмки, то по крайней мере в роли вспомогательного инструмента для камеры. Значит, остаются только два варианта: работа с дополненной реальностью и портретная съёмка.
Дополненная реальность на iPhone
Да, мы знаем, что Apple неровно дышит к дополненной реальности, а лидар может помочь ей в реализации намеченных целей, обучив AR-объекты работать с окружающим пространством и учитывать препятствия, чтобы не проваливаться в текстуры. Но, как видите на представленных выше изображениях, сейчас iPhone довольно неплохо справляются с размещением виртуальных предметов, создавая впечатление вполне материальных. Поэтому единственное, что улучшит лидар, — это замеры при помощи приложения «Линейка», сделав их более точными, и точность позиционирования при размещении виртуальной мебели из приложения «ИКЕА». Других сценариев я придумать пока не могу.
Сравнение iPad Pro 2020 и iPad Pro 2018: стоит ли покупать новинку?
Другое дело – насколько востребована будет эта функция у пользователей. На мой взгляд, AR – это именно та история, которая годится только в качестве вау-фактора. Ну, подумайте сами, сколько раз вы её запустите? Один? Два? Три? Уверен, что не больше, да и то только в первую неделю после покупки, пока хочется протестировать все возможности новинки. Нет, ну правда, вспомните, сколько раз вы пытались запускать AR на своём нынешнем iPhone или iPad? От силы раза полтора. Не изменит ситуацию и лидар, ведь дело не в том, что дополненная реальность плохо совмещается с повседневной, а в том, что это никому не нужно.
Как улучшить портреты на айфоне
Лидар может улучшить портретную съёмку, но зачем, если она на iPhone и так всегда была на высоте?
Портретная съёмка пока выглядит самым вероятным сценарием массового использования лидара. Благодаря тому что он позволяет распознавать трёхмерные объекты, он сможет добиться более естественного и правильного эффекта размытия. Но вот проблема – телеобъективы, которые Apple использовала в iPhone с 2016 года, и так справлялись со своей задачей на 100%. Что-то я не припомню, чтобы кто-то из экспертов негативно отозвался о портретной съёмке даже на iPhone 7 Plus, не говоря уже о более новых моделях. Напротив, флагманские аппараты Apple либо превосходили конкурентов, либо шли с ними вровень, но никак не уступали. Поэтому, в общем, и здесь лидар будет ни к чему.
Почему я думаю, что iPhone 12 не выйдет в сентябре 2020 года
Аналогичного мнения придерживается и Михаил Королёв, основатель AppleInsider.ru:
Можете забросать меня камнями, но я искренне не понимаю, зачем нужно встраивать лидар в iPhone. Ради крутых фоток с размытым фоном или ради дополненной реальности, которой никто никогда не пользовался? Удорожание смартфона в настоящее время — явно не лучшая идея. Лидару место в автомобилях Tesla или роботах Яндекса, которым он нужен для автономного передвижения, но никак не смартфону. Надеюсь, что я не прав и Apple откроет нам глаза на реальные сценарии применения лидара в iPhone 12, но пока верится с трудом, что это произойдёт.
Я бы тоже очень хотел ошибиться и в сентябре узнать, что Apple придумала для лидара в iPhone 12 совершенно гениальное применение, а не вот эти притянутые за уши сценарии вроде AR или портретной съёмки. Но, учитывая, что пока никто даже в теории не придумал, как ещё можно использовать этот аппаратный компонент, меня не покидает стойкое ощущение, что Apple действительно свернула куда-то не туда и уделяет время технологии, которая банально не нужна большинству пользователей.
Как использовать LiDAR: нашли 15 бесплатных приложений для iPhone и iPad
В закладки
LiDAR установлен во все современные модели смартфонов Apple с приставкой Pro, начиная с iPhone 12 Pro и заканчивая iPhone 15 Pro Max, а также в iPad Pro и более новых планшетах компании. Он сканирует пространство и определяет очертания объектов в поле зрения. Подробнее о технологии читайте здесь.
В новых смартфонах, к примеру, именно благодаря ему портретный режим работает вместе с ночным, а в приложении «Рулетка» появляются новые фишки.
Сканер окружения повышает точность взаимодействия с дополненной реальностью и открывает массу дополнительных возможностей. Чтобы раскрыть их на 100%, разработчики массово взялись за новый софт. Мы собрали первые интересные программы в App Store, которые заточены под использование LiDAR.
Обратите внимание: некоторые из приложений в подборке без LiDAR вообще не работают, а другие ограничивают набор своих возможностей.
1. «Рулетка» — быстрое измерение человеческого роста
В стандарте приложение «Рулетка» должно быть установлено на iPhone 12 Pro. Тем не менее, если вы удаляли его на предыдущем смартфоне и использовали восстановление данных для перехода на новый, велика вероятность, что его снова придется загружать из App Store. Благо, это бесплатно.
«Рулетка» определяет размеры объектов с помощью дополненной реальности. Если запустить ее на iPhone 12 Pro и навести видоискатель на человека, приложение тут же покажет его рост. Причем, оно должно справиться с этой задачей, даже если испытуемый сидит.
Остальные возможности программы можно попробовать на любых других смартфонах: рост также получится измерить на них, но лишь вручную.
2. RoomScan LiDAR — создание поэтажных планов дома
Разработчики RoomScan LiDAR утверждают, что новый сенсор Apple идеально подходит для сканирования домов и создания поэтажных планов. Именно поэтому они переработали свой инструмент для работы с дополненной реальностью специально под iPhone 12 Pro, а также актуальную линейку iPad Pro.
Чтобы ускорить процесс сканирование помещений, разработчики RoomScan LiDAR также подключили движок Metal и решили максимально задействовать чипсеты Apple A12z Bionic и Apple A14 Bionic. Результат удивляет: вы можете создать подробный план дома в 3D и спланировать его ремонт.
Создатели приложения отдельно подчеркивают, что технологии, которые они используют в данном приложении, подкреплены патентом соответствующего Бюро США.
Скачать RoomScan LiDAR (бесплатно + покупки)
3. magicplan — планирование ремонта и документация
Еще одно приложение, которое заточено под дизайнеров интерьера и владельцев недвижимости, озадаченных ремонтными работами. Оно также сканирует пространство для создания поэтажных планов помещения. Тем не менее, предлагает больше инструментов для перенесениях их из трех измерений в два.
Разработчики настаивают, что с помощью их приложения работа в полевых условиях упрощается. Речь про создание черновых планов помещения на месте, чего от дизайнера часто требуют заказчики. С iPhone 12 Pro или iPad Pro и LiDAR это можно сделать быстро — для этого же получится использовать отдельные лазерные дальномеры.
Функциональный набор приложения, кроме прочего, также включает работу со сметной и другой документацией, которая точно пригодится подрядчику.
Скачать magicplan (бесплатно + покупки)
4. Hyper Capture: 3D Object Scan — быстрый сканер любых предметов
В iOS 17 наконец-то появилась поддержка Object Capture, чтобы разработчики могли переносить реальные предметы в свои игры. И теперь каждый может за пару минут перенести с помощью камеры своего айфона любой объект из реального мира в 3D-модель.
Object Capture — это API, позволяющий создать качественную, реалистичную 3D‑модель физического объекта буквально за несколько минут, просто сделав снимок при помощи iPhone, iPad или отдельной цифровой камеры.
На данный момент в App Store есть только одно мобильное приложение, использующее Object Capture и именно его вам нужно скачать на свой iPhone. Речь о Hyper Capture: 3D Object Scan.
1. После установки заходите в приложение и смело жмите «+» в правом верхнем углу.
2. Далее введите название будущей модели 3D и нажмите «Create».
Приложение запустит камеру и предложит навести точку на сканируемый объект. Наведите и жмите «Continue». Если приложение выдаёт предупреждение о неподходящих размерах объекта, отдалите или приблизьте камеру.
3. На вашем экране появятся виртуальные трёхмерные границы объекта, которые вы можете отредактировать растянув или сжав рамки пальцем. Нужно сделать так, чтобы объект полностью уместился в виртуальном «кубе».
4. Теперь самое сложное: нужно аккуратно обойти объект со всех сторон, чтобы Lidar выполнил свою функцию и отсканировал предмет со всех сторон.
Для мелких вещей может хватить одного раза, но если у вас недостаточно освещения или объект имеет сложную форму, приложение может попросить обойти предмет еще несколько раз, меняя угол наклона камеры.
Причём во время процесса приложение подсказывает на каком расстоянии от предмета держать камеру, а за ходом сканирования можно следить по интерактивному кольцу, которое наглядно показывает с какой стороны нужно еще раз пройтись с камерой.
Сканировать объект можно где угодно, хоть на улице. Айфон не отвлекается на проходящих людей и проезжающие машины.
5. Heges 3D Scanner — определение объектов через LiDAR и Face ID
Еще одно приложение от предыдущего разработчика, которое может использовать не только LiDAR, но и Face ID. Собственно, поэтому его получится использовать не только на iPhone 12 Pro и iPad Pro, но также на iPhone X, XS, XR, 11, 11 Pro. Готовые «картинки» оно умеет сохранять в форматах STL и PLY.
Кроме прочего, оно также поддерживает возможность шаринга экрана. Это нужно для того, чтобы использовать фронтальную «батарею» камер True Depth, превратив в видоискатель любой другой девайс. Да, с LiDAR весь процесс значительно упрощается, но он пока доступен на ограниченном числе гаджетов.
Кстати, бесплатно с приложением можно только познакомиться. Чтобы активировать запись объекта, эту возможность придется оплатить.
Скачать Heges 3D Scanner (бесплатно + покупки)
6. 3d Scanner App — сканирование объектов в 3D
Еще один сканер для объектов, который переносит их в трехмерное визуальное пространство и дает возможность использовать в форматах USDZ, OBJ, GLTF, GLB, DAE, STL. Их получится перенести в место, смоделированное на любом другом устройстве.
Описанные выше форматы можно добавить в Blender, 3dsMax, SketchUp, Maya и другой подходящий софт для трехмерного моделирования. Важной особенностью приложения является возможность сохранения размеров объектов, которые определяются при сканировании.
Приложение можно использовать абсолютно бесплатно без каких-либо ограничений.
7. AR COPY & PASTE — копирование и вставка трехмерных объектов
Данное приложение предназначено для копирования и вставки трехмерных объектов на iPhone 12 Pro и iPad Pro с помощью LiDAR. Ни на каких других гаджетах, по понятным причинам, оно полноценно не функционирует — можете даже не пробовать.
Собственно, суть программы проста: отсканировать объект и сохранить его или скопировать в другое пространство через дополненную реальность.
8. Hello How Low — видео с дополненной реальностью
Любопытный способ разнообразить свои видеоролики с помощью эффектов, завязанных на дополненной реальности. С помощью LiDAR приложение определяет очертания человека или другого главного объекта и дает возможность вставлять его на любой интересный фон. Получается неординарный результат.
С помощью встроенным покупок в приложении можно значительно расширить список встроенных фильтров.
Скачать Hello How Low (бесплатно + покупки)
9. Record3D — ролики с дополненной реальностью
Еще одно любопытное приложение для создания роликов с использованием дополненной реальности. Оно сканирует объект с помощью Face ID или LiDAR и дает возможность использовать его в видеозаписях. Результат получается сюрреалистическим, но вполне интересным.
Отдельного внимания заслуживает возможность сохранения полученных изображений в формате RGBD для их дальнейшего использования в другом поддерживаемом софте.
Для того, чтобы бесплатно протестировать LiDAR в iPhone 12 Pro или iPad Pro, приложение предлагает три видеозаписи. В дальнейшем его придется приобрести.
Скачать Record3D (бесплатно + покупки)
10. CyberWave — музыкальная визуализация через LiDAR
Без LiDAR данное приложение не работает. С помощью него же оно может создавать визуализацию музыкальных композиций в окружающем пространстве. Достаточно лишь включить программу и активировать воспроизведение любимых треков. Окружающий мир тут же начнет меняться через экран мобильного устройства.
Главное ограничение приложения: оно работает только с музыкой, которая не оснащена через DRM. Поэтому, увы, Apple Music в пролете.
Скачать CyberWave (бесплатно + покупки)
11. EyeMeasure — инструмент для подбора очков
Уникальное приложение, которое превращает смартфон в устройство для измерения параметров, необходимых для покупки очков с индивидуальными линзами.
Оно использует LiDAR для точного измерения расстояния между зрачками на близких и дальних расстояниях, а также высоты сегмента для заказа прогрессивных линз.
Процесс измерения удивительно прост и не требует зеркал, рулеток или других объектов. Точность измерений достигает 0,5 мм, что обеспечивает идеальное соответствие параметров очков.
Можно также просто делиться результатами измерений с продавцом для дальнейшего анализа и измерений в 3D.
В общем, теперь заказывать очки по рецепту в интернете можно с уверенностью, зная, что они будут идеально подходить.
12. SiteScape — продвинутый архитектурный сканер
Ведущий инструмент для 3D-сканирования с помощью LiDAR, разработанный специально для областей архитектуры, инженерии и строительства.
С его помощью можно за секунды получить трехмерные сканы с точностью до дюйма, что идеально подходит для строительных рабочих процессов.
Это технология околокосмического уровня, доступная каждому, позволяющая значительно сократить время и затраты на документирование существующих условий.
SiteScape предлагает уникальную функцию сканирования целых зданий с точностью до дюйма, мгновенно создаёт документацию по объекту, экономит часы работы на полевых измерениях для черчения и моделирования.
Приложение интегрировано с рабочими процессами в строительстве, позволяя без проблем экспортировать сканы в популярные CAD-программы: Revit, AutoCAD, ArchiCAD, Sketchup, Navisworks, Revizto и так далее.
Скачать SiteScape (бесплатно + покупки)
13. Scaniverse — сканер для отдельных объектов разного размера
Уникальное приложение для 3D-сканирования, которое использует фотограмметрию для точной реконструкции объектов, помещений и даже целых зданий и наружных пространств.
Сканы можно опубликовать в социальном пространстве Scaniverse, где их можно просмотреть в 3D или дополненной реальности на любом устройстве с веб-браузером.
Получится также создавать видеоролики для социальных сетей или экспортировать модели в популярные 3D-форматы, включая OBJ, FBX, USDZ и LAS.
Модели, созданные в Scaniverse, метрически точны и могут быть импортированы в программы 3D-моделирования, такие как Blender и Maya, игровые движки Unity и Unreal Engine и многие другие.
Scaniverse улучшит рабочий процесс, позволяя быстро захватывать любой объект в виде 3D-модели для последующей работы.
14. RC Club — уникальный опыт гонок в окружающем мире
Игра предлагает уникальный опыт гонок на радиоуправляемых машинах, использующее передовые технологии дополненной реальности, включая LiDAR.
Игра позволяет испытать гоночный опыт в максимально реалистичной обстановке, где виртуальные машины взаимодействуют с реальными объектами в окружении.
Ощутите, как машина сталкивается с реальными предметами, как на неё действует сила тяжести, ускорение, вес и трение — всё это влияет на поведение транспортного средства, добавляя игре дополнительную глубину и реализм.
Симулятор RC Club предлагает разнообразные режимы управления, от обычного до профессионального, делая игру доступной как для новичков, так и для опытных гонщиков.
Конечно, также можно настраивать внешний вид своей машины, собирать карточки с чертежами для улучшения характеристик и испытывать различные стили вождения – от спортивного до гонок на грузовиках.
Скачать RC Club (бесплатно + покупки)
15. Hot Lava — популярнейшая игра на базе AR
В этой игре вы погружаетесь в мир, где каждый шаг важен, а пол — это лава! Игра пропитана ностальгией по беззаботным дням детства, но с добавлением экстремального элемента выживания.
Вам предстоит бежать, прыгать, карабкаться и скользить по поверхностям, чтобы избежать касания опасной лавы. Главное, всё это — с захватывающим видом от первого лица.
Ваши сноровка и изобретательность будут постоянно испытываться, поскольку каждый уровень требует от вас новых способов преодоления препятствий.
В числе фишек игры возможность объединяться в команды до четырех игроков, где вы сможете совместно преодолевать препятствия или соревноваться друг с другом.
Цель — не только выжить, но и попасть на верхние строчки таблиц лидеров среди друзей и игроков по всему миру.
Скачать Hot Lava (подписка Apple Arcade)
Для чего нужен сканер LIDAR (Лидар) в iPhone и iPad Pro и что это такое?
Если появление дополнительной камеры в iPhone или iPad явно заметно, то оснащение новых устройств Apple датчиком LIDAR многими игнорируется. Что это за технология такая и насколько нужна она широкому кругу пользователей?
Что такое LiDAR?
Само слово LiDAR (Light Detection and Ranging) дословно расшифровывается, как «обнаружение и определение дальности с помощью света». Эта технология активно используется в геодезии, картографии, где излучателем света является лазер.
В системах же ближнего радиуса действия его успешно заменяют светодиоды. Принцип действия LiDAR довольно прост – излучатель испускает световые волны, а приемник получает возращенный от тела отраженный сигнал, при этом учитывается воздействие рассеивающей среды. На основании времени отклика можно определить расстояние до объекта.
Так видит LiDAR окружающий мир:
Датчик LiDAR впервые появился на блоке тыловых камер в 2020 году с выходом iPad Pro и iPhone 12 Pro / iPhone 12 Pro Max.
LiDAR в iPhone 12 Pro и iPhone 12 Pro Max
LiDAR на iPad Pro
Для чего LiDAR в Pro-версиях iPhone и iPad?
LiDAR на iPhone может быть востребован уже сегодня и выполнять практические задачи. Можно говорить о применении технологии в съемке максимально естественных портретов с натуральным эффектом боке. LiDAR помогает волосам, ушам и другим частям тела человека или животных оставаться в фокусе. В будущем возможности этой технологии могут быть расширены и на портретные видео. Но это произойдет в следующих релизах операционной системы или даже с выходом новых моделей iPhone.
Видится возможным использовать LiDAR для сверхточного измерения физических расстояний. В практической жизни любой владелец актуального iPhone или iPad с такой технологией сможет без проблем точно измерить габариты своей квартиры: длину и высоту стен, кривизну пола. Но дело тут не в удовлетворении любопытства, такая информация может оказаться полезной при проведении строительных работ. Обычно там требуются дальномеры и нивелиры, но смартфон с лидаром может их подменить. Есть уже и приложения, которые с помощью лидара сканируют контуры рабочего пространства и затем создают модель производственного помещения, помещая туда трехмерные объекты.
А с учетом факта отличной работы сенсора LiDAR не только в светлое время суток, но и в темное, эта камера используется для улучшения Ночного режима съемки на iPhone и iPad линейки Pro. Датчик отлично распознает объекты, что позволяет до 6 раз быстрее наводиться автофокусу. В результате резко уменьшится число ночных фотографий, в которых фокус оказался сбитым.
Есть и еще одна сфера применения технологии LiDAR. По утверждению компании, этот элемент был недостающим для реализации революционных приложений дополненной реальности. Датчик LIDAR от Apple способен измерять дистанцию до объектов на расстоянии до 5 метров, работая как в помещении, так и на улице. Операционная система объединяет эту информацию с данными камер, датчиков движения и обрабатывает с помощью алгоритмов компьютерного зрения. Это помогает iPhone и iPad Pro быстрее и лучше размещать на проанализированной сцене объекты дополненной реальности. Можно не сомневаться, что благодаря LIDAR уровень AR вырастет, даруя новые ощущения от возможностей техники Apple.
Надо сказать, что компания давно уже пытается освоить поле дополненной реальности, работая над соответствующим программным и аппаратным обеспечением еще с 2017 года. Тогда была представлена платформа ARKit для разработки под iOS подобных приложений. С тех пор каждое крупное обновление операционной системы появляется с демоверсией технологии AR, будь то Minecraft или Lego. И каждое улучшение камер или процессора неявно обещает и очередное улучшение технологии. Но пока еще не так много реальных возможностей ее применения.
Созданное на основе ARKit приложение автоматически и мгновенно получает информацию о размещении объектов в поле зрения камеры, улучшенный захват движения для вовлечения людей. Появление датчика LIDAR привело к обновлению ARKit и появлению нового Scene Geometry API, которое как раз и позволит использовать новый сканер для реализации невозможных ранее сценариев.
Вполне возможно, что датчик LIDAR даст новый импульс этой истории. И уже появляются приложения, использующие новую возможность устройств Apple. Так, в Apple Arcade появилась игра Hot Lava, которая превращает жилую комнату в игровую поверхность.
Устройство сканирует помещение и размещает в нем виртуальное поле из лавы и платформы для прыжков персонажа. Приложение Shapr3D позволяет отсканировать комнату, а потом создает ее трехмерную модель для последующего редактирования. Похожий функционал и у IKEA Place, которая после анализа комнаты поможет подобрать для нее мебель.
Сканер LIDAR улучшит приложение Рулетка для вычисления габаритов материальных объектов. В нем появилась виртуальная рулетка для более детальных измерений.
Пока сфера дополненной реальности является удивительной, но вовсе не неотъемлемой частью нашей жизни. Компания Apple планомерно, шаг за шагом, делает все, чтобы это исправить. Можно только поприветствовать такое намерение разнообразить наше будущее. А сканер LIDAR – важный инструмент на пути реализации технологии.
�� Смотрите также:
- Все функции кнопок оригинальных наушников из комплекта iPhone.
- Как открыть скрытый конвертер валют, физ величин и калькулятор на iPhone и iPad.
- Возможности iPhone при использовании ночью или в темноте.
�� Мы в Telegram и YouTube, подписывайтесь!
Lidar: что это за технология и зачем она нужна
Наверняка все, кто следил за линейкой устройств от Apple, обратили внимание на то, что в самых дорогих моделях появились сенсоры Lidar. Широко разрекламирована их возможность помогать в съемке более качественных фото, но что это за технология и для чего еще она нужна? Давайте разбираться.
- Что такое лидар (LiDAR)?
- Принцип работы лидара
- Где используют LiDAR
- LiDAR в быту
- Зачем лидар в смартфонах и планшетах
- Перспективы развития технологи лидар
Что такое лидар (LiDAR)?
Сам по себе лидар — это технология, активно использующаяся в геодезии и картографии. Она позволяет строить трехмерные модели и различные карты, будь то различные строительные объекты или природная окружающая среда.
Само слово lidar расшифровывается как Light Identification Detection and ranging — то есть измерение расстояний с помощью света. Это название неспроста звучит схоже со словом «радар» — принцип действия устройств очень схож, но в лидарах используются волны оптического диапазона (то есть световые лучи), а в радарах — радиоволны.
Принцип работы лидара
Впервые технология начала применяться еще в 60-е годы — тогда в сканерах lidar использовались лазеры, а сами устройства с этой технологией устанавливали на самолеты. Полноценно развернуть использование Lidar удалось лишь в 80-е, когда полученные с помощью сканеров данные можно было соотнести с информацией из систем GPS.
Рассказать о том, как работает лидар, достаточно просто: в каком-то смысле технологию можно описать как «бумеранг». В основе работы устройств типа lidar сканер лежит использование лазерных лучей. Сканер выпускает луч, который отражается от впереди стоящего объекта и возвращается в сканер. Зная скорость света (299 792 458 метров в секунду), они могут рассчитать, какое расстояние прошел луч до того, как отразился от объекта и вернулся в сканер. Обычно лидарные датчики могут генерировать по 1 000 000 таких импульсов в секунду, создавая таким образом массив точек, из которых в дальнейшем и строятся различные карты и модели.
То есть лидар — это, простыми словами, лазерный дальномер. Он составляет точные карты местности из набора координат, которые получает во время расчета траектории лазерных лучей, выпущенных из специального сканера.
Ранее мы рассказывали:
Что такое GPS-система и как она работает
Где используют LiDAR
Сейчас технология лидар по-прежнему чаще всего используется для географических нужд и создания точных моделей и трехмерных карт местности. Хотя лидарами пользуются не только картографы, но и те ученые, кто изучает атмосферные явления. Например, климатологам LiDAR позволяет определять состав атмосферы и проводить исследование облаков, испарений, и на основе этих данных строить прогнозы по глобальному потеплению. Океанографы пользуются профессиональным лазерным дальномером для отслеживания береговой эрозии, а ботаники с помощью лидаров следят за состоянием лесов на Земле.
LiDAR отлично подходит для изучения газового состава атмосферы, потому что разные газы поглощают лазерные лучи с различной интенсивностью. И запустив луч с самолета с определенной высоты и зная, на каком уровне находится поверхность в этой точке, принцип работы лидара позволяет узнать, какие газы преобладают в этом конкретном месте. Такое использование лидара уже называют DiAL, то есть LiDAR с дифференциальным поглощением.
Также лидарами пользуются полицейские! То, что часто называют «полицейским радаром», на деле оказывается лазерным сканером, с помощью которого хранители правопорядка определяют нарушителей скоростного режима. Подобные портативные приборы чаще всего используют длину волны 905 нм, что является дешевым, безопасным и эффективным решением.
Помимо профессионального применения, точные датчики иногда используются и в более приземленных задачах. На основе данных с систем LiDAR строятся 3D-модели, проводятся 3D-сканирования различных объектов, а специалисты измеряют длину участков для кадастровых служб.
LiDAR в быту
Но для чего нужен лидар в повседневной жизни? На самом деле, мы сталкиваемся с лидарами сильно чаще, чем может показаться. Помимо уже упомянутых полицейских со скоростными лидарами и приборов для измерения расстояний (при кадастровых работах), лидары встречаются и в технике, которой мы ежедневно пользуемся.
Например, сегодня система мониторинга лидар встраивается в частные умные дома. Там лидары рассматриваются в качестве альтернативы другим датчикам, определяющими передвижение в пространстве.
А прямо сейчас системы LiDAR уже давно устанавливают на продвинутые модели роботов-пылесосов, что позволяет им создавать точную карту стен и препятствий, которые могут встретиться во время уборки квартиры. На практике это выглядит как отдельный блок, вращающийся на 360 градусов, — он-то и занимается лазерным сканированием. Впрочем, тут есть один забавный казус: лидар плохо справляется с зеркалами, поскольку принимает их не за препятствие, а за еще одно пространство.
По похожему принципу работают и лидары в умных автомобилях. Яндекс еще в 2021 году оснастил все свои беспилотные машины лидарами собственной разработки, что позволяет авто хорошо ориентироваться в местности, сверяя полученную с датчика информацию с установленным программным обеспечением и данными GPS-системы. При этом современный датчик lidar позволяет заблаговременно узнать обо всех происходящих событиях — например, лидар от «Яндекса» распознает легковые автомобили за 200 метров, а грузовые — за 500.
Фото: Википедия, Shvicha
На разработку собственного LiDAR у Яндекса ушло более двух с половиной лет, однако в итоге у них получилось устройство, лишенное подвижных частей. Это позволяет сохранять его работоспособность на более длительный период. Аналогичные датчики ставит на свои беспилотные автомобили и Mercedes-Benz, только немецкий производитель решил не сам разрабатывать решение, а заказал его у компании Luminar Technologies.
Зачем лидар в смартфонах и планшетах
В 2020 году в устройствах apple впервые появились датчики LiDAR — это были модели iPad Pro и iPhone 12 Pro/Pro Max. До сих пор наличие сенсора лидар является прерогативой высшего сегмента устройств калифорнийской компании. С помощью этого датчика некоторые функции девайсов выходят на совершенно новый уровень качества.
Так, например, сильно повышается естественность фотографий с эффектом боке. Именно LiDAR помогает объектам на переднем плане быть в идеальном фокусе — на телефонах без этого сенсора волосы, части ушей и другие небольшие объекты могут быть проигнорированы алгоритмом и затеряются на общем фоне. А благодаря применению лазерных дальномеров в айфонах детализация и качество таких фото значительно выросли.
Помимо боке, LiDAR также используется для улучшения ночных изображений. Так, в уже существующих моделях iPhone Pro и iPad Pro с лидаром скорость автофокуса и наведения в ночное время увеличивается в шесть раз, что позволяет сделать больше качественных фото без сбитого фокуса.
Устройства с поддержкой LiDAR также позволяют повысить точность измерения таких инструментов, как виртуальная линейка и дальномер. Каждый владелец современных iPhone и iPad может точно узнать габариты своей квартиры, вымерять длину и высоту стен и даже измерить кривизну пола. Точность полученных данных позволяет использовать эту информацию в настоящем строительстве и сэкономить на покупке дополнительного оборудования или услугах специалистов с помощью стандартных приложений apple.
Перспективы развития технологи лидар
Серьезной перспективой для развития и еще более широкого использования технологии LiDAR является дополненная реальность. Также известная как AR, в отличие от полностью виртуальной реальности она базируется на работе с реальным изображением, а для точного определения объектов в пространстве сенсоры LiDAR гораздо лучше подходят, чем обработка информации с помощью нейросетей.
Это уже сейчас можно увидеть на примере той же техники Apple — компания развивает свое AR-направление еще с 2017 года, и особенно хорошо оно работает именно на устройствах с сенсорами LiDAR. Встроенные датчики способны измерять расстояние до объектов в пределах пяти метров, а затем объединять полученные данные с помощью систем компьютерного зрения.
С каждым крупным обновлением операционной системы Apple стремится представить и новый функционал для AR, в том числе развивая набор утилит для разработчиков ARKit. Вместе с выходом устройств с LiDAR компания как раз добавила в него возможность получать данные с помощью датчика лидар, что сильно улучшило качество отображения виртуальных объектов на экране смартфона.
Распространению LiDAR отчасти мешает высокая стоимость таких девайсов. В профессиональной технике используются точные сенсоры, и стоимость одной единицы может доходить до 800–1200 долларов. В бытовую технику, где дальность измерений существенно ниже, как и необходимость в точности, можно ставить датчики стоимостью до 100 долларов, но даже в случае с iPhone премиальных сегментов это практически одна десятая от его цены.
Если в будущем технология станет заметно дешевле, то и количество использующих ее производителей возрастет. А пока даже инноватор Илон Маск не спешит устанавливать LiDAR в свои автомобили Tesla: по заявлениям бизнесмена, это дорогая и бессмысленная технология, которую полностью сможет заменить набор камер и компьютерное зрение. Впрочем, пока что даже у автопилота Tesla случаются осечки.
Ранее мы рассказывали:
Что такое OLED-дисплей в телевизорах и почему вам нужен телевизор с такой технологией
Любите делиться своим мнением о технике? Тогда напишите обзор товара в «Эльдоблоге» и получите до 1000 бонусов на новые покупки!