Cảm biến LiDAR là gì và nó có tác dụng gì trên iPhone?

Trong sự kiện ra mắt iPhone 12 series thì Apple cũng đã lần đầu tiên công bố máy quét LiDAR được tích hợp trên điện thoại. Vậy cảm biến LiDAR là gì và nó có tác dụng gì trên iPhone thì bài viết sau đây sẽ giúp bạn hiểu rõ. 

LiDAR là gì?

LiDAR thật ra là chữ viết tắt của Light Detection and Ranging. Đây là một kĩ thuật giám sát dùng các xung ánh sáng laser để ghi nhận khoảng cách giữa hai vật thể. Đối với một thiết bị LiDAR thường sẽ có 4 thành phần chính: bộ phát laser, máy quét, bộ thu tín hiệu laser trở về và một thiết bị định vị.

Nói cho dễ hiểu thì về bản chất, LiDAR sẽ phát ra hàng ngàn tia laser mỗi giây, với mỗi tia laser sẽ đi đến một điểm của vật thể gần nhất mà nó gặp phải, sau đó sẽ có tín hiệu quay trở lại LiDAR. Nhờ có bộ thu phát laser này mà LiDAR có thể đo được thời gian tín hiệu đi và trở về, nhờ đó có thể tính toán được khoảng cách từ LiDAR đến vật thể đó. Nó hoạt động tương tự như radar, chỉ khác biệt ở chỗ radar sẽ sử dụng sóng vô tuyến còn LiDAR sử dụng ánh sáng hồng ngoại mà thôi.

Bằng cách bắn hàng nghìn tia laser mỗi giây, máy quét LiDAR không chỉ có thể cung cấp các phép đo khoảng cách theo thời gian thực mà còn cả các phép đo kích thước vật thể. Từ đó có thể được sử dụng để tạo mô hình 3D, cải thiện khả năng lấy nét tự động của máy ảnh, cung cấp trải nghiệm thực tế tăng cường chính xác hơn và hơn thế nữa.

Ứng dụng gần nhất và dễ thấy nhất của LiDAR trong cuộc sống hàng ngày đó chính là máy bắn tốc độ của cảnh sát giao thông. Ngoài ra nó được sử dụng trong ô tô tự lái, xây dựng, xây dựng mô hình 3D và các công ty đang đưa ra nhiều cách sáng tạo hơn để sử dụng công nghệ hàng ngày - các đường đua Project CARS đã được quét bằng LiDAR để cung cấp hình ảnh kỹ thuật số chính xác. 

LiDAR thường hoạt động ở quy mô nhỏ hơn nhiều so với radar, mặc dù khả năng chính xác sẽ phụ thuộc vào máy quét LiDAR được đề cập. Trong khi máy quét LiDAR trên iPhone 12 Pro và iPad Pro có thể phát hiện các đối tượng cách xa tới 5 mét, máy quét LiDAR được sử dụng trong ô tô tự lái có phạm vi tốt hơn nhiều - nó phải có khả năng nhìn thấy giao thông đang đến, người đi bộ, biển báo giao thông và các mối nguy tiềm ẩn trên đường.

LiDAR làm được gì trên iPhone 12 Pro?

Lý do chính mà Apple quyết định trang bị máy quét LiDAR trên iPhone 12 Pro là để cải thiện hiệu suất thực tế tăng cường, cung cấp cho các ứng dụng nhiều thông tin hơn về môi trường để có trải nghiệm AR mượt mà hơn, chính xác hơn về mặt không gian. Hiệu suất AR rất tốt trên toàn bộ iPhone 12 series, nhưng máy quét LiDAR của iPhone 12 Pro/12 Pro Max thực hiện công việc tốt hơn đáng kể trong việc nhận dạng môi trường và cố định các đối tượng ảo trong thế giới thực.

Không chỉ dừng lại ở việc cải thiện hiệu suất AR, máy quét LiDAR trên iPhone 12 Pro còn có thể làm nhiều hơn thế nữa và lần đầu tiên, bạn sẽ có thể hướng máy ảnh của mình vào ai đó và nhận được phép đo chiều cao chính xác.

Ngoài ra còn có những cải tiến đối với trải nghiệm máy ảnh tổng thể, đặc biệt là khi chụp ảnh trong điều kiện ánh sáng yếu. Phần còn lại của iPhone 12 Pro dựa trên công nghệ "pixel lấy nét" của Apple, về cơ bản là phiên bản lấy nét tự động theo pha (PDAF) của Apple được tìm thấy trên các đối thủ Android. Vấn đề là giống như hầu hết các đối thủ cạnh tranh, công nghệ này dựa vào ánh sáng để xác định tiêu điểm, đó là lý do tại sao những bức ảnh đêm đôi khi có thể bị mờ.

Tuy nhiên, bằng cách sử dụng máy quét LiDAR để đo khoảng cách giữa iPhone và chủ thể của bức ảnh, nó không cần phải dựa vào ánh sáng môi trường để có được tiêu điểm chính xác. Điều này sẽ giúp bạn dễ dàng có được một bức ảnh ban đêm tuyệt vời trong lần thử đầu tiên, đặc biệt là khi sử dụng chế độ Ban đêm chuyên dụng.

Có thể quét 3D bằng iPhone 12 Pro không?

Mặc dù LiDAR làm rất tốt trong việc quét các tòa nhà, môi trường và các đối tượng khác, nhưng nó không đủ chính xác để quét các đối tượng một cách chính xác.

Trong khi phát triển một ứng dụng để làm bằng chứng cho khái niệm sử dụng máy quét LiDAR để quét 3D cho các đối tượng và in chúng bằng máy in 3D, de With phát hiện ra rằng “đầu ra của hệ thống hiện tại không đủ chính xác”. Nó đã được thử nghiệm với iPad Pro, không phải iPhone 12 Pro, nhưng hai sản phẩm có cùng hệ thống LiDAR nên kết quả dự kiến ​​sẽ giống hệt nhau.

Nhưng bạn đừng hoàn toàn thất vọng: trong một bài đăng blog trên trang web Halide , de With tuyên bố rằng “đó là một điểm khởi đầu tuyệt vời cho một mô hình 3D, vì tất cả các tỷ lệ sẽ rất chính xác”. Bạn chỉ cần làm sạch chúng trước khi in.

Vì vậy, mặc dù bạn sẽ không có được các mô hình 3D cao cấp bằng cách sử dụng máy quét LiDAR trên iPhone, nhưng nó có thể cung cấp cho bạn một mô hình cơ sở để làm việc.

LiDAR có được sử dụng cho Face ID không?

Câu trả lời là không - trong khi máy quét Face ID sử dụng ma trận điểm 3D để đo tỷ lệ khuôn mặt và xác nhận danh tính của bạn, nó sẽ không đo khoảng cách. Nó được thiết kế để sử dụng trong khoảng cách cực kỳ gần với độ chi tiết cao, trong khi máy quét LiDAR mặt sau được thiết kế để xác định và đo các đối tượng cách xa đến 5m.

Trên đây là tất cả những gì bạn cần biết để hiểu rõ về LiDAR. Hy vọng bài viết này sẽ hữu ích với bạn.