ទីមួយ តើកាមេរ៉ាពេលវេលាហោះហើរជាអ្វី?

កាមេរ៉ា Time-of-flight (ToF) គឺជាប្រភេទបច្ចេកវិទ្យាចាប់ជម្រៅមួយប្រភេទ ដែលវាស់ចម្ងាយរវាងកាមេរ៉ា និងវត្ថុនៅក្នុងឈុតឆាក ដោយប្រើប្រាស់ពេលវេលាដែលត្រូវការសម្រាប់ពន្លឺធ្វើដំណើរទៅកាន់វត្ថុ និងត្រឡប់មកកាមេរ៉ាវិញ។ ពួកវាត្រូវបានគេប្រើជាទូទៅនៅក្នុងកម្មវិធីផ្សេងៗដូចជា បច្ចេកវិទ្យាការពិតបន្ថែម មនុស្សយន្ត ការស្កេន 3D ការសម្គាល់កាយវិការ និងច្រើនទៀត។

កាមេរ៉ា ToFដំណើរការដោយបញ្ចេញសញ្ញាពន្លឺ ជាធម្មតាពន្លឺអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ ហើយវាស់ពេលវេលាដែលត្រូវការសម្រាប់សញ្ញាដើម្បីលោតត្រឡប់មកវិញបន្ទាប់ពីប៉ះនឹងវត្ថុនៅក្នុងកន្លែងកើតហេតុ។ ការវាស់ពេលវេលានេះត្រូវបានប្រើដើម្បីគណនាចម្ងាយទៅកាន់វត្ថុ ដោយបង្កើតផែនទីជម្រៅ ឬការតំណាង 3D នៃកន្លែងកើតហេតុ។

ពេលវេលានៃកាមេរ៉ាហោះហើរ

បើប្រៀបធៀបទៅនឹងបច្ចេកវិទ្យាចាប់ជម្រៅផ្សេងទៀតដូចជាពន្លឺដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធ ឬចក្ខុវិស័យស្តេរ៉េអូ កាមេរ៉ា ToF ផ្តល់នូវគុណសម្បត្តិជាច្រើន។ ពួកវាផ្តល់ព័ត៌មានជម្រៅពេលវេលាជាក់ស្តែង មានការរចនាសាមញ្ញ និងអាចដំណើរការក្នុងលក្ខខណ្ឌពន្លឺផ្សេងៗ។ កាមេរ៉ា ToF ក៏មានទំហំតូច និងអាចបញ្ចូលទៅក្នុងឧបករណ៍តូចៗដូចជាស្មាតហ្វូន ថេប្លេត និងឧបករណ៍ពាក់បាន។

កម្មវិធីនៃកាមេរ៉ា ToF មានភាពចម្រុះ។ នៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យាការពិតបន្ថែម កាមេរ៉ា ToF អាចរកឃើញជម្រៅនៃវត្ថុបានយ៉ាងត្រឹមត្រូវ និងបង្កើនភាពប្រាកដនិយមនៃវត្ថុនិម្មិតដែលដាក់ក្នុងពិភពពិត។ នៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យាមនុស្សយន្ត ពួកវាអនុញ្ញាតឱ្យមនុស្សយន្តយល់ឃើញបរិស្ថានជុំវិញខ្លួន និងរុករកឧបសគ្គបានកាន់តែមានប្រសិទ្ធភាព។ នៅក្នុងការស្កេន 3D កាមេរ៉ា ToF អាចចាប់យកធរណីមាត្រនៃវត្ថុ ឬបរិស្ថានបានយ៉ាងឆាប់រហ័សសម្រាប់គោលបំណងផ្សេងៗដូចជា ការពិតនិម្មិត ការលេងហ្គេម ឬការបោះពុម្ព 3D។ ពួកវាក៏ត្រូវបានប្រើនៅក្នុងកម្មវិធីជីវមាត្រផងដែរ ដូចជាការសម្គាល់មុខ ឬការសម្គាល់កាយវិការដៃ។

二សមាសធាតុនៃកាមេរ៉ាពេលវេលាហោះហើរ

កាមេរ៉ា​ថត​ពេល​វេលា​ហោះហើរ (ToF)មានសមាសធាតុសំខាន់ៗជាច្រើនដែលធ្វើការរួមគ្នាដើម្បីអាចឱ្យមានការចាប់ជម្រៅ និងការវាស់ចម្ងាយ។ សមាសធាតុជាក់លាក់អាចប្រែប្រួលអាស្រ័យលើការរចនា និងអ្នកផលិត ប៉ុន្តែខាងក្រោមនេះគឺជាធាតុផ្សំជាមូលដ្ឋានដែលជាធម្មតាត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងប្រព័ន្ធកាមេរ៉ា ToF៖

ប្រភពពន្លឺ៖

កាមេរ៉ា ToF ប្រើប្រភពពន្លឺដើម្បីបញ្ចេញសញ្ញាពន្លឺ ជាធម្មតាក្នុងទម្រង់ជាពន្លឺអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ (IR)។ ប្រភពពន្លឺអាចជា LED (Light-Emitting Diode) ឬឡាស៊ែរឌីយ៉ូដ អាស្រ័យលើការរចនារបស់កាមេរ៉ា។ ពន្លឺដែលបញ្ចេញនោះធ្វើដំណើរឆ្ពោះទៅរកវត្ថុនៅក្នុងឈុតឆាក។

អុបទិក៖

កែវថតប្រមូលពន្លឺឆ្លុះបញ្ចាំង ហើយបង្កើតរូបភាពបរិស្ថានទៅលើឧបករណ៍ចាប់រូបភាព (អារេប្លង់ប្រសព្វ)។ តម្រងឆ្លងកាត់កម្រិតពន្លឺអុបទិកឆ្លងកាត់តែពន្លឺដែលមានរលកពន្លឺដូចគ្នានឹងឯកតាបំភ្លឺប៉ុណ្ណោះ។ វាជួយទប់ស្កាត់ពន្លឺដែលមិនពាក់ព័ន្ធ និងកាត់បន្ថយសំឡេងរំខាន។

ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញារូបភាព៖

នេះ​គឺជា​បេះដូង​នៃ​កាមេរ៉ា TOF។ ភីកសែល​នីមួយៗ​វាស់​ពេលវេលា​ដែល​ពន្លឺ​បាន​ចំណាយ​ដើម្បី​ធ្វើដំណើរ​ពី​អង្គភាព​បំភ្លឺ (ឡាស៊ែរ ឬ LED) ទៅ​កាន់​វត្ថុ ហើយ​ត្រឡប់​ទៅ​អារេ​ប្លង់​ប្រសព្វ​វិញ។

សៀគ្វីកំណត់ពេលវេលា៖

ដើម្បីវាស់ពេលវេលាហោះហើរបានត្រឹមត្រូវ កាមេរ៉ាត្រូវការសៀគ្វីកំណត់ពេលវេលាច្បាស់លាស់។ សៀគ្វីនេះគ្រប់គ្រងការបញ្ចេញសញ្ញាពន្លឺ ហើយរកឃើញពេលវេលាដែលពន្លឺត្រូវការដើម្បីធ្វើដំណើរទៅកាន់វត្ថុ និងត្រឡប់មកកាមេរ៉ាវិញ។ វាធ្វើសមកាលកម្មដំណើរការបញ្ចេញ និងរកឃើញ ដើម្បីធានាបាននូវការវាស់ចម្ងាយត្រឹមត្រូវ។

ការកែប្រែ៖

ខ្លះកាមេរ៉ា ToFបញ្ចូលបច្ចេកទេសកែប្រែចម្ងាយដើម្បីបង្កើនភាពត្រឹមត្រូវ និងភាពរឹងមាំនៃការវាស់វែងចម្ងាយ។ កាមេរ៉ាទាំងនេះកែប្រែសញ្ញាពន្លឺដែលបញ្ចេញជាមួយនឹងលំនាំ ឬប្រេកង់ជាក់លាក់មួយ។ ការកែប្រែនេះជួយបែងចែកពន្លឺដែលបញ្ចេញចេញពីប្រភពពន្លឺព័ទ្ធជុំវិញផ្សេងទៀត និងបង្កើនសមត្ថភាពរបស់កាមេរ៉ាក្នុងការបែងចែករវាងវត្ថុផ្សេងៗគ្នានៅក្នុងឈុតឆាក។

ក្បួនដោះស្រាយការគណនាជម្រៅ:

ដើម្បីបំលែងការវាស់វែងពេលវេលាហោះហើរទៅជាព័ត៌មានជម្រៅ កាមេរ៉ា ToF ប្រើប្រាស់ក្បួនដោះស្រាយទំនើប។ ក្បួនដោះស្រាយទាំងនេះវិភាគទិន្នន័យពេលវេលាដែលទទួលបានពីឧបករណ៍ចាប់ពន្លឺ ហើយគណនាចម្ងាយរវាងកាមេរ៉ា និងវត្ថុនៅក្នុងឈុតឆាក។ ក្បួនដោះស្រាយការគណនាជម្រៅច្រើនតែពាក់ព័ន្ធនឹងការទូទាត់សងសម្រាប់កត្តាដូចជាល្បឿនសាយភាយពន្លឺ ពេលវេលាឆ្លើយតបរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា និងការជ្រៀតជ្រែកពន្លឺព័ទ្ធជុំវិញ។

លទ្ធផលទិន្នន័យជម្រៅ៖

នៅពេលដែលការគណនាជម្រៅត្រូវបានអនុវត្ត កាមេរ៉ា ToF ផ្តល់នូវលទ្ធផលទិន្នន័យជម្រៅ។ លទ្ធផលនេះអាចមានទម្រង់ជាផែនទីជម្រៅ ពពកចំណុច ឬការតំណាង 3D នៃកន្លែងកើតហេតុ។ ទិន្នន័យជម្រៅអាចត្រូវបានប្រើដោយកម្មវិធី និងប្រព័ន្ធដើម្បីបើកមុខងារផ្សេងៗដូចជាការតាមដានវត្ថុ ការពិតបន្ថែម ឬការរុករកដោយមនុស្សយន្ត។

វាជារឿងសំខាន់ក្នុងការកត់សម្គាល់ថា ការអនុវត្តជាក់លាក់ និងសមាសធាតុនៃកាមេរ៉ា ToF អាចប្រែប្រួលទៅតាមក្រុមហ៊ុនផលិត និងម៉ូដែលផ្សេងៗគ្នា។ ការរីកចម្រើននៃបច្ចេកវិទ្យាអាចណែនាំមុខងារ និងការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពបន្ថែម ដើម្បីកែលម្អដំណើរការ និងសមត្ថភាពនៃប្រព័ន្ធកាមេរ៉ា ToF។

三, កម្មវិធី

កម្មវិធីសម្រាប់យានយន្ត

កាមេរ៉ា​កំណត់​ពេលវេលា​ហោះហើរត្រូវបានប្រើក្នុងមុខងារជំនួយ និងសុវត្ថិភាពសម្រាប់កម្មវិធីរថយន្តកម្រិតខ្ពស់ ដូចជាសុវត្ថិភាពអ្នកថ្មើរជើងសកម្ម ការរកឃើញមុនពេលប៉ះទង្គិច និងកម្មវិធីក្នុងផ្ទះដូចជាការរកឃើញចេញពីទីតាំង (OOP)។

ការអនុវត្តកាមេរ៉ា ToF

ចំណុចប្រទាក់មនុស្ស-ម៉ាស៊ីន និងហ្គេម

As កាមេរ៉ា​កំណត់​ពេល​ហោះហើរដោយផ្តល់រូបភាពចម្ងាយក្នុងពេលវេលាជាក់ស្តែង វាងាយស្រួលក្នុងការតាមដានចលនារបស់មនុស្ស។ នេះអនុញ្ញាតឱ្យមានអន្តរកម្មថ្មីជាមួយឧបករណ៍ប្រើប្រាស់ដូចជាទូរទស្សន៍។ ប្រធានបទមួយទៀតគឺប្រើកាមេរ៉ាប្រភេទនេះដើម្បីធ្វើអន្តរកម្មជាមួយហ្គេមនៅលើម៉ាស៊ីនហ្គេមវីដេអូ។ ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា Kinect ជំនាន់ទីពីរដែលដើមឡើយរួមបញ្ចូលជាមួយម៉ាស៊ីនហ្គេម Xbox One បានប្រើកាមេរ៉ាពេលវេលាហោះហើរសម្រាប់ការថតរូបភាពចម្ងាយរបស់វា ដែលអាចឱ្យចំណុចប្រទាក់អ្នកប្រើប្រាស់ធម្មជាតិ និងកម្មវិធីលេងហ្គេមដោយប្រើចក្ខុវិស័យកុំព្យូទ័រ និងបច្ចេកទេសសម្គាល់កាយវិការ។

ក្រុមហ៊ុន Creative និង Intel ក៏ផ្តល់ជូននូវកាមេរ៉ាប្រភេទ Interactive Gesture Time-of-Flight ស្រដៀងគ្នាសម្រាប់ការលេងហ្គេមផងដែរ គឺ Senz3D ដែលផ្អែកលើកាមេរ៉ា DepthSense 325 របស់ Softkinetic។ Infineon និង PMD Technologies អាចឱ្យកាមេរ៉ាជម្រៅ 3D រួមបញ្ចូលគ្នាតូចៗសម្រាប់ការគ្រប់គ្រងកាយវិការចម្ងាយជិតនៃឧបករណ៍ប្រើប្រាស់ដូចជាកុំព្យូទ័រ all-in-one និងកុំព្យូទ័រយួរដៃ (កាមេរ៉ា Picco flexx និង Picco monstar)។

ការអនុវត្តកាមេរ៉ា ToF នៅក្នុងហ្គេម

កាមេរ៉ាស្មាតហ្វូន

ស្មាតហ្វូនជាច្រើនមានកាមេរ៉ាថតពេលហោះហើរ (time-of-flight camera)។ ទាំងនេះភាគច្រើនត្រូវបានប្រើដើម្បីកែលម្អគុណភាពរូបថតដោយផ្តល់ព័ត៌មានអំពីផ្ទៃខាងមុខ និងផ្ទៃខាងក្រោយដល់កម្មវិធីកាមេរ៉ា។ ទូរស័ព្ទចល័តដំបូងគេដែលប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យាបែបនេះគឺ LG G3 ដែលចេញលក់នៅដើមឆ្នាំ 2014។

ការអនុវត្តកាមេរ៉ា ToF នៅក្នុងទូរស័ព្ទដៃ

ការវាស់វែង និងចក្ខុវិស័យម៉ាស៊ីន

កម្មវិធីផ្សេងទៀតគឺជាភារកិច្ចវាស់វែង ឧទាហរណ៍សម្រាប់កម្ពស់បំពេញក្នុងស៊ីឡូ។ នៅក្នុងចក្ខុវិស័យម៉ាស៊ីនឧស្សាហកម្ម កាមេរ៉ាពេលវេលាហោះហើរជួយចាត់ថ្នាក់ និងកំណត់ទីតាំងវត្ថុសម្រាប់ប្រើប្រាស់ដោយមនុស្សយន្ត ដូចជាវត្ថុដែលឆ្លងកាត់លើឧបករណ៍បញ្ជូន។ ការគ្រប់គ្រងទ្វារអាចបែងចែកបានយ៉ាងងាយស្រួលរវាងសត្វ និងមនុស្សដែលទៅដល់ទ្វារ។

បច្ចេកវិទ្យាមនុស្សយន្ត

ការប្រើប្រាស់កាមេរ៉ាទាំងនេះមួយទៀតគឺវិស័យមនុស្សយន្ត៖ មនុស្សយន្តចល័តអាចបង្កើតផែនទីនៃបរិស្ថានជុំវិញខ្លួនបានយ៉ាងឆាប់រហ័ស ដែលអាចឱ្យពួកវាជៀសវាងឧបសគ្គ ឬដើរតាមមនុស្សដែលនាំមុខគេ។ ដោយសារតែការគណនាចម្ងាយគឺសាមញ្ញ ថាមពលគណនាតិចតួចប៉ុណ្ណោះត្រូវបានប្រើប្រាស់។ ដោយសារតែកាមេរ៉ាទាំងនេះក៏អាចត្រូវបានប្រើដើម្បីវាស់ចម្ងាយផងដែរ ក្រុមសម្រាប់ការប្រកួតប្រជែងមនុស្សយន្ត FIRST ត្រូវបានគេដឹងថាប្រើប្រាស់ឧបករណ៍ទាំងនេះសម្រាប់ទម្លាប់ស្វ័យប្រវត្តិ។

ភូមិសាស្ត្រផែនដី

កាមេរ៉ា ToFត្រូវបានប្រើដើម្បីទទួលបានគំរូកម្ពស់ឌីជីថលនៃសណ្ឋានដីលើផ្ទៃផែនដី សម្រាប់ការសិក្សាអំពីភូគព្ភសាស្ត្រ។

ការអនុវត្តកាមេរ៉ា ToF ក្នុងភូមិសាស្ត្រ