حسگر LiDAR در آیفون‌های اپل چگونه کار می‌کند؟

آیفون 12 پرو نخستین گوشی هوشمند کمپانی اپل بوده که در پشت خود از اسکنر تشخیص نور و فاصله‌ (LiDAR) برخوردار است. سنسور LiDAR در ایفون چیست و اپل چه برنامه‌ای برای آن در آینده دارد؟ در ادامه به پاسخ این پرسش‌ها می‌پردازیم.

سنسور LiDAR در ایفون چیست؟

یک حسگر LiDAR فاصله بین خود و یک شی را با محاسبه مدت زمان ارسال و بازگشت یک پرتو نوری (لیزر)، اندازه‌گیری می‌کند. این فناوری همانند رادار بوده، البته با این تفاوت که به جای امواج رادیویی، از نور فروسرخ بهره می‌برد.

رادار طراحی شده تا برای فواصل طولانی مورد استفاده قرار گیرد. این در حالی است که به دلیل جذب نور توسط اشیاء، LiDAR برای مقباس‌های کوچک‌تر مناسب است. با ارسال صدها هزار پالس نوری در هر ثانیه، اسکنر LiDAR می‌تواند فاصله و اندازه اشیای موجود در فواصل کوچک را با دقتی نسبتا بالا، تشخیص دهد.

از این داده‌ها می‌توان در زمینه ایجاد مدل‌های سه بعدی نیز بهره گرفت. این مورد یکی از کاربردهای اصلی فناوری LiDAR در زمینه ساخت‌و‌ساز و مهندسی پروژه‌ها است. احتمالا در رابطه با اسکن‌های سه بعدی مورد استفاده در طراحی‌های ساختمانی شنیده‌اید، بله این همان LiDAR است.

تکنولوژی LiDAR در صنایع مختلف، کاربردهای گوناگونی دارد. باستان‌شناسان از آن جهت آماده کردن مکان‌های حفاری و اتومبیل‌های خودران نیز از آن جهت ایجاد نقشه‌های سه بعدی فوری از محیط اطراف، استفاده می‌کنند. همچنین در بازی‌های ویدیویی جهت تهیه نقشه‌های واقع‌گرایانه و دقیق‌تر از مسیرهای مسابقه، از این فناوری استفاده شده است. در این زمینه می‌توان به بازی Project CARS اشاره کرد. دستگاه‌های سرعت‌سنج پلیس نیز از حسگر LiDAR استفاده می‌کنند. اکنون نیز همانند آیپد پرو در مارس 2020، یک حسگر LiDAR به آیفون 12 پرو شرکت اپل راه یافته است.

این مطلب را نیز بخوانید: چرا اپل شارژر را از جعبه آیفون 12 حذف کرد؟!

آیفون 12 پرو چگونه از LiDAR استفاده می‌کند؟

پیش‌تر اشاره کردیم که سنسور LiDAR در ایفون 12 پرو، به کار گرفته شده است. اپل کاربردی متفاوت‌تر نسبت به مکان‌های ساخت‌و‌ساز و یا دستگاه‌های سرعت‌سنج را برای LiDAR خود در نظر گرفته است. این شرکت نیز از همان اصول اساسی (بازگشت نور جهت تشخیص فاصله‌ها) استفاده می‌کند، اما این‌ بار در مقیاس‌های کوچک‌تر. فاصله مفید کارکرد این حسگر در آیفون 12 پرو و آیپد پرو، حدود 5 متر است.

هدف اصلی از به‌کارگیری LiDAR در گوشی‌های آیفون، بهبود واقعیت افزوده (AR) است. بدین ترتیب اپلیکیشن‌ها اطلاعات مفیدتر و دقیق‌تری را از محیط اطراف خود دریافت کرده و در نتیجه می‌توانند تجربه واقعیت افزوده روان و قابل اتکاتری را ارائه دهند.

اگر هم با مفهوم واقعیت افزوده چندان آشنا نیستید، آنگاه باید بگوییم که در این فناوری، اشیای مجازی با جهان واقعی ترکیب می‌شوند. این تکنولوژی از دوربین دستگاه شما استفاده کرده و بدین ترتیب اجازه انجام بازی‌ها، اعمال فیلترهای تعاملی (همانند آن‌هایی که در اسنپ‌چت وجود دارند) و یا مشاهده پیش‌نمایش قرارگیری مبلمان و سایر اشیا در محیط را فراهم می‌آورد.

Pokémon Go یکی از بازی‌های موفق واقعیت افزوده بوده که در آن به شما امکان داده می‌شود که در محیط‌های واقعی، با اشیای مجازی تعامل داشته باشید. اپلیکیشن Place شرکت Ikea، امکان مشاهده پیش‌نمایش قرارگیری مبلمان در خانه شما را فراهم می‌آورد.

لِگو نیز یکی دیگر از شرکت‌هایی بوده که محصولات آن‌ (در اینجا منظور ست‌های خانه‌سازی است) با استفاده از ویژگی‌های واقعیت افزوده و داشتن یک گوشی هوشمند سازگار، می‌توانند حالت زنده شدن به خود بگیرند.

LiDAR اکثرا جهت اسکن سازه‌ها و سایر اشیاء مورد استفاده قرار می‌گیرد، اما اسکنر موجود در آیفون 12 پرو و آیپد پرو نمی‌تواند این کار را دقیقا انجام دهد. سباستین دی وت (Sebastiaan de With)؛ کسی که مسئولیت توسعه اپلیکیشن محبوب دوربین آیفون یعنی Halide را برعهده داشته، در حین تهیه مدرک از یک طرح مفهومی به نام Esper، به این موضوع پی برده است.

دی ویت در وب‌سایت Halide نوشت: “شوربختانه خروجی فعلی این سیستم آن‌قدر دقیق نیست که بتوان آن را به یک چاپگر سه بعدی فرستاد. اما این یک شروع خوب برای یک مدل سه بعدی است، زیرا تمامی ابعاد بسیار دقیق خواهند بود.”

در واقعیت، اسکنرهای LiDAR می‌توانند در دو زمینه بهبود یابند: قرا دادن اشیای مجازی (همانند اپلیکیشن‌های خرید) در محیط‌های واقعی و بازی‌های واقعیت افزوده. این‌ موارد هم‌اکنون در آیفون‌های فاقد LiDAR نیز وجود دارند. اما سنسور LiDAR در ایفون می‌تواند مواردی همچون ابعاد را دقیق‌تر نشان داده و همچنین فاصله با یک شیء موجود در اتاق را نیز دقیق‌تر اندازه بگیرد.

همچنین می‌توان تجربه واقعیت افزوده روان‌تری را نیز انتظار داشت، مخصوصا هنگامی‌که اشیای مجازی در جهان واقعی قرار می‌گیرند. به‌عنوان مثال، آیفون 12 پرو باید بتواند اشیای واقعی موجود در پیش‌زمینه را بهتر تشخیص دهد. بدین ترتیب تعاملی واقعی‌تر میان اشیای واقعی و مجازی برقرار خواهد شد.

اپل همچنین در نظر دارد تا با استفاده از LiDAR، تجربه عکاسی در نور کم را بهبود بخشد. فناوری پیکسل‌های فوکوس در آیفون XS به کار گرفته شد. این تکنولوژی متعلق به شرکت اپل بوده و به فوکوس خودکار منظری (PDAF) مربوط می‌شود. این فناوری هنوز هم به نور وابسته است. به همین دلیل است که حتی برترین فناوری‌های فوکوس خودکار نیز در شرایط کم نور، عملکرد خوبی ندارند.

با تشخیص فاصله میان دوربین و اشیای موردنظر، اپل می‌تواند به دوربین گوشی‌های خود بگوید که جهت دریافت بهترین نتیجه، در چه فاصله‌ای باید فوکوس کنند. بدین ترتیب آیفون شما در شرایط تاریک (مخصوصا با استفاده از حالت شب دوربین)، می‌تواند عکس‌های بهتری بگیرد.

این مطلب را نیز بخوانید: قابلیت Smart Data Mode آیفون 12 چه کاربردی دارد؟

آیا LiDAR به موضوع مهمی تبدیل خواهد شد؟

در حال حاضر فقط دو دستگاه شرکت اپل از این حسگر برخوردار هستند. هر دوی این گجت‌ها نیز قیمت بالایی دارند. هر دوی این دستگاه‌ها پسوند “پرو” داشته و بنابراین LiDAR در حال حاضر یک ویژگی خاص است. البته این موضوع به‌معنای عقب ماندن نرم‌افزارها از این ویژگی نیست. بالای کیت‌های توسعه اپل (SDK‌ها) از جمله ARKit، در ژوئن 2020 به نسخه 4.0 به‌روزرسانی شده‌اند.

این به‌روزرسانی، ویژگی‌های جدیدی (از جمله LiDAR) را به ARKit افزوده است. بدین ترتیب توسعه‌دهندگان می‌توانند از سنسور LiDAR در ایفون و آیپد بهره ببرند. چنین کیت‌های توسعه‌ای امکان هدف قرار دادن دستگاه‌های زیادی را میسر می‌کنند. حتی اگر این دستگاه‌ها از آخرین فناوری‌ها روز نیز برخوردار نباشند.

ظاهرا اپل قصد دارد تا حسگر LiDAR را در دستگاه‌های بیشتری قرار دهد. این در حالی بوده که توسعه‌دهندگان مشغول طراحی اپلیکیشن‌های بهره‌گیرنده از این فناوری جدید هستند. با توجه به علاقه اپل به این فناوری در چندین نرم‌افزار جدید منتشر شده، می‌توان گفت که کوپرتینویی‌ها توجه خاصی به واقعیت افزوده دارند.

علاقه اپل به LiDAR می‌تواند فراتر از گوشی و تبلت‌ها برود. این عقیده بسیاری از تحلیلگران است. همچنین شایعات پیرامون عینک‌های واقعیت افزوده این شرکت نیز روزبه‌روز افزایش می‌یابند. اگر چنین پروژه به بار بنشیند، آنگاه یک فناوری واقعیت افزوده دقیق، نقشی اساسی را در این زمینه ایفا خواهد کرد.

اگر توسعه‌دهندگان به پذیرفتن واقعیت افزوده تشویق شوند، آنگاه اپل می‌تواند تعداد اپلیکیشن‌های موجود بر روی یک پلتفرم پوشیدنی جدید را نیز افزایش دهد. در برخی از مدل‌های رده بالای دستگاه‌های اپل، قابلیت‌هایی همانند بازخورد لمسی، تشخیص چهره و چندین دوربین، عرضه چندان زیاد نرم‌افزاری را به دنبال نداشته‌اند.

ادغام سخت‌افزارها در داخل دستگاه‌ها، این فرصت را به اپل می‌دهد که این فناوری را بهینه کند. بدین ترتیب یک محصول متکی بر LiDAR، عملکردی بهتر خواهد داشت.

این مطلب را نیز بخوانید: اپل به‌دنبال استفاده از حسگر LiDAR در اتومبیل‌های خودران است

آیا LiDAR ارزش ارتقای گوشی را دارد؟

اگر زمانی بحث بر سر انتخاب از بین آیفون 12 و آیفون 12 پرو باشد، آنگاه LiDAR چندان نمی‌تواند معادلات را بر هم بزند. تا زمانی که اکثر اپلیکیشن‌های شما از واقعیت مجازی استفاده نکرده و یا اینکه زیاد در شب عکاسی نکنید، آنگاه فناوری LiDAR در کوتاه مدت نمی‌تواند نفع چندانی به شما برساند.

تا زمانی که به بازی‌های واقعیت افزوده و یا به محصولاتی که توسط مشتری مونتاژ می‌شوند، علاقه زیادی نداشته باشید، آنگاه وجود فناوری LiDAR چندان برای شما ضروری نخواهد بود. قابلیت‌های به کار گرفته شده در آیفون‌های غیر مجهز به LiDAR، در طی چند سال گذشته پیشرفت زیادی داشته‌اند. LiDAR می‌تواند نتایج بهتری را به ارمغان بیاورد، اما احتمالا ارزش پرداخت 300 دلار اضافی جهت خرید آیفون 12 پرو را نخواهد داشت.

اکثر مردم در حال حاضر چندان نسبت به حسگر LiDAR هیجان‌زده نیستند. این فناوری می‌تواند تجربه کلی گوشی‌های آیفون در چند سال آینده را بهبود بخشد. البته این تنها قابلیت جدید در آیفون‌های 2020 نیست. علاوه بر این می‌توان به اکوسیستم جدید لوازم جانبی MagSafe، پشتیبانی از شبکه 5G و ضبط Dolby Vision نیز اشاره کرد.