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Uno scanner in ogni tasca con gli smartphone dotati di camera ToF

Una fotocamera Time-of-Flight (ToF) è un sensore di profondità che utilizza i raggi luminosi per stimare la distanza dagli oggetti nel suo campo visivo. Questo è paragonabile al processo utilizzato per acquisire il reale in 3D con laser scanner, ma le misurazioni sono prese con lunghezze d'onda infrarosse o di altro tipo e comunque con accuratezza minore. Il nome "time-of-flight" si riferisce al tempo impiegato da un raggio di luce per essere inviato e restituito al sensore dopo aver colpito un oggetto. Poiché la velocità della luce è costante, il dispositivo è in grado di calcolare quanto è lontano un oggetto basandosi sulla misura del tempo di ritorno del raggio. Mentre la tecnologia alla base delle fotocamere ToF in sé non è nuova, i produttori di smartphone hanno iniziato ad aggiungerla ai loro prodotti solo di recente, sfruttando un potenziale di elaborazione presente che aggiunge funzionalità significative con costi minimi.

ToF

La distanza D può essere calcolata con la seguente formula:

ToF formula

dove c è la velocità della luce, Δφ è la differenza di fase e f è la modulazione di frequenza del segnale.

Le fotocamere e i sensori ToF possono essere utilizzati per varie applicazioni. Le prime fotocamere ToF sono state utilizzate su smartphone LG G8 per il riconoscimento facciale per sbloccare lo schermo. Ciò richiedeva una sola fotocamera, a differenza dell'iPhone X che utilizza più fotocamere per la sua tecnologia di riconoscimento facciale FaceID.

Una fotocamera ToF frontale può consentire un maggiore controllo sulla modalità di visualizzazione del soggetto di un'immagine. Con i sensori ToF, ora è possibile separare un soggetto dall'ambiente circostante usando le misure di profondità per separarli. Con i software che li accompagnano lo sfondo o il primo piano possono essere sfocati o messi a fuoco in modo selettivo, inoltre le immagini catturate possono anche essere trasformate in fotografie 3D che vengono visualizzate in modo che lo sfondo si sposti più lentamente dietro il primo piano, creando un effetto di parallasse.

arc de triomph

Samsung consente di combinare la fotocamera ToF dal suo smartphone Galaxy S10 5G con la sua app Quick Measure per misurare con precisione le dimensioni degli spazi interni e sta proponendo le fotocamere ToF per la realtà aumentata (AR), in combinazione con il 5G e il cloud. 

Più produttori di smartphone hanno già rilasciato dispositivi con una o più fotocamere ToF. Altri stanno pianificando di farlo nel prossimo futuro, in particolare con la promessa di connessioni ad applicazioni AR e VR.

Il P30 Pro di Huawei presenta una configurazione completa della fotocamera, composta dalla prima ottica periscopica con zoom ottico 5x, ottica standard e grandangolare, un flash ToF e LED.

Il tentativo di misurare la distanza di un oggetto alla camera fotografica non è nuova, risale già dagli anni 80 in cui Leica Camera iniziò ad introdurre misuratori di distanza nelle camere fotografiche atte a misurare la velocità di veicoli. Google ha rilasciato uno smartphone con scansione 3D come parte di Project Tango nel 2015, ma non è mai arrivato al mainstream e non sembrava essere portato avanti per il resto dei progetti di smartphone di Google.

Oggi invece ci sono diversi smartphone Android dotati di fotocamera ToF, come LG G8 ThinQ, Honor View 20 e Oppo RX17 Pro.

Come accennato in precedenza, il Samsung Galaxy S10 5G è dotato di fotocamere ToF nella parte anteriore e posteriore dello smartphone. Hanno rilasciato l'S10 5G lo scorso giugno negli Stati Uniti e nel Regno Unito. Samsung ha anche recentemente rivelato la sua nuova linea Galaxy Note 10+, che includerà anche una fotocamera ToF. In una dimostrazione durante l'evento di lancio, Samsung ha dimostrato un'applicazione di scansione 3D che consente l'acquisizione rapida di oggetti 3D (entro un determinato intervallo di dimensioni) utilizzando la fotocamera ToF che potrebbe quindi essere inviata a stampanti 3D, animata o importata in altre applicazioni AR / VR.

Sorprendentemente, Apple non ha ancora rilasciato uno smartphone con una fotocamera ToF simile. Gli addetti ai lavori sostengono che è possibile che Apple includa una fotocamera 3D nel suo prossimo tablet iPad Pro, in programma per marzo del prossimo anno.

Ad oggi nulla di certo su quali smartphone avranno sensori ToF, di certo però se ne inizia a parlare molto.

Applicazioni nel mondo dei beni culturali possono essere notevoli, specialmente se l'accuratezza della misura potrà essere aumentata. Con la velocità di avanzamento delle tecnologie nel mondo consumer, in special modo per gli smartphone, questa possibilità potrebbe non essere lontana.

Aggiornato il 22/10/2019 (Ringraziamo Fabio Remondino, FBK per averci suggerito alcune correzioni)

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