iPhone 12 Pro od společnosti Apple se pyšní jako první smartphone s implementovaným skenerem LiDAR (Light Detection and Ranging) na zadní straně. Jak ale tento systém funguje a jaké má využití v plánech společnosti?
Princip LiDAR
LiDAR skener funguje na principu měření vzdálenosti od objektu, a to na základě doby, kterou potřebuje světelný puls (často laserový) k odrazu zpět. Funguje podobně jako radar, ale namísto rádiových vln využívá infračervené světlo.
Zatímco radar je navržen pro monitorování velkých vzdáleností, LiDAR je efektivnější na kratší vzdálenosti, což je dáno tím, jak světlo interaguje s různými materiály. Vysíláním statisíců světelných pulzů za sekundu, LiDAR skenery dokáží spočítat vzdálenosti a velikosti objektů s vysokou přesností na krátké vzdálenosti.
Tato data jsou pak využívána k tvorbě 3D modelů, což je jedna z hlavních aplikací LiDARu ve stavebnictví a inženýrství. Je pravděpodobné, že jste se setkali s 3D laserovým skenováním při vytváření plánů budov – to je technologie LiDAR.
LiDAR nachází uplatnění v mnoha odvětvích. Archeologové jej používají pro přípravu vykopávek, autonomní vozidla na něm staví při vytváření 3D map svého okolí v reálném čase. Dokonce byl využit k vytváření velmi realistických a přesných map závodních tratí ve videohrách, jako je Project CARS. I policejní radary měřící rychlost využívají technologii LiDAR.
Nyní, po iPadu Pro v březnu 2020, se skener LiDAR dostal i do špičkového iPhonu 12 Pro od Apple.
Využití LiDAR v iPhonu 12 Pro
Apple využívá LiDAR odlišně, než je tomu na stavbách či u radarů. Základní princip – odraz světla pro určení vzdálenosti – zůstává stejný, ale pracuje se s menšími měřítky. Skener LiDAR v iPhone 12 Pro (a iPad Pro) má efektivní dosah přibližně 5 metrů.
Hlavním cílem implementace LiDARu v iPhonu je vylepšit zážitek z rozšířené reality (AR). Měl by poskytnout aplikacím přesnější informace o okolí, a tím zpřesnit a zefektivnit AR.
Pro ty, kteří s AR nemají zkušenosti: AR umožňuje vývojářům spojit virtuální objekty s reálným světem. Využívá kameru zařízení a dovoluje vám hrát hry, používat interaktivní filtry (jako na Snapchatu), nebo si virtuálně prohlížet umístění nábytku v prostoru.
Hra Pokémon Go je jedním z úspěšných příkladů AR, kde můžete chytat virtuální stvoření v reálném světě. Velmi oblíbená aplikace Ikea Place vám zase umožňuje zobrazit si, jak by většina produktů z katalogu Ikea vypadala u vás doma.
LEGO je také jednou ze společností, které představily samostatné produkty (v tomto případě stavebnice), které „oživnou“ skrze funkce AR, pokud máte kompatibilní smartphone.
Zatímco se LiDAR často používá ke skenování budov a dalších objektů, skener v iPhone 12 Pro a iPad Pro nemá dostatečnou přesnost pro detailní skenování. Sebastiaan de With, který vytvořil populární aplikaci pro fotoaparáty iPhone Halide, to objevil při vývoji konceptu s názvem Esper.
„Bohužel, výstup systému není v tuto chvíli dostatečně přesný na to, aby jej bylo možné odeslat do 3D tiskárny,“ napsal de With na blog Halide. „Je to ale skvělý výchozí bod pro 3D model, jelikož všechny proporce budou velmi přesné.“
Předpokládá se, že LiDAR skenery se budou zlepšovat v následujících oblastech: umisťování virtuálních objektů (například v nákupních aplikacích) a hraní AR her. Ačkoli jsou tyto funkce dostupné i na iPhonech bez LiDARu, LiDAR zvyšuje jejich přesnost v oblasti rozměrů a vzdálenosti od objektu v prostoru.
Můžete očekávat plynulejší AR zážitek, zejména při umisťování virtuálních předmětů do reálného světa. Například iPhone 12 Pro by měl lépe identifikovat reálné objekty v popředí. Díky tomu by interakce mezi virtuálními a reálnými objekty měla působit mnohem realističtěji.
Apple plánuje LiDAR využít i pro zlepšení výkonu fotoaparátu při slabém osvětlení. V iPhonu XS jsou implementovány „focus pixels“, tedy firemní značka pro automatické ostření s fázovou detekcí (PDAF). Tato technologie je však závislá na světle, a proto ani nejnovější vylepšení automatického ostření nefungují ve tmě tak dobře.
Díky měření vzdálenosti mezi iPhonem a fotografovaným objektem může Apple fotoaparátu sdělit, na jakou vzdálenost má zaostřit, aby byly výsledky co nejlepší. To by mělo značně usnadnit pořizování lepších fotografií v tmavých podmínkách, a to zejména v kombinaci s nočním režimem.
Budoucnost LiDAR
V současnosti disponují senzorem pouze dvě zařízení Apple. Obě jsou navíc prémiové modely s označením „Pro“, což z LiDARu prozatím činí exkluzivní funkci. Nicméně to neznamená, že se software nebude pomalu zlepšovat. Kompletní seznam sad pro vývoj softwaru (SDK) společnosti Apple zahrnuje ARKit, který byl aktualizován na verzi 4.0 v červnu 2020.
Tato aktualizace přinesla do ARKit nové funkce, které využívají LiDAR a umožňují vývojářům využívat výhod tohoto senzoru v iPadu Pro a iPhonu 12 Pro. SDK, jako je toto, umožňují vývojářům zaměřit se na celou rodinu zařízení, i když nemají nejnovější technologie.
Plány společnosti Apple pravděpodobně směřují k integraci LiDAR senzorů do více zařízení, zatímco vývojáři budou vytvářet aplikace, které budou lépe využívat jeho potenciál. Vzhledem k obnovenému zájmu společnosti o tuto technologii v posledních několika softwarových verzích se zdá, že Apple sází na AR.
Největší plány Applu s LiDAR se ale možná neomezují pouze na tablety a smartphony. Alespoň tak to vidí mnozí analytici, když se objevují spekulace o AR brýlích společnosti Apple. Pokud by se tento projekt realizoval, dává smysl, že přesná AR by byla základem takového zážitku.
Podporou vývojářů v oblasti AR může Apple urychlit dostupnost aplikací pro novou nositelnou platformu. Postupné zavádění do několika špičkových modelů následuje trend společnosti Apple s dřívějšími funkcemi iPhonů, včetně haptické odezvy, rozpoznávání obličeje a více fotoaparátů.
Integrace hardwaru, který přímo profituje z AR, do vybraných zařízení dává společnosti možnost jej vyladit před uvedením produktu, který bude na této technologii více závislý.
Vyplatí se LiDAR?
Při rozhodování mezi iPhonem 12 a iPhonem 12 Pro vás LiDAR pravděpodobně neovlivní. Pokud nepoužíváte mnoho aplikací, které využívají AR, nebo nefotografujete často v noci, v krátkodobém horizontu výhody neuvidíte.
I pokud jste nadšeným hráčem AR nebo milovníkem virtuálního nábytku, implementace AR v současných iPhonech bez LiDARu se za několik generací výrazně zlepšila. LiDAR ji dále zlepšuje, ale pravděpodobně nestojí za příplatek 300 dolarů, které Apple za iPhone 12 Pro požaduje.
Většina lidí z LiDARu v současnosti nejspíš není nadšená, ale technologie se v nadcházejících letech zlepší a postupně vylepší celkový zážitek s iPhonem. Není to ale jediný velký pokrok v řadě iPhonů 2020 – je zde nový ekosystém příslušenství MagSafe, podpora 5G a nahrávání Dolby Vision.