Hva er TOF-kamera?

Kan dukke opp på neste års iPhone

Slik fungerer TOF-kameraet.

MÅLER AVSTANDEN: Huawei P30 Pro er en av få telefoner som har et såkalt «Time of Flight»-kamera. Foto: Pål Joakim Pollen
MÅLER AVSTANDEN: Huawei P30 Pro er en av få telefoner som har et såkalt «Time of Flight»-kamera. Foto: Pål Joakim PollenVis mer

På få år har mobilkameraene gått fra å være kjekke å ha til å bli det primære kameraet for de aller fleste av oss, og bildekvaliteten blir bare bedre og bedre for hver runde med toppmodeller som slippes.

Nå er det ikke uvanlig med både to, tre og fire kameraer på baksiden, med mulighet for optisk zoom, ekstrem vidvinkel og ikke minst – muligheten til å forfalske en uskarp bakgrunn, slik at for eksempel portrettbilder i større grad minner om de du får med et speilreflekskamera.

Akkurat sistnevnte kan gjøres på flere måter. De fleste gjør det ved å kombinere informasjon fra to av kameraene på baksiden, slik at prosessoren kan regne seg frem til hva som er nærme og hva som er lenger unna, for deretter å gjøre bakgrunnen uskarp – såkalt stereoskopi.

Enkelte modeller har imidlertid fått et ekstra kamera som hjelper til med akkurat dette – et såkalt TOF-kamera, der TOF står for «Time of flight». Ifølge de seneste ryktene er dette også noe som vil dukke opp på neste års iPhone-modeller.

Måler avstanden og lager en 3D-modell

I motsetning til de tradisjonelle kameraene på en mobiltelefon, er ikke TOF-kameraet laget for å fange lys. Det brukes heller til å beregne dybden i bildet.

Forenklet illustrasjon av hvordan et TOF-kamera fungerer. Avstanden beregnes ut fra hvor lang tid lyset bruker på å returnere til kameraet. Foto: Wikimedia Commons, CC-BY-SA
Forenklet illustrasjon av hvordan et TOF-kamera fungerer. Avstanden beregnes ut fra hvor lang tid lyset bruker på å returnere til kameraet. Foto: Wikimedia Commons, CC-BY-SA Vis mer

Måten det skjer på er at kameraet sender ut infrarødt lys, for så å måle tiden lyset bruker på å bli reflektert tilbake til sensoren. Lyset vil reflekteres raskere fra objekter som er nærme, mens de lenger unna vil bruke lengre tid eller ikke bli reflektert i det hele tatt.

Og dermed kan TOF-kameraet beregne en 3D-modell av bildet, som telefonen kan kombinere med bildet fra de «vanlige» kameraene for å skape en mer troverdig uskarphet.

Under ser du for eksempel et bilde jeg har tatt med Huawei P30 Pro, én av få telefoner med et TOF-kamera. Legg merke til hvordan busken til høyre i bildet ikke er like uskarp som resten av bakgrunnen, fordi kameraet «vet» at den er litt nærmere enn resten. Mange andre mobilkameraer ville ikke ha gjengitt den forskjellen.

Med et TOF-kamera kan den uskarpe bakgrunnen gjengis mer troverdig. Foto: Pål Joakim Pollen
Med et TOF-kamera kan den uskarpe bakgrunnen gjengis mer troverdig. Foto: Pål Joakim Pollen Vis mer

Ideelt sett skulle nok stråene i forgrunnen ha vært mer uskarpe også, så er det nevnt.

Animasjonen under er basert på et enkeltbilde tatt med Nokia 9 Pureview (av GSMarena), som også har en slik sensor på baksiden (i tillegg til hele fem kameraer). Som du ser er det rikelig med dybdeinformasjon i bildet – Nokia hevder selv at 3D-modellen har 1200 ulike dybdenivåer:

Ikke bare til bokeh-effekt

Ved siden av å hjelpe til med dybden i bildet, har TOF-kameraet også flere bruksområder. Ett av dem er å hjelpe autofokusen i mørket – et infrarødt kamera som dette er ikke avhengig av lys fra omgivelsene, og avstandsberegningene fra TOF-kameraet kan derfor brukes for å justere autofokusen på hovedkameraet raskere.

Teknologien kan definitivt også brukes i forbindelse med såkalt utvidet virkelighet (augmented reality), der datagrafikk legges på bildet av virkeligheten. Med en god 3D-modell av omgivelsene kan dette gjøres enda mer troverdig enn tidligere. I videoen under prøver vi ut AR-spillet Arise:

En kjapp demonstrasjon av hvordan iOS-spillet Arise fungerer med ARKit. Vis mer

Dessuten åpner et slikt kamera for at berøringsløs navigasjon kan gjøres langt smidigere, der man typisk kan gjøre ulike gester med hånda for å aktivere funksjoner på telefonen, for eksempel en vri-bevegelse for å øke eller senke volumet på musikken. Ifølge ryktene vil dette bli en mulighet i den kommende Pixel 4-telefonen fra Google.

Samme type teknologi brukes blant annet av droner og selvkjørende biler for å unngå kollisjoner.

Har eksistert lenge

For ordens skyld har TOF-kameraer eksistert lenge og ble funnet opp ved Stanford-universitetet allerede i 1977, så det er først og fremst på mobiltelefoner dette er nytt.

I senere tid er det kanskje Microsoft som er mest kjent for å bruke denne teknologien i andre generasjons Kinect, altså utgaven som ble lansert for Xbox One.

Den var vesentlig mer avansert enn sin forgjenger og kunne blant annet spore bevegelsene til 25 kroppslemmer, ansiktsuttrykk og til og med puls. Dessuten kunne den gjøre det for seks personer samtidig.

Hvilke telefoner har ToF-sensor?

Som nevnt ryktes det om at neste års iPhone-modeller vil komme med en slik sensor, men andre produsenter har vært kjappere på ballen der.

Telefoner med ToF-sensorer inkluderer blant annet Huawei P30 Pro (bak), LG G8 (foran), Nokia 9 Pureview (bak), Oppo RX17 Pro (bak), Honor View 20 (bak) og 5G-utgaven av Samsung Galaxy S10 (foran og bak).

Rett rundt hjørnet forventes det også at Samsungs nye Note 10 Pro også vil ha et slikt kamera på baksiden.