O que é o sensor Time-of-Flight e por que ele pode estar no próximo iPhone

Como se já não tivéssemos especificações o suficiente para considerar ao escolher um novo smartphone, chegou mais uma: as câmeras dos celulares agora estão sendo aprimoradas com um sensor time-of-flight (ou TOF, ou tempo de voo, em tradução livre), além das lentes grande angulares e telefoto que já estamos familiarizados.

Até a Apple pode se juntar nessa onda no próximo ano. Se você quer saber se essa é um função essencial ou um luxo desnecessário para o seu próximo aparelho, siga em frente.

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O que é o sensor time-of-flight?

Embora o sensor TOF se misture com as outras lentes da câmera em meio a lista de especificações dos celulares, não se trata da mesma coisa. O seu trabalho principal é capturar profundidade, e não luz.

Esses sensores jogam feixes de luz como um radar, medindo o tempo que leva para a luz retornar e então julgar o quão distante um objeto está, mapeando a cena em três dimensões. Em termos de funcionalidades, é como a câmera TrueDepth na parte da frente dos últimos iPhones. A diferença é que elas são capazes de mapear mais pontos em uma área maior.

O mapa 3D resultante é conhecido como imagem de extensão, e graças a velocidade da luz – 299.792.458 metros por segundo, de acordo com os últimos cálculos – a captura acontece em um instante, com as taxas de quadro por segundo típica de 60 fps (frames-per-second).

Tudo acontece em um espectro de luz infravermelha e por isso você não vê o jato de luz quando os sensores são ativados.

O LG G8 ThinQ tem um sensor TOF na câmera frontal. Foto: Sam Rutherford/Gizmodo

Parte da razão para os sensores TOF terem entrado no radar dos smartphones tem a ver com o fato de eles conseguirem atingir uma boa extensão, com alta precisão e leituras rápidas – tudo isso em um componente que não chega perto de ser grande e que não consome muita energia. É a combinação perfeita para colocar algo dentro de um celular.

Para ajudar ainda mais, a tecnologia está se tornando barata o suficiente para ser inclusa em smartphones que não custam tão caro. Por isso, as fabricantes podem começar a incluí-lo no pacote de celulares que não custam muitos milhares de reais.

Em termos básicos, o time-of-flight não é muito diferente da tecnologia Lidar que veremos incorporadas em alguns dos carros autônomos, embora nesse caso sejam utilizados lasers para escanear o ambiente ao redor, em vez da luz infravermelha.

Os sensores TOF são utilizados na robótica, estudos topográficos e em drones. Havia um desses na segunda geração do Kinect da Microsoft também, com o mesmo propósito: medir a posição dos objetos em uma cena e descobrir onde eles estão em um espaço 3D em tempo real.

Por que o sensor TOF importa?

Saber o quão longe estão os objetos e as pessoas pode melhorar a qualidade das fotos de várias maneiras – tudo em uma cena pode ser colocada em foco com mais precisão e mais rapidamente, para começar. Além disso, efeitos como Retrato e Fundo Desfocado podem ser aplicados com mais efetividade e flexibilidade.

A baixa luminosidade é um problema para as câmeras de smartphones, e o TOF pode ajudar nesses casos também. Ele ajuda a medir a posição e profundidade de objetos que não estão iluminados corretamente, oferecendo informações extras úteis para a câmera enquanto tenta processar uma imagem noturna.

O Huawei P30 Pro é outro celular com um sensor TOF embarcado. Foto: Sam Rutherford/Gizmodo

Não dá para esquecer a realidade aumentada também (algo que a Apple se interessa bastante, em particular). Saber precisamente o quão distante está uma mesa ou uma planta significa que os aplicativos AR serão capazes de criar cenas mais imersivas e realísticas, já que as partes geradas por computador ficarão mapeadas corretamente no espaço 3D.

O sensor TOF não trabalha sozinho, no entanto. Técnicas de processamento de imagens podem ser utilizadas para combinar as informações vindas desse sensor com as imagens capturadas por outras lentes que compõem a câmera. O resultado final é mais detalhado e nítido, mesmo que você não esteja trabalhando com modos especiais de foco ou efeitos de realidade aumentada.

O suporte para gestos é outra coisa que o sensor TOF pode adicionar em um celular, de forma parecida com que o chip Soli deve fazer no Pixel 4 (embora a tecnologia por trás disso seja diferente).

Quando poderei comprar um smartphone com sensor TOF?

Se você decidiu que é realmente necessário ter um sensor TOF na traseira do seu celular, saiba que ainda são poucos os modelos disponíveis. A versão 5G do Galaxy S10 vem com um sensor TOF, assim como o LG G8 ThinQ que foi revelado durante a Mobile World Congress no começo deste ano (onde ele é usado para ajudar na tecnologia de leitura da palma da mão que desbloqueia o dispositivo, bem como para melhorar as fotografias).

O Samsung Galaxy S10 comum não possui um sensor TOF, mas a versão 5G tem um. Foto: Samsung

Quando o Huawei Mate X começar a ser vendido, ele virá com um sensor desses. Além disso, o TOF está presente no Huawei P30 Pro, o que significa que “seus retratos serão destacados e a nitidez será exalada em perfeição”, nas palavras da fabricante.

Ainda não sabemos se essa tecnologia realmente entrará na próxima geração do Google Pixel e dos iPhones. No entanto, valerá a pena ver quais serão as funcionalidades utilizadas pelas fabricantes graças aos dados extras do aplicativo da câmera – assim como quase todas as outras especificações do seu smartphone, a implementação vale muito mais do que a simples inclusão de um componente.