Cyber Kingdom

거리/깊이를 측정할수 있는 3D 카메라의 한 종류인 ToF (Time-of-Flight) 카메라

Microsoft의 kinect 최신 버전도 기존의 패턴 분석 위주의 depth 계산 방식에서 ToF 카메라를 이용하는 방식으로 바뀌었답니다.

아래 링크는 새로운 버전의 Kinect에 관한 정보를 다루고 있습니다.
(아직 출시 안되었고 내년에 정식으로 출시된다는 군요)

http://blogs.msdn.com/b/kinectforwindows/archive/2013/05/23/the-new-generation-kinect-for-windows-sensor-is-coming-next-year.aspx

1. 원리

이 카메라의 원리는 말 그대로 "비행 시간"으로부터 거리를 측정하는 것입니다.

즉, 거리(D) = 비행속도(V) * 비행시간(T) 입니다.

비행속도는 빛의 속도가 되겠구요, 물체의 거리는 D/2가 됩니다.

이 때 광원은 레이저나 적외선을 사용합니다.

레이저를 사용하면 인간/동물을 포함하는 환경에서는 조심스러워야 하고, 적외선을 사용하게 되면 레이저와 같은 위험성은 없지만 자연 어디에나 적외선이 많이 존재하기 때문에 (특히, 태양) 경우에 따라 성능이 저하될 수 있습니다.

카메라의 광원으로부터 레이저나 적외선이 발사되는데 이때 그 파형이 펄스 형태가 될수도 있고 sine파 형태가 될수도 있습니다.

빛의 속도가 워낙 빠르기 때문에 가까운 거리의 물체를 측정하려면 사실 빛의 도달 거리를 직접 계산하기 보다는 펄스나 sine파의 위상차로부터 거리를 계산하게 됩니다.

Sine파는 아시다시피 360도마다 주기적으로 반복되기 때문에 측정 가능한 거리에 한계가 있을수 밖에 없습니다. 이것은 펄스 타입의 경우에도 마찬가지겠지요.

2. 제품

이쪽에서 가장 유명한 회사는 Mesa입니다.

다음으로 Canesta라는 회사가 있었는데 2010년 말에 MS에 인수되었습니다.

현재 Kinect의 차기 버전에 Canesta 기술이 채택될 가능성이 아주 농후합니다.

그리고 파나소식도 이 분야에 제품을 내놓고 있습니다.

SoftKinectic이라는 회사도 요즘 많이 언급되고 있습니다.

이 외에도 여러 회사가 있지만 위에 언급한 회사들(Canesta 대신 MS 포함하여)이 가장 널리 알려진 제품과 우수한 성능을 인정받고 있습니다.

3D Camera, 즉 3차원 카메라의 한 종류를 만들고 있는 독일의 Raytrix.

http://raytrix.de/

Light-field 또는 plenoptic 원리를 사용하여 3D 정보를 취득합니다.

또한 refocus, EDoF, WDR 기능도 가능합니다.

Raytrix사는 light-field 카메라를 가장 먼저 시장에 선보인 기업입니다.

2012년도엔 Lytro에서도 비슷한 원리의 카메라를 선보였습니다.

https://www.lytro.com/

스티브잡스가 죽기 얼마전에 Lytro사의 대표인 Ng를 만났다는 기사가

잠깐 인터넷을 달군적이 있었습니다.

긴 튜브 모양으로 8x 광학줌이 포함돼 있습니다.

동일한 원리인데 Lytro camera는 주로 Refocus 기능에 주력하고 있습니다.

일단 촬상하여 영상을 저장한 다음 초점을 마음대로 바꿀수 있다는 것입니다.

신기한 기능임에는 틀림 없지만, 

사용자들에게 매번 촬상후 초점 조정을 요구한다면 사용자들이 어떻게 받아들일지 의문입니다.

참고로, Raytrix와 Lytro camera의 카메라 기술의 시초는  

Gabriel Lippmann이 1908년 발표한 것으로 알려져 있습니다.

Lippmann은 Marie Curie의 지도교수였고 

light-field와는 상관 없지만 노벨 물리학상 수상자라는 군요.