LiDAR là từ viết tắt của "Light Detection and Ranging". Với cách hoạt động tương tự radar, cảm biến này sử dụng tia laser để ghi nhận thông tin về chiều sâu và khoảng cách, hỗ trợ một số ứng dụng thực tế tăng cường (AR).
Khi iPad Pro 2020 ra mắt, LiDAR vẫn là cái tên xa lạ với nhiều người. Vậy tác dụng của LiDAR là gì, tại sao Apple mang nó lên iPad Pro và sắp tới là iPhone 12 Pro?
 |
| Cảm biến LiDAR trên iPad Pro 2020. Ảnh: Apple. |
Cảm biến LiDAR có từ khi nào?
Ý tưởng phía sau LiDAR thực chất đã xuất hiện từ những năm 1960. Về cơ bản, công nghệ này có thể quét và lập bản đồ không gian bằng cách bắn ra chùm tia laser rồi tính thời gian chúng phản hồi lại cảm biến. Có thể liên tưởng nó giống cách những chú dơi định vị bằng sóng siêu âm.
Tương tự một số công nghệ như GPS, LiDAR được sử dụng lần đầu trong máy bay quân đội, sau đó trang bị trên tàu vũ trụ Apollo 15 lập bản đồ không gian trên Mặt Trăng.
Thời gian gần đây, LiDAR được sử dụng nhiều hơn trên xe tự lái, cho phép nhận diện các vật thể cần tránh như người đi bộ hoặc đang đạp xe. Nó cũng được trang bị trên một số robot hút bụi.
Những năm gần đây, LiDAR ngày càng được ứng dụng trong nhiều sản phẩm công nghệ hơn. Với sự phát triển của công nghệ, cảm biến LiDAR ngày càng nhỏ, rẻ và chính xác hơn. Đó là lý do chúng được trang bị trên những thiết bị di động vốn đã có chip xử lý mạnh và định vị GPS như smartphone, tablet.
Tất nhiên không phải mọi hệ thống LiDAR đều được tạo ra giống nhau. Hiện nay, cảm biến này được dùng phổ biến trong việc dựng bản đồ 3D với cách hoạt động xoay giống đĩa vệ tinh.
Đương nhiên chúng ta không thể tích hợp các bộ phận di chuyển ấy vào smartphone, do đó các hệ thống LiDAR mới hơn - bao gồm cảm biến 3D ToF (Time-of-Flight) trên một số smartphone - là cảm biến cố định (không chuyển động). Vậy, đâu là sự khác biệt giữa 3D ToF và LiDAR trên iPad Pro, sắp tới là iPhone 12 Pro?
 |
| Cảm biến LiDAR dùng trong xe hơi để nhận biết vật cản. Ảnh: Traffictechnologytoday.com. |
Ưu điểm của cảm biến LiDAR
Chúng ta đã quen thuộc với cảm biến 3D ToF trên smartphone Android, cho phép ghi nhận thông tin chiều sâu để chụp ảnh chân dung xóa phông. Tuy nhiên, cảm biến LiDAR trên iPad Pro 2020 và sắp tới là iPhone 12 Pro được ứng dụng cho nhiều mục đích hơn.
Trong khi cảm biến 3D ToF chỉ chiếu một tia laser để vẽ bản đồ 3D, cảm biến LiDAR chiếu ra hàng loạt tia laser đến môi trường trong thời gian ngắn. Điều này giúp cải thiện khoảng cách mà tia laser có thể chiếu tới (lên đến 5 m) và khả năng thấy những vật ẩn nấp phía sau vật khác.
Ưu điểm khác của cảm biến LiDAR là tốc độ xử lý, đặc biệt khi kết hợp với chip xử lý mạnh. Khi ra mắt iPad Pro 2020, Apple cho biết dữ liệu từ cảm biến LiDAR được xử lý kết hợp với dữ liệu từ camera và cảm biến chuyển động, sau đó được "tinh chỉnh bởi thuật toán thị giác máy tính (computer vision) trên chip xử lý A12Z Bionic giúp cho ra thông tin chi tiết hơn về môi trường xung quanh".
Tốc độ và hiệu năng của cảm biến LiDAR hứa hẹn được cải thiện với chip xử lý A14 trên iPhone 12 Pro.
 |
| Cảm biến LiDAR dùng để vẽ bản đồ 3D trên iPad Pro 2020. Ảnh: Apple. |
Tất nhiên do mới xuất hiện, cảm biến này vẫn còn một số hạn chế. Website của ứng dụng camera Halide ghi rằng dữ liệu chiều sâu từ cảm biến LiDAR trên iPad Pro 2020 hiện chưa cung cấp đủ độ phân giải cho một số ứng dụng, ví dụ như quét 3D hay kể cả chụp ảnh chân dung.
Nói cách khác, cảm biến LiDAR trên iPad Pro 2020 hiện chủ yếu phục vụ sử dụng trong các không gian nhỏ hẹp, như chơi game trong nhà hoặc dựng đồ nội thất trong ứng dụng IKEA Place, chưa cho phép vẽ bản đồ 3D với độ chi tiết cao giống một số kỹ thuật như quang trắc (photogrammetry), kết hợp các hình ảnh RGB độ phân giải cao chụp từ nhiều góc độ khác nhau.
Trên iPhone 12, Apple hoàn toàn có thể nâng cấp cảm biến LiDAR để vẽ chi tiết bản đồ 3D, với sự kết hợp giữa camera bình thường hoặc thậm chí là Face ID. Tất nhiên mọi thứ vẫn chỉ dừng lại ở mức tin đồn.
Lợi ích từ cảm biến LiDAR cho người dùng
Đó là tác dụng của camera LiDAR cho đối tượng chuyên nghiệp, còn người dùng chúng ta sẽ hưởng lợi từ các ứng dụng chơi game và mua sắm.
Website của Apple đã tiết lộ một số ứng dụng mới cho camera LiDAR sẽ ra mắt vào cuối năm nay, thú vị nhất là chế độ AR trong game Hot Lava, sử dụng cảm biến LiDAR để đặt các vật thể trong game vào không gian xung quanh.
Nhắc đến tựa game AR thành công nhất có lẽ là Pokémon Go, tuy nhiên nhà phát hành Niantic lại muốn ứng dụng công nghệ AR của riêng họ thay vì tận dụng cảm biến LiDAR của Apple. Mới đây, Niantic đã giới thiệu tính năng mới trong Pokémon Go cho phép nhân vật nấp sau các vật thể ngoài đời như cây cối, tiếp đến là thương vụ mua lại công ty vẽ bản đồ 3D tên 6D.ai.
 |
| Cảm biến LiDAR hứa hẹn phục vụ nhiều mục đích sử dụng hơn, không chỉ trong chơi game hay ứng dụng nội thất. Ảnh: Apple. |
Ngoài chơi game, cảm biến LiDAR còn có thể sử dụng trong các ứng dụng nội thất. Ví dụ, ứng dụng IKEA Place cho phép bạn xem trước món đồ khi đặt trong nhà sẽ như thế nào.
Dù không phải công nghệ mới, cảm biến LiDAR vẫn được xem là tính năng thú vị trên thiết bị di động. Trong tương lai, các ứng dụng di động hứa hẹn sẽ bổ sung nhiều tính năng mới tận dụng cảm biến LiDAR. Còn hiện tại, có thể nói cảm biến LiDAR được dùng để "khoe" lập trình viên nhiều hơn là dành cho người dùng thông thường.
Trong tương lai xa hơn, có thể cảm biến này sẽ được dùng trên một sản phẩm hoàn toàn mới: kính thông minh của Apple (Apple Glasses).
