#物聯網IoT #汽車電子 #先進駕駛輔助系統ADAS #機器視覺 #3D影像感測器 #主動立體視覺ASV #結構光SL #飛時測距ToF #光達LiDAR
【3D 感測新勢力:ASV vs. ToF】
隨著技術成熟、元件成本下降,3D 感測在機器視覺的應用越見蓬勃,商用價值正在勁揚,主動立體視覺 (ASV)、結構光 (SL) 與飛時測距 (ToF) 是三大分支。現階段結構光因有消費電子加持、出貨量最大,工業應用則以立體視覺為主——但預估不久後,外加一個投射器的 ASV 料將全面躍起;即使是全自動化的「關燈工廠」,確認打件位置仍少不了 ASV 的輔助。
ToF 則可視為長距離的結構光 (雖然解析度遠不如正統結構光),成長力道亦正增強。以前影像拍攝只在乎單點距離,如今講究的是「多區域」(Multi-Zone)、對比多層,意境已大不相同;即使是場景變動不大、毋需深度補償的工業應用,日後亦將逐漸加入深度資訊,有助於拉大可視距離。3D 感測另一個應用是模具製作,一分鐘就能完成掃描建模。動輒須> 200 公尺的汽車應用,ToF 更是基本元素。
早先缺乏深度資訊時,需要根據不同場景做補償才能辨識;直到加入「紅外線投光器」元件的 ASV 出現,終於有解!ASV 不受環境光限制,判讀更精確,商用較一般消費產品擁有更強的需求。原有立體視覺也能查看,但前提是物件本身要夠立體、且環境不能太暗才能清楚分辨,就像平放於桌面的紙張,除非有翹曲或色調區隔明顯,否則機器不易判別。
機器視覺的另一個挑戰是:看很多物件時,是否能辨識出細微差異?提高鏡頭的解析度是手段之一,但這會消耗更多演算和儲存資源,負載重。對企業來說,重要的是如何在效益、成本、應用場景之間取得平衡,最高規者不一定最好、也未必會成為主流。在彩色影像如此盛行的今天,安防監控之所以仍堅持採用黑白 CCD 攝影機,就是著眼於「影像補償」。
至於 CCD vs. CMOS 鏡頭何者較佳?成像技術該採用捲簾快門 (Rolling Shutter) 或全域快門 (Global Shutter)?另放眼未來,3D 感測在汽車的應用備受期待……,「固態光達」因沒有移動的光束轉向機制,無論在可靠度和複雜性皆略勝一籌。惟汽車售價區間大、成本結構亦不同,很多技術彼此非單純競爭、而是競合狀態,一如短、中、長距的無線通訊技術互補。
延伸閱讀:
《3D 機器視覺,商用價值勁揚》
http://compotechasia.com/a/feature/2020/0910/45715.html
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一則相機界的訃文,奧林巴斯將相機業務賣給「日本產業夥伴公司」(JIP),正式退出相機業務。JIP早前也接收了 Sony 的 VAIO 手提電腦業務,現在 VAIO 也重返市場,賣 made in japan 和日本工藝。OMD的相機和鏡頭,將來不是沒有重生和繼續發展,然而 Olympus 的相機之路,肯定是劃上休止符。
就像 Nokia 一開始是造紙廠,之後才成為手提電話一哥;Olympus 以相機開始,最終轉營為醫學內窺鏡市場龍頭,消費型相機現在只佔整個集團 5% 生意。令人無限唏噓。攝影是我的減壓活動,相機則是引出了自己的收藏癖。2016年大選之後,香港政治有相當改變,我就開始玩菲林攝師,幫助自己分神。各種大小的相機都玩過,漸漸就到了發燒友的地步。
菲林器材當然是從二手市場網羅,不同年份和牌子的器材就此在手中流轉,也研究了不少。 Olympus 的設計理念,由30年代開始到今日,都是求小巧精緻。當時最小巧的 35mm 菲林機,應該是萊卡的M機;後來 Nikon 在60年代把心一橫放棄了 rangefinder 系統,推出了石破天驚的單反機 F1 重新開始。50年代韓戰爆發,很多西方記者到達韓半島,又從旁邊的日本輸入了 Nikon,很多人發現原來日本人的相機鏡頭都很好用,而且比萊卡便宜,就開始了日本征服全世界、擠下德國成為一哥的歷史。
Olympus 也推出單反,在功能上毫不妥協,但設計得更小巧。一開始相機也叫做 M,但因為跟萊卡撞名,之後改為 OM。M 字取自設計師「米谷美久」之名。現時二手市場的菲林相機,萊卡機鏡當然最有價有市,之後是 Nikon ,Canon 好像不入流。Olympus OM系列,仍有不少交投,可見經得起時間考驗。OM1、OM2、OM3我都擁有過,放在手裡,是金屬的冰冷感,重量剛剛好,尺吋小得驚人,多數快門都可以去到 1/2000。光學上,Olympus的鏡頭和玻璃也是不得了,就算是1.2大光圈,都是小小的,帶在身上沒有一點負擔;在二手市場還有一支 90/ f2 很受追捧,因為小、中焦距大光圈,還有很強的微距功能。
後來 Nikon 和 Canon 開始了自動對焦單反,之後數碼化,德國的萊卡已經不行了;Olympus 就繼續想把相機造小。於是他們開始搞小尺吋 sensor 相機,但可以換鏡。類似的思路在菲林年代已經有,就是半格相機,也成了一個系統。為了小,為了設計,他們把事情做到極致。後來出了一個叫 4/3系統 的單反電子相機,有人今日也追捧,因為數碼相都有一種叫「OM藍」的色彩,其實是因為 CCD 感光器的顏色特別像真。
再之後,連反光鏡也取消,直接用 sensor 接收資訊和取景。所以近年流行的無反,是 Olmypus 主導的工業創新。之後 Sony 做大了,就一直到現在,Nikon 和 Canon 最終也要向這個風潮妥協。電子化之後的 Olympus,我也擁有過幾部。雖然畫質沒有全片幅好,但相機真是很小,而且機內防震是所有牌子最好,手持都可以拍到夜景 light painting。還有他們的相機手柄設計,真是非常舒服。
相片立體感,頗大程度是取決於感光元件大小,Olympus 沒有做全片幅,怎麼拍都很難拍到全片幅的感覺;但相機就好像人際關係,你的朋友親人父母,也許都不是最好,但相處下來順心與否,又不是參數能完全決定。最後發現自己很多喜歡的相片或者瞬間,都是用小相機拍下來;一向都知道 Olympus 的營業不好,但也會用,就好像看著愛人在病床上慢慢病死,到真的死了,內心是解脫也唏噓。
關於相機品牌之死,市場越來越小,其實也沒甚麼好說,因為手提電話;但作為一個喜愛 J 相機的發燒友,我不恨電話,因為這個時代,也許是攝影最普及的年代,是人類最能夠玩遍所有形式攝影的年代。相機是攝影嗎?肯定是;嚴肅的大相機,又是另一種體驗;菲林還沒死,你還能玩35mm、中片幅,甚至大片幅,能體驗一百幾十年前那些攝影師在做甚麼,是一種穿越歷史的鎮靜,還有即影即有……據說連濕版攝影都可以試到。攝影由化學、機械和玻璃,慢慢涉及半導體、演算法、人工智能……本身就是令人著迷的人類器物/技術史。
然後可能千百年之後,就算人類滅亡,很多年之後的智慧生物可能在泥土裡發現一部1960、70年代的精密相機,牠們也會驚嘆人類文明曾經勝利過。像鐘錶一樣,現在要看時間,有很多方式,但陀飛輪不是用來給你看時間,而是純粹工藝的勝利,是機械文明最後的餘輝。
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Olympus 也推出單反,在功能上毫不妥協,但設計得更小巧。一開始相機也叫做 M,但因為跟萊卡撞名,之後改為 OM。M 字取自設計師「米谷美久」之名。現時二手市場的菲林相機,萊卡機鏡當然最有價有市,之後是 Nikon ,Canon 好像不入流。Olympus OM系列,仍有不少交投,可見經得起時間考驗。OM1、OM2、OM3我都擁有過,放在手裡,是金屬的冰冷感,重量剛剛好,尺吋小得驚人,多數快門都可以去到 1/2000。光學上,Olympus的鏡頭和玻璃也是不得了,就算是1.2大光圈,都是小小的,帶在身上沒有一點負擔;在二手市場還有一支 90/ f2 很受追捧,因為小、中焦距大光圈,還有很強的微距功能。
後來 Nikon 和 Canon 開始了自動對焦單反,之後數碼化,德國的萊卡已經不行了;Olympus 就繼續想把相機造小。於是他們開始搞小尺吋 sensor 相機,但可以換鏡。類似的思路在菲林年代已經有,就是半格相機,也成了一個系統。為了小,為了設計,他們把事情做到極致。後來出了一個叫 4/3系統 的單反電子相機,有人今日也追捧,因為數碼相都有一種叫「OM藍」的色彩,其實是因為 CCD 感光器的顏色特別像真。
再之後,連反光鏡也取消,直接用 sensor 接收資訊和取景。所以近年流行的無反,是 Olmypus 主導的工業創新。之後 Sony 做大了,就一直到現在,Nikon 和 Canon 最終也要向這個風潮妥協。電子化之後的 Olympus,我也擁有過幾部。雖然畫質沒有全片幅好,但相機真是很小,而且機內防震是所有牌子最好,手持都可以拍到夜景 light painting。還有他們的相機手柄設計,真是非常舒服。
相片立體感,頗大程度是取決於感光元件大小,Olympus 沒有做全片幅,怎麼拍都很難拍到全片幅的感覺;但相機就好像人際關係,你的朋友親人父母,也許都不是最好,但相處下來順心與否,又不是參數能完全決定。最後發現自己很多喜歡的相片或者瞬間,都是用小相機拍下來;一向都知道 Olympus 的營業不好,但也會用,就好像看著愛人在病床上慢慢病死,到真的死了,內心是解脫也唏噓。
關於相機品牌之死,市場越來越小,其實也沒甚麼好說,因為手提電話;但作為一個喜愛 J 相機的發燒友,我不恨電話,因為這個時代,也許是攝影最普及的年代,是人類最能夠玩遍所有形式攝影的年代。相機是攝影嗎?肯定是;嚴肅的大相機,又是另一種體驗;菲林還沒死,你還能玩35mm、中片幅,甚至大片幅,能體驗一百幾十年前那些攝影師在做甚麼,是一種穿越歷史的鎮靜,還有即影即有……據說連濕版攝影都可以試到。攝影由化學、機械和玻璃,慢慢涉及半導體、演算法、人工智能……本身就是令人著迷的人類器物/技術史。
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