Как работает LiDAR на iPhone (и почему это важно для измерений)
Практическое объяснение маленькой чёрной точки рядом с объективом камеры. Как LiDAR измеряет глубину за наносекунды, чем отличается от чистого AR на камере, и в каких задачах он реально меняет картину.
Apple добавила датчик LiDAR в модели iPhone Pro в 2020 году и во все iPad Pro начиная с 2020 года. Это маленький чёрный квадратик рядом с задними объективами камеры. В маркетинговых материалах его называют «сканером Lidar». Технически это прямой датчик глубины на основе времени пролёта света. Вот что он делает на самом деле, почему ARKit становится намного быстрее и точнее при его наличии и какие задачи по измерению благодаря ему меняются.
Что такое LiDAR на самом деле
LiDAR расшифровывается как «Light Detection and Ranging» (обнаружение и измерение расстояния с помощью света). Датчик испускает невидимый инфракрасный лазерный импульс, а затем измеряет, сколько времени уходит на возвращение этого импульса. Умножьте время прохождения туда и обратно на половину скорости света — и вы получите расстояние до того, во что попал импульс.
LiDAR в iPhone выпускает 576 импульсов одновременно по сетке, 30 раз в секунду. Это даёт карту глубины из 576 точек вашего окружения, обновляемую 30 раз в секунду, по сути 3D-видеопоток глубины.
Дальность: около 5 метров в помещении, 3 метра на улице (солнечный свет перегружает датчик). Точность: ±1 см на 1 м, увеличиваясь до ±5 см на 5 м.
Что делает AR без LiDAR вместо этого
На iPhone без LiDAR (от iPhone Xs до обычного iPhone 14, обычные iPhone 15/16/17) глубина вычисляется по движению камеры и параллаксу. Когда вы двигаете телефон, одна и та же точка в пространстве смещается в кадре камеры; видимое смещение подсказывает программе, как далеко находится эта точка.
Это называется «визуально-инерциальная одометрия» (VIO). Для неё нужны:
- Видимая текстура в сцене (у пустой белой стены нет особенностей)
- Хорошее освещение (затвор камеры должен снимать чёткие кадры)
- Движение (чтобы расчёты работали, телефон нужно перемещать)
- ~3 секунды на сходимость после запуска
Это умно и работает, но хрупко. Отражающие поверхности, тёмные комнаты и неподвижный телефон ухудшают результат.
Что меняется при наличии LiDAR
| Поведение | Без LiDAR | С LiDAR |
|---|---|---|
| Время запуска AR-сессии | ~3-5 секунд (калибровка движением телефона) | ~0,5 секунды (глубина считывается напрямую) |
| Работает на пустых белых стенах? | С трудом, нужна текстура | Да, лазер считывает глубину независимо от визуальной текстуры |
| Работает в полной темноте? | Нет (камера ничего не видит) | Да (лазер сам себе источник света) |
| Точность на 3 м | ±15-25 мм | ±5-10 мм |
| Захватывает 3D-сетку окружения? | Нет | Да, это использует API RoomPlan от Apple |
| Автоматически распознаёт мебель / объекты? | Нет | Да, помечает диваны, кровати, холодильники, двери, окна |
Что это значит для приложений для измерений
Три конкретных отличия:
- Сканирование RoomPlan. Фреймворк RoomPlan от Apple (который Ruler AR использует для сканирования комнат) работает только на устройствах с LiDAR. Он захватывает полную 3D-модель комнаты — стены, окна, двери, мебель — за 60-90 секунд ходьбы. Нет LiDAR — нет RoomPlan.
- Точность при касании пустой стены. Когда вы наводите камеру на ровную белую стену и касаетесь, чтобы измерить, без LiDAR приложение угадывает положение плоскости по краям, обнаруженным в других местах. С LiDAR оно считывает реальную глубину в той самой точке, по которой вы коснулись. Разница проявляется как смещение ±2-3 см на длинных стенах.
- Скорость. Запустите приложение из выключенного состояния и сразу наведите на что-нибудь. Без LiDAR: ждите 3-5 секунд, пока AR сойдётся. С LiDAR: считывание за 0,5 секунды. Для подрядчика, делающего 20 измерений за осмотр, это экономит более 60 секунд за визит.
В каких iPhone есть LiDAR
- iPhone 12 Pro / 12 Pro Max
- iPhone 13 Pro / 13 Pro Max
- iPhone 14 Pro / 14 Pro Max
- iPhone 15 Pro / 15 Pro Max
- iPhone 16 Pro / 16 Pro Max
- iPhone 17 Pro / 17 Pro Max
- iPad Pro (4-го поколения, 2020) и новее
- iPad Air (M2, 2024) и новее
В обычных (не Pro) iPhone нет LiDAR. Apple дала понять, что это сделано намеренно — LiDAR является отличительной чертой «Pro». Никаких анонсов о появлении LiDAR в обычных iPhone нет.
Если у вас нет LiDAR, что вы всё равно можете делать?
Практически всё, кроме автоматического 3D-сканирования комнаты. Измерения в AR на основе камеры по-прежнему работают для расстояния, высоты, площади и углов. Ручной конструктор комнат позволяет строить планы этажей, обходя периметр и касаясь углов, без необходимости в LiDAR, и получившийся план в 2D так же точен, как и сканирование с LiDAR.
Бесплатная версия Ruler AR полнофункциональна на всех iPhone начиная с Xs. LiDAR добавляет скорость и 3D-сканирование, но базовый процесс измерения не зависит от железа.
Будущее
Патенты Apple 2024 года указывают на работу над объединением LiDAR с фронтальной камерой (датчиком TrueDepth) для полноразмерного 3D-сканирования тела и AR-приложений для фитнеса. Для измерений ждите более высокой точности на больших расстояниях и, возможно, уличного LiDAR (сейчас ограничен солнечным светом до ~3 м). А пока: если вы измеряете профессионально, модели Pro окупают разницу в цене за несколько месяцев профессионального использования.