LiDAR 와 ToF의 차이점은 무엇인가요?

애플은 아이패드를 시작으로 아이폰 12에도 라이다(LiDAR)를 도입하고 있다. 모바일 증강 현실을 보다 가속화하고 있다고 봐도 과언이 아니다. 삼성에서는 ToF라는 도구를 사용하고 있는데 이 두 기술의 차이점을 확인해보고자 한다.

 

최근에는 특정 기술로만 여겨지던 것들이 일반 대중들도 많이 언급하는 추세이다. LTE, 5G가 어떠한 기술인지 등을 접하는 것으로 보면 말이다. 어쨌든 이러한 약어가 너무나도 많기 때문에 혼동되는 것도 사실이다.

 

ToF는 무엇인가?

ToF는 Time of Flight의 약자이다. 기술적으로는 ToF는 빛 또는 소리의 속도를 사용하여 거리를 측정하는 것을 의미한다. 빛 또는 소리가 사용자의 장치를 떠나 물체의 표면을 도달하여 반사한 후에 장치로 돌아오는데 걸라는 시간을 측정하는 것이다.

 

LiDAR는 일종의 ToF이지만 모든 ToF가 LiDAR를 의미하는 것은 아니다. 쉽게 말해 ToF에 대해 이야기할 때 광학 측정 거리를 의미하는 것이고 LiDAR를 포함하지는 않는다. 

 

source from panasonic newsroom

 

그럼 LiDAR는 무엇인가?

LiDAR는 Light Detection and Ranging의 약어 표현이다. LiDAR 판독 값을 사용하여 방의 너비와 같은 것을 측정할 수도 있고 여러 번의 LiDAR 판독 값을 사용하여 포인트 클라우드를 만들 수 있다. 이는 물체의 3차원 모델이나 전체 영역의 지형도를 만드는 데 사용할 수 있다.

 

LiDAR는 모바일 기기에 대해 새로운 증강현실 등을 제공할 수 있지만 실제로는 오랫동안 사용해 오던 기술이다. 모바일 환경이 아닌 수중 매핑 환경을 모사하는 등 다방면에서 사용되고 있다. LiDAR에 대해서는 아래의 포스팅에 정리를 했었다.

 

라이다(LiDAR)란 무엇이며 모바일 기기에서 적용하려는 이유

 

ToF와 LiDAR의 차이점은 무엇인가?

ToF와 LiDAR의 기능상의 차이점은 LiDAR는 펄스 레이저를 사용하여 포인트 클라우드를 만들고 3차원 맵 또는 이미지를 구성하는 데 사용한다는 것이다. ToF는 빛을 감지하는 것을 기본으로 깊이에 대한 맵을 생성 한다. LiDAR에 비해 ToF의 장점은 더 작고 저렴한 장비에 사용할 수 있다는 것이다. LiDAR의 장점은 깊이 맵에 비해 컴퓨터가 포인트 클라우드를 쉽게 읽을 수 있다는 것이다. 

 

LiDAR 및 ToF 중 어떤 것이 더 나은 것인가?

엄밀히 말하면 LiDAR는 ToF보다 빠르고 정확하다. 그러나 이것은 응용 프로그램에서 더욱 중요하게 된다. 이는 예를 들면 ToF 및 구글의 Depth API는 흰색 벽과 같은 크고 낮은 텍스처 평면을 이해하는데 오류가 있을 수 있다. 이로 인해 이 방법을 사용하는 응용 프로그램에서 AR로 운용 시 위치 오류가 발생할 수 있다. LiDAR를 사용하는 응용 프로그램은 이 문제가 발생할 가능성이 낮다. 

 

그렇지만 대부분의 모바일 기반의 AR 애플리케이션은 사용자의 얼굴이나 신체 등에 AR 필터를 사용이 많다. 이런 것에는 질감 표현 등이 필요치 않아 대부분은 문제가 되지 않는다.