Holocam da Zeiss transforma janelas em câmeras
(digitalcameraworld.com)- O Holocam da Zeiss é uma tecnologia baseada em holografia que permite usar meios transparentes, como janelas de vidro, telas de notebook, vidros de carro e o vidro da porta de entrada, como se fossem câmeras
- Quando a câmera é integrada de forma transparente à tela, ela pode ser posicionada sem recortes ou furos, e também pode reduzir o problema de contato visual em videochamadas
- O princípio central é redirecionar para um sensor de imagem oculto a luz que entra no meio transparente por meio de acoplamento holográfico, condução de luz e elementos de desacoplamento
- O anúncio na CES 2024 foca no Multifunctional Smart Glass da Zeiss e em aplicações automotivas, levando a casos de uso como campainhas inteligentes, webcams, câmeras de estacionamento, reconhecimento facial/de gestos e detecção de fadiga do motorista
- Como até janelas ou portas de box podem ser usadas como dispositivos de vigilância, há preocupações com câmeras ocultas, e a adoção em produtos do dia a dia traz junto questões de conveniência e privacidade
Conceito básico do Holocam
- A Zeiss apresentou o Holocam na CES 2024, e essa tecnologia faz com que meios transparentes, como vidro ou telas, funcionem como câmeras
- Entre os alvos de aplicação estão janelas de carros, telas de notebook e o vidro da porta de entrada
- Um vidro ou uma tela transparente pode ser usado como se tivesse um sensor de imagem invisível
Como a câmera transparente muda o design das telas
- Se for possível tornar a câmera completamente transparente, deixam de ser necessários recortes ou furos na tela
- Em videochamadas, a câmera pode ser colocada sobre a tela ou em qualquer ponto dentro dela, permitindo uma configuração mais natural para manter contato visual com a outra pessoa
- Também se torna possível um uso como “uma webcam que funciona independentemente de onde você olha na tela”
Como funciona
- O Holocam tem uma estrutura que envia para um sensor de imagem oculto a luz que entra no meio transparente
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Elementos ópticos centrais
- holographic in-coupling
- light guiding
- de-coupling
- Mesmo sem que todo o vidro se projete para fora como um módulo de câmera visível, a luz pode ser conduzida até o sensor
Foco na CES 2024 e casos de uso
- A apresentação da Zeiss na CES foca no sistema Multifunctional Smart Glass como um todo e nas aplicações automotivas
- Embora o destaque esteja em casos em que a holografia melhora a usabilidade dentro do carro, isso pode se expandir para uma gama mais ampla de produtos
- Os casos de uso incluem:
- Campainha inteligente sem necessidade de módulo de câmera separado
- Webcam que funciona independentemente de onde você olha na tela
- Câmera de estacionamento que pode ser totalmente escondida
- Reconhecimento facial ou de gestos baseado em tela
- Desbloqueio de portas por reconhecimento facial
- Detecção de fadiga do motorista
- Celulares e tablets sem notch nem furo na tela
Possibilidades ópticas e perguntas em aberto
- Usar toda a placa de vidro como se fosse uma lente de câmera abre novas possibilidades ópticas
- O material da Zeiss inclui “large aperture invisible camera” e “individual adjustment of orientation and size of the field of views”
- Ainda permanece a curiosidade sobre qual seria a abertura máxima e a faixa de foco desse tipo de câmera
Preocupações com privacidade
- Uma tecnologia como o Holocam pode ser ligada imediatamente ao problema de câmeras ocultas
- Em um cenário em que já existem preocupações com câmeras escondidas em Airbnbs, a possibilidade de que até janelas de imóveis alugados ou portas de box sejam usadas para vigilância causa desconforto
- A tecnologia em si é interessante, mas, se chegar ao uso cotidiano, será importante discutir como lidar com a presença de câmeras invisíveis
1 comentários
Opiniões no Hacker News
Para quem está preocupado: isto é, no momento, um vidro altamente especializado, cuja fabricação é extremamente complexa, e pelas leis da termodinâmica ele também não pode ser 100% transparente.
Não é algo que permita vigilância através de janelas de vidro existentes; só poderia ser viável em novas instalações, com espaço para equipamentos de apoio e custos de dezenas a centenas de milhares de dólares.
Esse tipo de vidro com câmera teria pelo menos uma leve tonalidade e seria usado para aplicações especiais; a relação sinal-ruído, a resolução e o desempenho em baixa luz também seriam bem ruins.
Hoje, os componentes estruturais dessa tecnologia são usados principalmente em coisas como head-up displays do setor aeroespacial caríssimo, então parece improvável que você se depare com isso nos próximos 10 anos.
A tecnologia de sensoriamento remoto com que vale se preocupar agora é a vigilância por RF usando uma combinação de mmWave, radar que atravessa paredes e interferometria Wi‑Fi. Há também o fato de que o iPhone faz aleatorização de MAC, mas outros dispositivos, incluindo TPMS de carros, não fazem. Lidar em modo Geiger também é interessante; uma empresa em que trabalhei antes chegou a mapear o interior da casa de uma pessoa como demonstração.
Câmeras pinhole com lente de 2 mm já são baratas e fáceis de encontrar; com tantas opções disponíveis, há muito pouco motivo para usar uma cara “câmera de janela”.
Se a preocupação é vigilância governamental ou um adversário com muito dinheiro, aí pode valer a pena se importar, mas a maioria de nós não está nessa categoria.
Vidro comum também não é 100% transparente, mesmo considerando apenas a luz visível. Se a preocupação é se ele pode ser facilmente identificado, acho que deveríamos olhar para a diferença na faixa da luz visível.
Além disso, alguns vidros recebem coloração de propósito, e controle dinâmico de tonalidade também é uma aplicação aqui. Em teoria, talvez seja possível obter um sinal razoável apenas capturando reflexos ao redor das bordas do vidro.
Hoje já é possível fazer reconstrução 3D filmando uma bola espelhada com uma câmera. O ruído seria grande, mas haveria sinal. Se é possível projetar, o inverso também deve ser possível; não acho que a estrutura interna do vidro seja tão dependente da direção assim. Fiz óptica há muito tempo, então talvez eu esteja deixando passar algo.
Um sistema que analisa uma placa de vidro arbitrária e deriva todas as transformações para usá-la como um guia de onda de alta precisão. Na prática, um antigo gerente meu já me pediu para tentar desenvolver algo assim, e eu perguntei se, para conseguir isso, eu poderia contratar algumas dezenas de PhDs em óptica.
A matéria é fraca porque aborda só o componente de câmera. Curiosamente, escolheram uma imagem de banco de imagens de display holográfico/óptico, mas não falam disso nem uma vez.
O site da Zeiss é muito mais interessante de ler: https://www.zeiss.com/corporate/en/about-zeiss/present/newsr...
Em resumo, na CES 2024 a ZEISS apresentou um Smart Glass holográfico para display, projeção e filtragem, além de uma câmera holográfica como componente separado.
A Holocam usa elementos de acoplamento, desacoplamento e condução de luz para enviar a luz incidente a um sensor oculto, de modo que não é preciso haver recortes ou espaço de instalação na área visível.
A ZEISS não planeja ser fabricante, então parece querer permitir que outras empresas usem essa tecnologia.
Todo o resto é basicamente imagem enganosa de artista.
“A superfície de vidro também pode gerar energia. A camada micro-óptica do vidro da janela absorve a luz solar incidente e a transmite, de forma concentrada, a uma célula solar. Isso combina as vantagens das janelas convencionais — luz natural e visão desobstruída — com o benefício adicional de uma produção eficiente de energia.” Isso é realmente impressionante.
Pode haver alguma gravação adicional ou filme depositado no para-brisa para dar suporte aos ângulos necessários.
Também parece possível colocar a câmera em outro lugar e modificar discretamente o para-brisa ou outro vidro de forma semelhante para observar outros objetos.
Segundo: o item 3 sempre me parece um sinal de alerta. Às vezes é código para “funciona no laboratório, mas não sabemos como fabricar”. É parecido com “temos uma ótima ideia de programa para licenciar, mas não há ninguém aqui que saiba programar de verdade”.
Terceiro: é difícil subestimar o impacto disso se chegar ao mercado de massa. Dá para fazer displays transparentes de filme de ficção científica, sistemas de videoconferência com contato visual correto e até espelhos que mostrem você usando outras roupas.
Só que o item 3 diminui meu entusiasmo. Fico me perguntando se perdi o anúncio de que havia uma exposição real na CES. Se tivesse sido uma exposição real, eu teria considerado seriamente voar para Las Vegas para conferir.
Isto é um guia de luz reverso. Fazemos formação de feixes há muito tempo, e não é surpreendente que o oposto — gerar imagens por meio de um tubo de luz — seja possível
O problema central é coletar energia suficiente. Se o alvo for bem iluminado, como um espelho de banheiro, acho que pode funcionar bem, já que o espelho fica atrás do guia de luz
Se o guia de luz for eficiente demais, vai parecer opaco, então é preciso um compromisso
A expressão “transforma qualquer janela” é bastante enganosa. A menos que eu tenha perdido algo, isso exige um vidro muito especial, ou no mínimo um revestimento/laminado especial
Para quem se preocupa com privacidade, quase sempre é mais fácil e barato instalar uma câmera espiã minúscula em algum lugar
Não acho que a Zeiss vá querer vender vidro barato com margens apertadas
Ainda assim, isso não enfraquece muito o argumento de privacidade. Mesmo que a licença fosse gratuita, certamente o custo de produção dos componentes seria várias ordens de grandeza maior do que o das tecnologias atuais que alcançam um objetivo parecido
https://www.microsoft.com/applied-sciences/projects/the-wedg...
O inverso disso, ou seja, receber sinais, é praticamente uma tecnologia recém-surgida em qualquer frequência
Hoje isso ficou fácil, e dá para fazer em várias etapas até a escala de micrômetros. É meio como “NSA, coloque uma simples gota de Prince Rupert óptica em cima de um olho sintético”. Algo como uma lente de fibra que se autodestrói se for descoberta
Alguns anos atrás visitei a Zeiss em Oberkochen. A sede era excelente e havia também algumas litografias antigas. Acho que alguns equipamentos custavam cerca de 80 milhões de dólares
A instalação do outro lado da Autobahn era tão sensível que só a passagem de um caminhão já fazia os equipamentos vibrarem, e foi preciso colocar material amortecedor na Autobahn para evitar isso
Antes disso, eles já tinham colocado a fundação sobre algum tipo de suspensão. Um colega disse que a Zeiss é a empresa que mais contrata doutores na Europa
Os equipamentos são tão sensíveis que foi preciso colocar as unidades de ar-condicionado de toda a instalação sobre suspensão, e dizem que até pedem para não acelerar nem frear bruscamente ao dirigir dentro do campus
Concordo com a parte que diz: “Com o medo de câmeras escondidas no Airbnb, a ideia de que todas as janelas de um imóvel alugado, até mesmo a porta do box do chuveiro, possam virar dispositivos de vigilância é bastante inquietante”
Essa tecnologia tem aplicações potenciais realmente interessantes, mas ao mesmo tempo também tem um lado bem inquietante
A ubiquidade dos celulares com câmera e o surgimento de tecnologias como os óculos da Meta já estão nos empurrando para uma direção inquietante, mas interessante e às vezes útil. Ainda assim, alguns desses conceitos de ponta me preocupam. Também me vem à mente o Wi‑Fi que enxerga através de paredes
As pessoas não gostavam do Google Glass porque ele podia filmar o tempo todo; agora talvez nem dê para ver uma câmera física
Pelo que sei, os Ray-Ban/Meta têm um sensor que detecta se o usuário não está cobrindo a luz que indica que a câmera está em uso, mas não sei como esse método funcionaria quando qualquer pedaço de vidro puder virar uma câmera
Pesquisando, encontrei uma patente que parece relacionada: https://patents.google.com/patent/WO2020225109A1/en
Ela usa o termo “Holocam”, tem base em alemão, e o press release menciona aplicações automotivas como um dos principais usos iniciais porque a Audi fez o depósito. Por ser uma tradução do alemão, é um pouco mais difícil de ler do que uma patente comum
É frustrante não haver nenhuma informação mais aprofundada além das alegações ousadas, mas vagas, do press release. Só pelo PR, parece uma inovação milagrosa que vai mudar tudo
O press release original da Zeiss acrescenta apenas algo como: “a transparência da camada holográfica tem impacto mínimo na nitidez da reprodução da imagem. Para complementar a imagem visível, componentes espectrais também podem ser detectados como informação adicional. Os dados resultantes fornecem insights sobre poluição ambiental, como poluição do ar e exposição a UV”
Mas, pela minha experiência, essas alegações ousadas e vagas na prática vêm acompanhadas de compromissos e limitações consideráveis em custo, energia, fidelidade, tamanho, velocidade etc., que restringem o escopo de aplicação. Especialmente nas primeiras implementações de uma nova tecnologia
Ainda assim, pode ser interessante e útil. Infelizmente, em vez de publicar uma explicação técnica resumindo os compromissos e limitações envolvidos, o marketing da Zeiss escolheu brincar de esconde-esconde, então há muito pouca base para pensar onde isso poderia ser útil
Se eu pudesse conversar com alguém da Zeiss, primeiro perguntaria quanto os componentes adicionais afetam as propriedades ópticas do vidro, qual é a resolução dos dados de imagem resultantes, quão grandes são os componentes nas bordas e a que distância eles podem ficar da área de captura
Também tenho curiosidade sobre como a saída do sistema de imagem resultante corresponde a métricas tradicionais de câmeras e lentes, como número f, abertura, tamanho e densidade do sensor de imagem, ganho e distância focal. Afinal, a Zeiss é uma empresa de óptica
O artigo mencionado na seção de descrição pode ser lido aqui: https://www.academia.edu/52566311/_title_Volume_phase_hologr...
Os itens marcados como 20 e 22 nos desenhos da patente são esse tipo de grade, provavelmente com franjas inclinadas a 45 graus
Também dá para obter mais informações em outra patente que cita esta. Ela foi inventada por um dos co-inventores da patente posterior: https://patents.google.com/patent/DE102019206354A1/en
Procurei por alguns minutos, mas parece que a Zeiss ainda não publicou nada além do press release: https://www.zeiss.com/corporate/en/about-zeiss/present/newsr...
A parte que diz “superfícies de vidro também podem gerar energia. A camada micro-óptica do vidro da janela absorve a luz solar incidente e a direciona, de forma concentrada, para células solares. Isso combina as vantagens das janelas convencionais — luz natural e visão irrestrita — com o benefício adicional de uma produção eficiente de energia” é bem legal
Dito isso, como não há nenhuma menção à eficiência, essa parte do press release soa um pouco como fumaça e espelhos
Procure por “imagem sem linha de visada”, ou NLOS. Só um artigo público já chega a este nível: https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2024468118
Se o que é divulgado publicamente está nesse nível, dá para ficar imaginando o que as agências de inteligência têm
Este vídeo parece mostrar melhor do que a matéria o que eles estão querendo dizer: https://www.youtube.com/watch?v=NORPeCcIXRQ