Mobil inkişafda aparat funksiyaları: bunlar nədir, növləri və necə istifadə edilir

Smartfonun əsas sensorları

Smartfon aparat funksiyalarına ətraf mühit və cihaz mövqeyi haqqında məlumat toplayan onlarla sensor daxildir. Bu məlumat Sensors API (Android) və Core Motion (iOS) vasitəsilə əlçatandır. Sensorlar üç kateqoriyaya bölünür: hərəkət sensorları (akselerometr, giroskop), mövqe sensorları (maqnitometr) və ətraf mühit sensorları (barometr, işıq, temperatur).

Akselerometr

Akselerometr üç ox (x, y, z) boyunca cihazın sürətlənməsini m/s² ilə ölçür. Bunun üçün istifadə olunur: ekran oriyentasiyasının aşkarlanması (avtomatik döndərmə), addım sayma (piyada naviqasiyası), jest tanıma (ləğv etmək üçün silkələmək), əymə ilə idarə olunan oyunlar. Android Sensor.TYPE_ACCELEROMETER və Core Motion CMMotionManager (iOS) 200 Hz-ə qədər xam məlumat təmin edir.

Giroskop

Giroskop üç ox (rad/s) boyunca cihazın fırlanmasının bucaq sürətini ölçür. Akselerometrdən fərqli olaraq, giroskop cazibə qüvvəsindən təsirlənmir, bu da onu fırlanmaları izləmək üçün ideal edir. Tətbiqlər: video sabitləşdirmə, VR/AR tətbiqləri, daxili naviqasiya, oyun kontrollerləri. Sensor.TYPE_GYROSCOPE (Android) və CMMotionManager (iOS) əsas API-lərdir.

Maqnitometr

Maqnitometr üç ox (µT) boyunca Yerin maqnit sahəsini ölçür və elektron kompas kimi işləyir. Şimal istiqamətini təyin etmək üçün naviqasiya tətbiqlərində istifadə olunur. Maqnitometr metal əşyalardan və dinamiklərdən müdaxiləyə həssasdır; kalibrləmə tələb olunur (xarakterik səkkiz fiquru hərəkəti). Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD — Android API.

Barometr atmosfer təzyiqini (hPa) ölçür və dəniz səviyyəsindən yüksəkliyi 1 metrə qədər dəqiqliklə təyin etmək üçün istifadə olunur. Yaxınlıq sensoru zəng zamanı telefon qulağa aparıldıqda ekranı söndürür. Ətraf işıq sensoru ekran parlaqlığını tənzimləyir. Bütün bu sensorlar vahid SensorManager (Android) və ya CMMotionManager (iOS) vasitəsilə əksər hərəkət sensorları üçün əlçatandır.

Kamera və mikrofon

Kamera ən çox tələb olunan aparat komponentlərindən biridir. Android-də giriş CameraX (müasir Jetpack API) və ya Camera2 (aşağı səviyyəli API) vasitəsilədir. CameraX avtomatik olaraq həyat dövrünü idarə edir, Preview, ImageCapture, ImageAnalysis (ML çərçivə təhlili) və VideoCapture-i dəstəkləyir. iOS-da kamera AVFoundation vasitəsilə əlçatandır: AVCaptureSession çəkilişi idarə edir, AVCaptureDevice parametrləri (fokus, ISO, ağ balansı) konfiqurasiya edir.

Mikrofon səs yazısı, səsli idarəetmə və nitq tanıma üçün istifadə olunur. Android-də — MediaRecorder və ya AudioRecord; iOS-da — AVAudioRecorder. Kamera və mikrofona giriş üçün istifadəçi icazəsi tələb olunur: Manifest.permission.CAMERA və RECORD_AUDIO (Android), NSCameraUsageDescription və NSMicrophoneUsageDescription (iOS) — Info.plist-də istifadə səbəbini təsvir edən sətirlər.

IT Sectr-də biz fərdi kameralarla 20-dən çox layihə həyata keçirdik: QR kod skanerlərindən AR filtrləri olan tətbiqlərə qədər. Əsas nəticə: Android-də CameraX Camera2 ilə müqayisədə həftələrlə inkişaf vaxtına qənaət edir, iOS-da isə AVFoundation çəkiliş parametrləri üzərində tam nəzarət verir. CameraX vasitəsilə əsas şəkil çəkmə nümunəsi:

class CameraFragment : Fragment() {
    private lateinit var imageCapture: ImageCapture

    fun startCamera() {
        val processCameraProvider =
            ProcessCameraProvider.getInstance(requireContext())

        processCameraProvider.addListener({
            val cameraProvider = processCameraProvider.get()
            val preview = Preview.Builder()
                .build()
                .also {
                    it.setSurfaceProvider(viewFinder.surfaceProvider)
                }

            imageCapture = ImageCapture.Builder()
                .setCaptureMode(ImageCapture.CAPTURE_MODE_MINIMIZE_LATENCY)
                .build()

            val cameraSelector = CameraSelector.DEFAULT_BACK_CAMERA

            cameraProvider.bindToLifecycle(
                this, cameraSelector, preview, imageCapture
            )
        }, ContextCompat.getMainExecutor(requireContext()))
    }
}

Biometriya və NFC

Face ID, Touch ID, Barmaq izi skaneri

Biometrik aparat funksiyaları istifadəçilərə barmaq izi və ya üz vasitəsilə tətbiqə daxil olmağa imkan verir. iOS Face ID (TrueDepth kamerası, 30.000 görünməz nöqtə) və Touch ID (tutumlu barmaq izi skaneri) istifadə edir. Android barmaq izi skanerini (tutumlu və ya ultrasəs) və Face Unlock-u (kamera + ML) birləşdirən BiometricPrompt istifadə edir. Face ID Touch ID-dən daha təhlükəsizdir: uyğunluq ehtimalı 1:1.000.000 qarşı 1:50.000.

NFC və Bluetooth/BLE

NFC (Yaxın Sahə Rabitəsi) 10 sm-ə qədər məsafədə simsiz rabitə texnologiyasıdır. Bunun üçün istifadə olunur: təmassız ödənişlər (Google Pay, Apple Pay), NFC etiketlərini oxumaq (ağıllı plakatlar, vizit kartları), təsdiqləmə (sənədlər, biletlər), məlumat ötürülməsi (Android Beam — köhnəlmiş). Core NFC (iOS) və NfcAdapter (Android) əsas API-lərdir. iOS-da NFC yalnız oxumaq üçün əlçatandır (Apple Pay ödənişləri istisna olmaqla).

Bluetooth/BLE (Aşağı Enerjili Bluetooth) — xarici cihazları birləşdirmək üçün: qulaqlıqlar, fitnes bilərziklər, tibbi sensorlar, ağıllı qıfıllar. Core Bluetooth (iOS) və android.bluetooth (Android) — skan etmə, qoşulma və məlumat mübadiləsi üçün API-lər. BLE enerjiyə qənaət edir: cihaz batareyada illərlə işləyə bilər. iOS-da fon BLE işi üçün Background Modes → Uses Bluetooth LE accessories aktiv edilməlidir.

Sağlamlıq və fitnes (HealthKit, Google Fit)

Sağlamlıq aparat funksiyaları: HealthKit (iOS) — sağlamlıq məlumatlarının toplanması üçün Apple çərçivəsi. İstifadəçi müəyyən məlumat növlərini (addımlar, ürək döyüntüsü, yuxu, kalori, çəki, qan təzyiqi) oxumaq və yazmaq icazəsi verir. Bütün məlumatlar qorunan depoda saxlanılır və iCloud vasitəsilə sinxronlaşdırılır. HealthKit HKQuantitySample yazmaq və HKSampleQuery və ya HKStatisticsQuery vasitəsilə oxumaq üçün vahid interfeys təmin edir.

Google Fit — Android-də fitnes məlumatları üçün Google platforması. API iki dəstəyə bölünür: Sensors API (cihaz sensorlarından real məlumatlar — addımlar, kalori) və History API (tarixi məlumatları oxumaq/yazmaq). Google Fit digər fitnes tətbiqlərindən (Strava, Runkeeper) də məlumat toplayır. iOS-da Google Fit REST API vasitəsilə əlçatandır.

Core Motion (iOS) — xüsusi çip olmadan hərəkət sensorları ilə işləmək üçün çərçivə: akselerometr, giroskop, addımölçən (CMPedometer), altimetr (CMAltimeter). CMPedometer addımları, qət edilən məsafəni, tempi və qalxılan mərtəbələri sayır. Android-də oxşar imkanlar Sensor.TYPE_STEP_COUNTER və Step Detector tərəfindən təmin edilir. Bütün fitnes məlumatları açıq istifadəçi razılığı tələb edir.

AR və ML (ARKit, ARCore, ML Kit)

Artırılmış reallıq (AR) və cihazda maşın öyrənməsi smartfon aparat imkanlarının zirvəsini təmsil edir. ARKit (Apple, iOS 11+) ətraf məkanı izləmək üçün kamera, giroskop, akselerometr və LiDAR-dan (Pro modellərdə) istifadə edir. ARCore (Google) müstəvi izləmə, şəkil tanıma və işıqlandırma qiymətləndirməsi ilə Android üçün ekvivalentdir. Hər iki çərçivə Visual Inertial Odometry (VIO) — kamera və inertial sensorların kombinasiyasından istifadə edir.

ML Kit (Google) — Android və iOS-da maşın öyrənməsi üçün SDK. Hazır API-lər daxildir: mətn tanıma (OCR), barkod skan etmə, üz tanıma, mövqe aşkarlama, obyekt izləmə, şəkillərdə mətn tanıma və təbii dil emalı. ML Kit tamamilə cihazda işləyir — məlumat serverə göndərilmir, məxfilik və oflayn işləmə təmin edilir.

Core ML (Apple) — iOS tətbiqlərinə ML modellərini inteqrasiya etmək üçün çərçivə. Modellər (mlmodel) Core ML Tools vasitəsilə TensorFlow, PyTorch və ya Keras-dan çevrilir. Vision — kompüter görməsi üçün çərçivə: üz aşkarlama, mətn, barkod, üfüqi düzülmə. Vision və Core ML-nin birləşdirilməsi real vaxt ML boru kəmərləri qurmağa imkan verir: çərçivə çəkmə → Vision təhlili → Core ML proqnozu → UI yeniləmə — hamısı cihazda 50 ms-dən az gecikmə ilə.