주변 광 센서

1. 소개

주변 광 센서는 Generic Sensor API [GENERIC-SENSOR]를 확장하여, 장치의 주요 광 감지기가 감지한 주변 광 수준 정보를 lux 단위로 제공합니다.

1.1. 범위

이 문서는 사용 사례 중에서 세밀한 조도 데이터와 낮은 지연 시간, 그리고 높은 빈도로 샘플링이 필요한 경우를 위한 API를 명세합니다.

대부분의 웹 페이지에서 대비 수준이나 주변 광 수준에 따라 영향을 받을 수 있는 선호 색상 테마 등, 소수의 조도 값만 필요로 하는 일반적인 사용 사례는 prefers-contrast 및 prefers-color-scheme CSS 미디어 기능 [MEDIAQUERIES-5] 그리고 matchMedia API [CSSOM-VIEW-1]로 처리하는 것이 더 적합하며, 이 API의 범위에는 포함되지 않습니다.

참고: [MEDIAQUERIES-5] 명세에는 과거에 주변 광 판독값과 직접적으로 연동된 light-level 미디어 기능이 있었으나, 이후 삭제 되었으며, 보다 상위 개념인 prefers-color-scheme 및 prefers-contrast 미디어 기능이 채택되었습니다.

2. 예시

const sensor = new AmbientLightSensor();
sensor.onreading = () => console.log(sensor.illuminance);
sensor.onerror = event => console.log(event.error.name, event.error.message);
sensor.start();

navigator.permissions.query({ name: 'ambient-light-sensor' }).then(result => {
    if (result.state === 'denied') {
        console.log('Permission to use ambient light sensor is denied.');
        return;
    }

    const als = new AmbientLightSensor({frequency: 20});
    als.addEventListener('activate', () => console.log('Ready to measure EV.'));
    als.addEventListener('error', event => console.log(`Error: ${event.error.name}`));
    als.addEventListener('reading', () => {
        // 기본 ISO 값.
        const ISO = 100;
        // 입사광 보정 상수.
        const C = 250;

        let EV = Math.round(Math.log2((als.illuminance * ISO) / C));
        console.log(`Exposure Value (EV) is: ${EV}`);
    });

    als.start();
});

const als = new AmbientLightSensor();

als.onreading = () => {
    let str = luxToWorkplaceLevel(als.illuminance);
    if (str) {
        console.log(`Light level is suitable for: ${str}.`);
    }
};

als.start();

function luxToWorkplaceLevel(lux) {
    if (lux > 20 && lux < 100) {
        return '공공 장소, 짧은 방문';
    } else if (lux > 100 && lux < 150) {
        return '간헐적으로 수행하는 시각 작업';
    } else if (lux > 150 && lux < 250) {
        return '간단한 사무 작업, 강의실, 가정, 극장';
    } else if (lux > 250 && lux < 500) {
        return '일반 사무 작업, 식료품점, 실험실';
    } else if (lux > 500 && lux < 1000) {
        return '기계 작업장, 제도, 대형마트';
    } else if (lux > 1000 && lux < 5000) {
        return '정밀 제도 작업, 저대비 시각 작업';
    }

    return;
}

3. 보안 및 프라이버시 고려사항

주변 광 센서는 장치 환경 근처의 조명 상태에 대한 정보를 제공합니다. 잠재적인 프라이버시 위험은 다음과 같습니다:

• 프로파일링. 주변 광 센서는 사용자의 사용 패턴과 주변 환경에 대한 정보를 누출할 수 있습니다. 이러한 정보는 사용자 프로파일링과 행동 분석을 강화하는 데 사용될 수 있습니다.

• 디바이스 간 연결. 두 장치가 동일한 타사 스크립트가 포함된 웹사이트에 접속하면, 시간에 따라 조명 수준을 상관시킬 수 있습니다.

• 디바이스 간 통신. 간단한 브로드캐스트 통신 방식으로, 장치의 화면이나 카메라 LED 플래시를 사용해 메시지를 전송하고 인근 장치의 주변 광 센서로 읽을 수 있습니다.

• 교차 출처(Origin) 정보 누출. 화면에서 방출된 빛이 근처의 반사 표면에 반사되어 센서로 다시 돌아올 수 있습니다. 악의적인 사이트는 다른 출처의 리소스를 임베드하고 특정 픽셀을 표시하도록 콘텐츠 크기를 조절해, 개별 픽셀 단위로 콘텐츠를 구분할 수 있습니다.

• 브라우징 기록 탈취. 방문한 링크와 방문하지 않은 링크에 따라 조명 수준을 구분할 수 있도록 스타일링함으로써, 예를 들어 방문한 링크는 검은색 블록, 방문하지 않은 링크는 흰색으로 스타일링할 수 있습니다.

[ALSPRIVACYANALYSIS], [PINSKIMMINGVIASENSOR], [STEALINGSENSITIVEDATA], [VIDEORECOGNITIONAMBIENTLIGHT], 그리고 [IMAGINGPRIVACY] 등의 연구가 이러한 이슈를 더 깊이 다룹니다.

주변 광 센서에 특화된 위협을 완화하기 위해, 사용자 에이전트는 센서 판독값의 정확도를 낮춰야 합니다. 또한, 사용자 에이전트는 최대 샘플링 빈도 제한을 적용할 수 있습니다.

이러한 완화 전략은 Generic Sensor API [GENERIC-SENSOR]에서 정의된 일반적인 완화책을 보완하는 역할을 합니다.

3.1. 센서 판독 정확도 낮추기

센서 판독값의 정확도를 낮추기 위해, 이 명세서는 임계값 확인 알고리즘(Ambient Light 임계값 확인 알고리즘)과 판독값 양자화 알고리즘(Ambient Light 판독값 양자화 알고리즘)을 정의합니다.

이 알고리즘들은 illuminance rounding multiple과 illuminance threshold value를 사용합니다. 구현체는 다음의 요구사항을 따라야 합니다:

• illuminance rounding multiple 값은 최소 50 lux 이상이어야 합니다.

• illuminance threshold value 값은 illuminance rounding multiple의 절반 이상이어야 합니다.

참고: illuminance rounding multiple 값을 선택할 때는 판독값을 지나치게 정밀하게 노출하지 않으면서도 API 사용자에게 유용한 값을 제공하는 균형이 필요합니다. 최소값으로 50 lux가 적합하다는 것은 GitHub 이슈 #13에서 다양한 조도 조건에서의 측정 결과를 수집하여, [STEALINGSENSITIVEDATA]에서 설명된 공격을 차단할 수 있음을 확인한 결과입니다. 50 lux는 또한, 주변 광 센서 판독값을 이용한 비디오 인식 ([VIDEORECOGNITIONAMBIENTLIGHT])을 어렵게 만드는 5 lux보다 훨씬 높은 값입니다.

참고: illuminance threshold value는 판독값이 특정 값 근처에서 양자화로 인해 값이 바뀌는 사실이 누출되는 것을 막기 위해 사용됩니다. 예를 들어, illuminance rounding multiple이 50일 때, 원시 판독값이 24와 26 사이를 오갈 때 illuminance 값이 0과 50 사이에서 바뀌는 것을 방지합니다. 임계값 확인 알고리즘의 보조 지문 방지 효과는 수학적으로 증명되지는 않았으나, 구현 경험에 따라 이 명세에 추가되었습니다. 자세한 내용은 Chromium 버그 1332536과 Chromium 리뷰 3666917에서 확인할 수 있습니다.

4. 모델

주변 광 센서 센서 타입의 관련 Sensor 서브클래스는 AmbientLightSensor 클래스입니다.

주변 광 센서에는 기본 센서가 있으며, 이는 장치의 주요 광 감지기입니다.

주변 광 센서는 강력한 기능에 해당하며, 이름 "ambient-light-sensor"로 식별됩니다. 이는 해당 센서 권한 이름이기도 합니다. 권한 취소 알고리즘은 Generic Sensor 권한 취소 알고리즘을 "ambient-light-sensor"로 호출한 결과입니다.

주변 광 센서는 "ambient-light-sensor"라는 문자열로 식별되는 정책 제어 기능입니다. 기본 허용 목록은 'self'입니다.

주변 광 센서는 가상 센서 타입으로, "ambient-light"입니다.

현재 광 수준 또는 조도(illuminance)는 호스트 장치 주변의 주변 광 수준을 나타내는 값입니다. 단위는 lux(lx) [SI]입니다.

참고: 동일한 조명 환경에서도 장치마다 보고되는 lux 값이 다를 수 있습니다. 이는 감지 방식, 센서 구조 등의 차이 때문입니다.

주변 광 센서에는 lux 단위로 측정되는 illuminance rounding multiple이 있으며, 이는 illuminance 판독값이 올림 처리되는 배수 값을 나타냅니다.

주변 광 센서에는 lux 단위로 측정되는 illuminance threshold value도 있으며, 이는 Ambient Light 임계값 확인 알고리즘에서 사용됩니다.

참고: 위 값들의 최소 요구사항은 § 3.1 센서 판독 정확도 낮추기에서 확인하세요.

5. API

5.1. AmbientLightSensor 인터페이스

[SecureContext, Exposed=Window]
interface AmbientLightSensor : Sensor {
  constructor(optional SensorOptions sensorOptions = {});
  readonly attribute double? illuminance;
};

AmbientLightSensor 객체를 생성하려면, 사용자 에이전트가 Ambient Light Sensor 객체 생성 추상 연산을 호출해야 합니다.

5.1.1. illuminance 속성

illuminance getter 단계는 다음과 같습니다:

1. illuminance를 get value from latest reading에 this와 "illuminance"를 인자로 호출한 결과로 설정합니다.

2. illuminance를 반환합니다.

6. 추상 연산

6.1. Ambient Light Sensor 객체 생성

6.2. Ambient Light 임계값 확인 알고리즘

주변 광 센서 센서 타입은 다음 임계값 확인 알고리즘을 정의합니다:

참고: 이 알고리즘은 Ambient Light 판독값 양자화 알고리즘을 호출하여, 동일한 값으로 올림 처리된 판독값이 최신 update latest reading 알고리즘에서 업데이트를 트리거하지 않도록 보장합니다. 만약 이 과정을 거치지 않으면, 원시 illuminance 판독값이 illuminance threshold value 이상의 차이가 있지만 illuminance rounding multiple로 올림 처리된 값이 다르지 않은 범위 내에 있다는 것을 사용자에게 알릴 수 있습니다.

6.3. Ambient Light 판독값 양자화 알고리즘

주변 광 센서 센서 타입은 다음 판독값 양자화 알고리즘을 정의합니다:

7. 자동화

이 섹션은 Generic Sensor API § 9 자동화를 확장하여 주변 광 센서 전용 가상 센서 메타데이터를 제공합니다.

타입별 가상 센서 메타데이터 맵에는 다음 항목(entry)이 있어야 합니다:

key

"ambient-light"

value

가상 센서 메타데이터이며, 판독값 파싱 알고리즘이 illuminance 판독값 파싱 알고리즘입니다.

8. 사용 사례 및 요구사항

• 웹 애플리케이션이 스마트홈 시스템에 조명 제어 입력을 제공합니다.

• 웹 애플리케이션이 작업 공간의 광 수준이 충분한지 확인합니다.

• 웹 애플리케이션이 수동 조절(조리개, 셔터속도, ISO)이 가능한 카메라의 설정을 계산합니다.

• 웹 애플리케이션이 현재 광 수준을 확인하여, 카메라 스트림이 목적(예: 사람 존재 확인)에 충분히 정확한 데이터를 포함하는지 판단합니다.

일부 사용 사례는 정밀한 주변 광 측정값을 얻는 데 이점이 있을 수 있지만, 주변 광 수준의 변동을 사용자 입력 이벤트로 변환하는 사용 사례는 더 높은 샘플링 빈도의 이점을 누릴 수 있습니다.

9. 감사의 글

초기 프로토타입의 Doug Turner와 테스트 스위트의 Marcos Caceres에게 감사를 표합니다.

LightLevelSensor 아이디어를 제공한 Paul Bakaus에게 감사합니다.

사용 사례 및 요구사항에 기여한 Mikhail Pozdnyakov와 Alexander Shalamov에게 감사합니다.

프라이버시 위험 평가에 기여한 Lukasz Olejnik에게 감사합니다.