本帖最后由 yuruihao 于 2011-6-30 08:49 编辑
初识全光场摄影
摄影术从发明出来到今天，已经有100多年的历史了。可以说在这过去的100年里，人类始终没有停止对视觉技术的探索与发展。特别是最近的20年里，可以说我们经历了一次巨大的技术转变后。就是从胶片转向数码技术后，可以说就像打开了潘多拉的魔盒，一下子将摄影技术再次推向了一个全新的领域。最近一条消息引起不少人关注,一家名为Lytro的公司获得5000万美元投资，因为推出了拥有光场技术的照相机。使用这一技术的相机可以先拍照，在后期处理的时候再选择焦点。那么到底这是一项怎样的技术，究竟会对未来的摄影技术发展造成怎样的影响？今天就让我们一同来对它进行简单的探索与分析吧。
·初识全光场摄影
提到全光场照相机，那么首先就要弄明白什么是光场。有关光场（light field）的定义，最早可以追溯到1846年法拉第给出的定义，就是指光在每一个方向通过每一个点的光量。基于这个定义，后来的科学家为我们阐述了5维全光学理论（The 5D plenoptic function），而我们今天看到的全光场照相机就是基于这一理论的研究成果而来的。更多有关光场概念的内容，可点击以下链接：光场。
视频:lytro公司全光场相机展示视频
不知道为什么，视频转不过来，大家还是去原始地址看一下视频吧，很不错的http://dcdv.zol.com.cn/236/2367682_all.html#p2371186
 
http://www.lytro.com/picture_gallery 展示页截图
笔者在lytro公司的网站上看到了，关于全光场照相机所拍摄图片的演示效果。有兴趣的朋友可点击图片下的链接，到该页面下去亲自体验一下。想必有些网友会好奇，这究竟是怎样的一个技术产品给我们带来的拍摄效果呢？让我们接着往下看。  数码时代的变奏曲 全光场摄影浅析
·数码时代的变奏曲 全光场摄影浅析
就像数码相机替代胶片一样，全光场摄影之于数码摄影来说就像是再一次的革命。自从有了数码感光元件（CMOSCCD)后，人类就此开启了一扇崭新的影像表达的大门。现有的传感器对于光线的记录比较有限，那么通过对单个感光元件的改造，并在此基础之上进一步赋予更多的信息接受量，那么就可以接受更多光场中的信息了。可能笔者这里描述非常抽象，我们看了下面的这组图片就能略微的了解全光场摄影的概念了。
传统CCD CMOS感光原理就像木桶接水
如果我们把光线描述成水，那么曝光量就相当于向一个水桶里注水，而我们的CCD就像是一个又一个的水桶。传统数码摄影层面对于光线的接收，受到成像要求的限制，因此只能接受极为有限的光线信息，就像下面这张图片所给我们展示出来的一样。 
为了达到更好的画质效果 每个厂家都是本着光线垂直入射的
从四维摄影理论引申而来的全光场摄影概念
四维光场理论从概念上理解比较复杂，以上面这张图片展示的效果为例。采用4维光场理论设计的感光元器件的效果，就像一个有一个水晶球，采集多个方向投来的光线并将其记录下来。这样便构成了初始的全光场影响的记录状态，那么如何才能实现指哪里，哪里清晰的效果呢？让我们接着往后看。 从理论到实践 全光场摄影初级产品
·从理论到实践 全光场摄影初级产品 上一页我们看到了全光场摄影物理操作层面的介绍与理论，那么接下来如何将全光场记录的元信息中剥离出来，并生成我们常见的二维影像？说到这，我们就要提一下lytro公司的CEO Ren ng博士在斯坦佛的一篇介绍傅立叶切片摄影技术方面的论文了。
 
全光场相机理论原理示意图
傅立叶切片摄影比喻说明
傅立叶同志的切片摄影理论给我们描述的，就好象是一个切奶酪的过程。当我们记录下全部光场信息后，原始信 息中会包含大量的光信号。外表看上去就像是一个整体的奶酪，不过随着切开奶酪的不同层面（奶酪里通常会有气泡），则又会呈现出不同层面的表现。因此当我们 将原本立体的奶酪切成片状后，每一片的奶酪形态各具特点的表现出来。而全光场相机就是应用傅立叶切片理论基础，将拍摄者需要的那一片“奶酪”从整体的信息 中抽出。 
傅立叶切片摄影理论效果图
傅立叶切片摄影理论效果图
傅立叶切片摄影理论效果图
傅立叶切片摄影理论效果图
当然，也仅仅是光场摄影理论应用中，目前刚刚与大众见面的一个技术。其实光场技术的应用不止能拍摄重新对焦的照片，其他应用也有颠覆传统摄影的潜力：比如多视角照片，合成光圈镜头（用多个镜头模拟超大光圈），3D显示，去除镜头眩光等等。多年以来，计算机性能的高速发展让我们可以在盒子里对数据进行越来越先进的处理，但一旦跳出计算机盒子外，人机界面和数字化现实世界的技术进展相比之下要慢得多。光场技术的实际应用如果能顺利推广，摄影的世界将面临类似从胶片到数码的又一次跨越。当然甘蔗没有两头甜，这是以损失传感器的分辨率为代价实现的。这种损失完全可以理解：传感器没有变，能捕捉的信息就是这么多，增加了光线的方向性信息，自然要在分辨率上找回来。目前来看，这一技术还没有完全走出实验室。不过相信随着这一技术的逐步走向成熟，也许在不久的将来我们就可以看到该技术的实际应用了。 | 
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