光場成像的原理是什么？
來源：www.yunshuchuan.com 發布時間：2023年06月20日
隨著近段時間 Magic Leap 在科技圈引起熱議，其中 " 光場成像 " 是 Magic Leap 的成像原理的技術核心，在這個火熱的背景下，Lytro、蟻視科技等 AR/VR 硬件公司也紛紛跳出來推銷他們自己的 " 某某光場 "。噢，對了，Magic Leap 號稱是 " 數字光場 "，蟻視科技號稱是 " 復眼光學技術 " 其實本質上都是 " 四維光場顯示技術 "。
理解這么高大上的玩意兒之前，我們先來進行幾個枯燥乏味的百科科普。
什么是光場 ?根據目前查到的文獻，官方說法是 " 光場 ( light field ) 的定義，最早可以追溯到 1846 年法拉第給出的定義，就是巴拉巴拉巴拉巴拉巴拉 ... 光線攜帶二維位置信息 ( u，v ) 和二維方向信息 ( θ，φ ) 在光場中傳遞。根據 Levoy 的光場渲染理論，空間中攜帶強度和方向信息的任意光線，巴拉巴拉巴拉巴拉巴拉 ..." ( 反正我摘錄出來，具體內容我們這種小白也看不懂對不對 ? )
簡單的說，光場是空間中同時包含位置和方向信息的四維光輻射場的參數化表示，是空間中所有光線光輻射函數的總體。其兩個主要應用方向是光場拍攝和光場顯示，第一種需要記錄下來整個空間的所有信息，第二個則是需要將這些信息完整地復現出來。用小編我能理解的話就是在空間內任意的角度、任意的位置都以獲得整個空間環境的真實信息，用光場獲得的圖像信息更全面，品質更好。
還是很迷糊對不對，So. 我們還是來看大神對小白是怎么耐心又富有同情心的解釋的吧。
" 理解這個光場之前，你需要先理解下我們現在看到的這個世界。簡單的說，我們看到的世界是由物理的反射光線射入我們的眼睛以后，通過晶狀體的折射等等，最終在我們視網膜成像，之后視網膜把這些電信號通過視覺神經轉化給大腦。而我們在看不同物體時，我們眼鏡的晶狀體會隨時調整厚薄程度來使物體更清楚，進行對焦。簡單的說，就是當物體靠近時，我們人的瞳孔會進行收縮，類似于相機調小光圈減少光強，睫狀肌收縮，使晶狀體屈光度更大，讓視網膜接受到清晰的實像，反之亦然。
而這個過程，隨著人類上百萬年的進化，隨時對焦已經成為了人類的一種本能，而隨之進化出來的防抖技能 ( 學術名稱 Vestibulo-Ocular Reflex, 前庭視反射，簡稱 VOR ) ，更是讓我們幾乎感覺不到中間切換時的畫面抖動和模糊效果 ( 當然，你要是傻傻的以每秒搖擺三次頭的頻率去嘗試，中間畫面切換時還是會有模糊的 ) 。也就是說，我們人眼看真實世界的時候，眼睛落到不同物體或者不同的點上時，焦點、焦距都是不同的。
即我們眼中看到的清晰的世界，在一個時間內，只是類似于一個確定焦點的二維圖，跟現在通用相機拍出來的照片差不多，焦點部分是清晰的 ( 就是我們盯著看的地方是清楚的 ) ，背景部分則是虛化的 ( 就是除了盯著的中心區域以外，眼鏡余光部分全部是模糊的 ) 。而整個空間環境則是由無數個這樣的二維畫面疊加融合而成，融合后的畫面會包含各個 " 焦點 " 在特定時刻的各種空間信息和位置關系。而光場，就是要真實的記錄跟復原模擬出來這個空間。使我們跟真正在這個空間中的任何位置一樣，能從任意角度看到對應的‘無數個這樣的二維畫面疊加融合’而成的畫面。
用不太準確的比喻的話，就是把你眼前的立體世界加一個軸，然后按照這個軸切片，你看到的所有畫面都是這一堆切片里面的某一張。Lytro、Next VR 以及谷歌的 Google Jump，德國公司的 Raytrix 等等，他們所針對的方向就是如何將這個空間的所有信息完整的記錄下來，而 Magic Leap、蟻視要做的則是怎么把這些內容復現出來。"
理解這么高大上的玩意兒之前，我們先來進行幾個枯燥乏味的百科科普。
什么是光場 ?根據目前查到的文獻，官方說法是 " 光場 ( light field ) 的定義，最早可以追溯到 1846 年法拉第給出的定義，就是巴拉巴拉巴拉巴拉巴拉 ... 光線攜帶二維位置信息 ( u，v ) 和二維方向信息 ( θ，φ ) 在光場中傳遞。根據 Levoy 的光場渲染理論，空間中攜帶強度和方向信息的任意光線，巴拉巴拉巴拉巴拉巴拉 ..." ( 反正我摘錄出來，具體內容我們這種小白也看不懂對不對 ? )
簡單的說，光場是空間中同時包含位置和方向信息的四維光輻射場的參數化表示，是空間中所有光線光輻射函數的總體。其兩個主要應用方向是光場拍攝和光場顯示，第一種需要記錄下來整個空間的所有信息，第二個則是需要將這些信息完整地復現出來。用小編我能理解的話就是在空間內任意的角度、任意的位置都以獲得整個空間環境的真實信息，用光場獲得的圖像信息更全面，品質更好。
還是很迷糊對不對，So. 我們還是來看大神對小白是怎么耐心又富有同情心的解釋的吧。
" 理解這個光場之前，你需要先理解下我們現在看到的這個世界。簡單的說，我們看到的世界是由物理的反射光線射入我們的眼睛以后，通過晶狀體的折射等等，最終在我們視網膜成像，之后視網膜把這些電信號通過視覺神經轉化給大腦。而我們在看不同物體時，我們眼鏡的晶狀體會隨時調整厚薄程度來使物體更清楚，進行對焦。簡單的說，就是當物體靠近時，我們人的瞳孔會進行收縮，類似于相機調小光圈減少光強，睫狀肌收縮，使晶狀體屈光度更大，讓視網膜接受到清晰的實像，反之亦然。
而這個過程，隨著人類上百萬年的進化，隨時對焦已經成為了人類的一種本能，而隨之進化出來的防抖技能 ( 學術名稱 Vestibulo-Ocular Reflex, 前庭視反射，簡稱 VOR ) ，更是讓我們幾乎感覺不到中間切換時的畫面抖動和模糊效果 ( 當然，你要是傻傻的以每秒搖擺三次頭的頻率去嘗試，中間畫面切換時還是會有模糊的 ) 。也就是說，我們人眼看真實世界的時候，眼睛落到不同物體或者不同的點上時，焦點、焦距都是不同的。
即我們眼中看到的清晰的世界，在一個時間內，只是類似于一個確定焦點的二維圖，跟現在通用相機拍出來的照片差不多，焦點部分是清晰的 ( 就是我們盯著看的地方是清楚的 ) ，背景部分則是虛化的 ( 就是除了盯著的中心區域以外，眼鏡余光部分全部是模糊的 ) 。而整個空間環境則是由無數個這樣的二維畫面疊加融合而成，融合后的畫面會包含各個 " 焦點 " 在特定時刻的各種空間信息和位置關系。而光場，就是要真實的記錄跟復原模擬出來這個空間。使我們跟真正在這個空間中的任何位置一樣，能從任意角度看到對應的‘無數個這樣的二維畫面疊加融合’而成的畫面。
用不太準確的比喻的話，就是把你眼前的立體世界加一個軸，然后按照這個軸切片，你看到的所有畫面都是這一堆切片里面的某一張。Lytro、Next VR 以及谷歌的 Google Jump，德國公司的 Raytrix 等等，他們所針對的方向就是如何將這個空間的所有信息完整的記錄下來，而 Magic Leap、蟻視要做的則是怎么把這些內容復現出來。"
上一條
紅外夜視儀物鏡的特點和應用
下一條
創安光電將進軍窄帶濾光片，可依客戶需求定制
返回列表
創安公眾號
創安視頻號