光场2.0

　　作者：刘晶 　　链接： 　　http://zhuanlan.zhihu.com/p/20788665 　　出典：知道 　　之所以写这篇文章，是因为有一天妻子（一个纯粹的文科生）突然问我。 　　“那个Magic Leap最近很受欢迎，好像是光场的表示，老公，能说明一下光场是什么吗？” 　　最初，我对这样的问题很感兴趣，在我心里暗自想：哥哥花了四年时间读PhD的研究是光场表示，如果有几个词对你说清楚“光场”，我的PhD是不是瞎读了。1）但是，想想看，xxx曾经说过。 　　“如果不能用简短的语言把一个问题说清楚，意味着你自己对这个概念的理解还不够深刻。” 　　于是那天晚上，我好几次想说明光场，一边刷牙一边思考，一边泡澡一边思考。 　　是的，开始说明光场是什么！！！ 　　光场（Light Field）是记录光线分布的模型。正如一张“照片”记录了某一瞬间你看到的情景一样，“光场”是更高维的“照片”，同样描述了某一时刻光线的分布状况，但“光场”模型所记录的信息量只比普通照片大。 　　更具体地说，让我们来看看一般相机都记录了哪些信息吧。其实我们在中学物理课上学到的“小孔成像”原理，请参考图1。 　　 　　图1。孔口成像原理图[2] 　　光被物体各方向反射，通过小孔的光的一部分被记录在基板上形成照片。每次按下快门都会拍照，但实际上对现实世界的光分布进行了非常简单的采样。 　　仔细想想，各照片所捕捉到的信息实际上很少。也就是说，在某个瞬间，通过空间中的某个点的数百万根光。假定照片的像素为800万，则该信息量相当于800万条光线通过光圈时的分布。3 　　在孔成像中无法采集的重要信息之一是通过空间内的“其他点”的光的分布。 　　光场模型用于解决这个问题。 　　实际上，光场模型最好在平面上放满照相机。这样的话，在某个瞬间，当光通过空间的各个不同点时，就可以收集这些光的信息。参照图2。 　　 　　图2。光场示意图[4] 　　一直点火的Lytro光场摄像机实际上具有用小透镜阵列（MicroLens Arrray）模拟相机阵列并捕捉光场照片的效果。（参照图2.右侧的示意图）[5] 　　“光之场”和普通的“照片”的区别差不多结束了。五分钟就到了吗。D 　　仔细想想，每次按下快门拍照，实际上是这个现实世界的采样，在那个瞬间，你的照相机镜头把穿过光圈的光的信息全部记录下来。通常的照片记录通过“一个点”的光线信息，光场记录通过“一个面”（点的山）的光线信息。 　　光场的优点是记录更多的信息，可以在后期进行更多处理以实现重聚焦、三维重构和转换视场等应用。缺点也是，因为信息太多（与4次元、以前的照片的2次元相比），处理上花费时间，1张照片的分辨率变低。 　　Magic Leap实际上是“光场显示”、“光场显示”是“光场摄影”的逆过程，一般的显示器是二维的显示画面，“光场显示”类似于4维的显示。具体的详情可以另外说吧。 　　参考资料 　　[0]从网络获取谜题：Adobe LightField Camera Protoype 　　[1]顺便推销了我的论文，笑眯眯的，主题是：AugmentingDigital Displays with Computation 　　[2]图像参照Web页。 　　http://chenjerry.pixnet.net/blog/post/259961452 　　[3]这个非常易懂的概念是在斯坦福听ShreeNayar的演讲时第一次听到的。当时简直就是mind blogwing，强烈推荐了Shee Nayar的科学研究成果。 　　[4] https://www.lytro.com/曾是评委硅谷最受欢迎的创业公司 　　[5]光场的概念在学术界点燃的是从祖师Marc Levoy 1996年的文章Light Field Rendering开始的。 　　正文AR原创，转载需要写明从AR酱（ARchan TT）转载 　　小AR，发现了闪闪发光的AR业者 　　让业界听到你的声音 　　欢迎来到AR官方微信号：ARchanTT