Lytro 光場相機:先拍照再對焦,張張都清晰

看懂光場相機原理

什麼是光場?光場是空間中任意點發出的任一方向的光的集合,在3D空間中任意一束光可以用5個參數定義,包含位置坐標x,y,z、和方向坐標角θ,φ。光場也是成像科學的核心概念,光場可完整定義出一個場景,紀錄光線在場景空間中的每個點,比起普通照片可獲得更強大的數據資料。

Lytro 光場相機:先拍照再對焦,張張都清晰

▲光場示意圖。

光場相機簡單來說可將所有可見影像的光線全部收入,普通相機透過鏡頭聚焦光線,反射到感光元件上,因此只是記錄一束光線,拍出只有一個焦點;光場相機則是基於光場理論,當同一物體從不同視角進行觀測後,可計算出新的視角成像。

Lytro 光場相機:先拍照再對焦,張張都清晰

▲傳統相機只能記錄一束光線,紀錄一個平面。

光場相機重點有幾個:

  1. 首先是由微型鏡片集合而成的顯微鏡頭陣列,控制光線顯示每個景物的景深,顯微鏡頭陣列中每個鏡頭會各別記錄色彩、密度與光的方向,也必須使用特製的感光元件接受這些鏡頭的資訊。
  2. 接著再透過電腦運算調整出不同對焦點的照片,也就是我們所說的對焦動作,甚至還能模擬出不同光圈的景深程度。Lytro創辦人兼執行長Ren Ng表示光場相機就像多軌錄音,分別錄下各音軌,再後製混音時可分別調整音量、效果。

Lytro 光場相機:先拍照再對焦,張張都清晰

▲光場相機可記錄整個光場,並透過後製調整不同對焦距離的畫面。

Lytro 光場相機:先拍照再對焦,張張都清晰

▲另外一個光場相機示意圖,此圖為傳統相機只能記錄一個對焦距離,其他成像都是模糊的。

Lytro 光場相機:先拍照再對焦,張張都清晰

▲光場相機透過顯微鏡頭陣列,紀錄每個對焦距離的清楚成像。

光場相機有9萬個鏡頭

Adobe當時展示的光場相機是以19個透鏡組成鏡頭陣列,拍攝一次會獲得19個不同對焦距離的照片,再經過Adobe軟體在19張照片之間以圖像無縫連接,做成3維的模擬照片,並可切換不同對焦點。Lytro推出的光場相機則是使用9萬個微型鏡片組成顯微鏡頭陣列,並透過特殊設計的光場感光元件記錄整個光場;記錄整個畫面的光場數值後,同樣會經過複雜的軟體運算轉換為無縫3維影像,也能把不同的對焦距離再次演算成照片。

Lytro 光場相機:先拍照再對焦,張張都清晰

▲Adobe展示的光場相機(圖片來源:core77

資料、圖片來源:lytro

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2.  回憶 (發表於 2011年6月23日 16:37)
(≧▽≦)我想要全部清晰的照片~!(⊙ˍ⊙)能做到嗎~?
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4.  timyau (發表於 2011年6月23日 17:14)
※ 引述《回憶》的留言:
> (≧▽≦)我想要全部清晰的照片~!(⊙ˍ⊙)能做到嗎~?

@@a
文中的照片不就是全清晰的嗎?
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6.  picasa (發表於 2011年6月23日 18:20)
這個會紅喔 趕快去買股票
接下來的相機應該會有革命了吧
咖啡渣
8.  咖啡渣 (發表於 2011年6月23日 19:29)
這個真的是攝影界的革命了,雖然現在只能達到消費性相機的畫質,但是相信技術成熟後恐怕連單眼都會被打下來
而且可能還會有其他的運用方式出現
期待光場相機的日後發展
無痕
9.  無痕 (發表於 2011年6月23日 19:32)
上面連結的圖片,就是把這四個分別對焦的圖片合成一起做出來的。
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10.  放大鏡 (發表於 2011年6月24日 02:20)
※ 引述《咖啡渣》的留言:
> 這個真的是攝影界的革命了,雖然現在只能達到消費性相機的畫質,但是相信技術成熟後恐怕連單眼都會被打下來
> 而且可能還會有其他的運用方式出現
> 期待光場相機的日後發展
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請仔細看官方圖片的細節輪廓邊緣(⊙ˍ⊙)
有沒有人看到細微的橫線啊!
畫質與清晰度肯定輸給單眼.
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11.  1753583712 (發表於 2011年6月24日 02:23)
不是新消息,但看來台灣似乎晚了一步

2008年8月7日 星期四

自由電子報

http://www.libertytimes.com.tw/2008/new/aug/7/today-education3.htm

相機可事後對焦 怎樣都「照得住」

已向美、台申請專利中

〔記者胡清暉/台北報導〕許多人都有拍完照卻發現照片失焦,一團模糊,因而懊惱不已,不過,台灣大學電機資訊學院已成功研發「密集光場擷取的多重光圈相機」,可以在拍完照後重新對焦,讓消費者可以隨便拍,拍壞了照樣可以補救。目前這項技術已向美、台申請專利。

運用液晶控制光圈形狀

這項技術是由台大電機工程系教授陳宏銘指導、台大電信工程學研究所博士班學生梁家愷研發,運用液晶控制光圈形狀,透過光圈形狀的變化,產生不同光場,以連拍的方式,再經過校正計算出景深,可以在拍照後再重新聚焦,不會受限於拍照當時的成敗。

不怕失焦有利圖片編輯

陳宏銘解釋,「密集光場擷取的多重光圈相機」最大優點在於,不必擔心拍照時失焦,且可避免因聚焦錯失最佳拍照時機,同時有利於圖片編輯,民眾還可以選擇如何讓焦距產生變化、不同對比。

負責研發的梁家愷說明,液晶控制光圈形狀為「九宮格」(三乘三)、「十六宮格」(四乘四)、「二十五宮格」(五乘五)、「三十六宮格」(六乘六)、「四十九宮格」(七乘七),宮格數等於連拍次數,次數愈多,能夠針對場景重新對焦的距離就愈遠。

梁家愷形容,新技術的光圈控制就像拼圖一樣,如果光圈是「九宮格」,就要連拍九次,每次透光九分之一,產生九種光源,再透過他以演算法自行設計的應用軟體,經過校正計算出景深。他強調,用液晶當成光圈,形狀除了正方形外,也可以用三角形、餅狀圓的缺角變化,原理都一樣。

梁家愷指出,為了取代現有的光圈,他一開始是用透明壓克力製成餅狀圖的圓盤,固定在馬達上,因體積太大而作罷,後來又在底片上挖洞,讓光線穿透不同形狀的洞口,一捲可放五十多個圖案,但因為手工挖洞有誤差,加上轉動時會有位移,才改用液晶。
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12.  utklyu (發表於 2011年6月24日 08:59)
再發展下去 全像攝影及還原也是指日可待
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14.  Carlton (發表於 2012年3月05日 08:48)
※ 引述《回憶》的留言:
> (≧▽≦)我想要全部清晰的照片~!(⊙ˍ⊙)能做到嗎~?
當然可以

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