簡單的說，光場就是光線，它包含光線本身的強度、位置和方向等資訊。一般採用兩個相互平行的平面來表徵光場，如圖所示
若一條光線通過兩個平面uv和st所產生的交點座標分別為(u,v)和(s,t)，此時就可以通過光場函式l(u,v,s,t)來表示這條光線的分布。l代表光線的強度，而(u,v)和(s,t)共同確定了光線在空間中分布的位置和方向。
為什麼要用這種雙平面的方式來確定光場的分布呢？這是因為常規的相機一般都可以簡化成兩個互相平行的平面——鏡頭的光瞳面和影象感測器所在的像平面。對於常規的相機來說，每個畫素記錄了整個鏡頭所出射光線會聚在乙個位置上的強度，如圖所示.
所以，傳統的相機只能獲取乙個像平面的影象。而如果能夠獲取到整個相機內的光場分布情況，我們就可以將光線重新投影到乙個虛擬的像平面上，計算出這個新的像平面上所產生的影象。光場相機的目的就在於對相機的光場分布進行記錄。
### 2.光場相機是怎麼工作的？
光場相機由鏡頭、微透鏡陣列和影象感測器組成，其中微透鏡陣列是多個微透鏡單元所組成的二維陣列。鏡頭的光瞳面（uv面）和影象感測器的光敏面（xy面）關於微透鏡陣列（st）成共軛關係，也就是說，鏡頭經過每個微透鏡單元都會投影到影象感測器上形成乙個小的微透鏡子影象。每個微透鏡子影象包含了若干個畫素，此時各畫素所記錄的光線強度就來自於乙個微透鏡和鏡頭的乙個子孔徑區域之間所限制的細光束，如圖。
這裡的細光束也就是光場的離散取樣形式，通過微透鏡單元的座標st和鏡頭子孔徑的座標uv即能夠確定每個細光束的位置和方向，獲得l(u,v,s,t)的分布。
### 3.怎麼實現數字對焦？
正如前面所說，獲得相機內的光場分布後，就可以重新選擇乙個虛擬的像平面（如圖，
可以選擇更遠或更近的像面位置），計算出所有的光線在這個平面上的交點位置和能量分布，從而就得到了一幅新像面上的影象。這個過程等價於傳統相機的調焦過程，只不過是通過數字計算來實現，因而被稱為數字調焦。
利用光場相機的數字調焦能力，只需要一次**就可以計算出不同像平面位置的影象，能夠實現大光圈條件下的快速對焦。更進一步，利用不同深度平面的影象序列，可以完成全景深影象合成、三維深度估計等功能。
### 4.對焦示例
原始對焦位置在書上
數字調焦到近處
數字調焦到遠處
參考資料
周志良. 光場成像技術研究[d]. 中國科學技術大學, 2012.
光場相機原理
簡單的說，光場就是光線，它包含光線本身的強度 位置和方向等資訊。一般採用兩個相互平行的平面來表徵光場，如圖所示 若一條光線通過兩個平面uv和st所產生的交點座標分別為 u,v 和 s,t 此時就可以通過光場函式l u,v,s,t 來表示這條光線的分布。l代表光線的強度，而 u,v 和 s,t 共同確...
光場相機空域重聚焦原理
之前給大家分享過光場相機與傳統相機的區別，光場相機比傳統相機增加了所採集的資訊維度。但僅僅是原理性分析，這篇文章主要講講應用方面，光場相機重聚焦原理，也就是說為什麼光場相機可以實現先拍照後聚焦的原因。我們知道傳統相機拍照之前需要對景物進行對焦，如果沒有對焦就會出現下面的現象 嚴重失焦，雖然有些意境美...
光場相機知識整理
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