光場成像的原理是什么?
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(shù)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(shù)字光場 ",蟻視科技號稱是 " 復(fù)眼光學(xué)技術(shù) " 其實本質(zhì)上都是 " 四維光場顯示技術(shù) "。
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(jù)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(jù) 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(nèi)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(shù)化表示,是空間中所有光線光輻射函數(shù)的總體。其兩個主要應(yīng)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(fù)現(xiàn)出來。用小編我能理解的話就是在空間內(nèi)任意的角度、任意的位置都以獲得整個空間環(huán)境的真實信息,用光場獲得的圖像信息更全面,品質(zhì)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(xiàn)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(wǎng)膜成像,之后視網(wǎng)膜把這些電信號通過視覺神經(jīng)轉(zhuǎn)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(diào)整厚薄程度來使物體更清楚,進行對焦。簡單的說,就是當(dāng)物體靠近時,我們?nèi)说耐讜M行收縮,類似于相機調(diào)小光圈減少光強,睫狀肌收縮,使晶狀體屈光度更大,讓視網(wǎng)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(jīng)成為了人類的一種本能,而隨之進化出來的防抖技能 ( 學(xué)術(shù)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(dāng)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?nèi)搜劭凑鎸嵤澜绲臅r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(nèi),只是類似于一個確定焦點的二維圖,跟現(xiàn)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(qū)域以外,眼鏡余光部分全部是模糊的 ) 。而整個空間環(huán)境則是由無數(shù)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(guān)系。而光場,就是要真實的記錄跟復(fù)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(yīng)的‘無數(shù)個這樣的二維畫面疊加融合’而成的畫面。
用不太準(zhǔn)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(nèi)容復(fù)現(xiàn)出來。"
返回列表