Φωτογραφία πεδίου φωτός: Τι είναι και πώς λειτουργεί;

Η φωτογραφία ελαφρού πεδίου υπάρχει εδώ και πολύ καιρό. Η πρώτη συσκευή αναλογικού πεδίου εφευρέθηκε το 1908 από τον Gabriel Lippmann, ο οποίος τελικά κέρδισε βραβείο Νόμπελ για το έργο του στη έγχρωμη φωτογραφία.

Η ελαφριά φωτογραφία πεδίου είναι συναρπαστική καθώς σας επιτρέπει να μετακινήσετε το επίπεδο εστίασης μιας εικόνας γύρω από τη λήψη μιας εικόνας, κάτι που είναι αδύνατο στην κανονική φωτογραφία.

Λοιπόν, πώς λειτουργεί η φωτογραφία ελαφρού πεδίου; Αυτό το άρθρο θα σας διδάξει όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε.

Τι είναι η φωτογραφία Light Field;

Η κανονική φωτογραφία λειτουργεί πολύ παρόμοια με το ανθρώπινο μάτι. Εσείς εστιάζετε με την κάμερα και ο αισθητήρας καταγράφει μια δισδιάστατη εικόνα του τρισδιάστατου χώρου, με μια «φέτα» αυτού του χώρου να βρίσκεται στο επίκεντρο. Τα πάντα μπροστά ή πίσω από την εστιασμένη περιοχή είναι θολή και εκτός εστίασης. Αυτό συμβαίνει επειδή ένας κανονικός αισθητήρας συλλαμβάνει πληροφορίες μόνο σχετικά με την ένταση του φωτός.

Το πεδίο φωτός αναφέρεται στο σύνολο όλων των ακτίνων φωτός (κάθε φωτόνιο) σε μια σκηνή. Οι ακτίνες φωτός που απαρτίζουν το πεδίο φωτός καθορίζονται από τη λειτουργία της πλειοπτικής (γι 'αυτό και οι κάμερες ελαφρού πεδίου ονομάζονται επίσης κάμερες της πλέο). Η συνάρτηση της πλανητικής περιγράφει μια ακτίνα φωτός σε πέντε διαστάσεις: τις συντεταγμένες της σε 3D χώρο (X, Y, ") και την κατεύθυνσή της σε 2D χώρο (δύο γωνίες).

Η φωτογραφία ελαφρού πεδίου συλλαμβάνει πληροφορίες από το φωτεινό πεδίο σε μια συγκεκριμένη σκηνή, συμπεριλαμβανομένων Τόσο η ένταση του φωτός όσο και η κατεύθυνση των ακτίνων φωτός (σύμφωνα με την πλανητική) λειτουργία).

Η φωτογραφία ελαφρού πεδίου είναι πολύ διαφορετική από τη συμβατική φωτογραφία. Σας επιτρέπει να τραβήξετε μια τρισδιάστατη εικόνα και να επιλέξετε πού θα είναι η εστίαση μετά το γεγονός. Με τη χρήση πολλαπλών αισθητήρων, μπορείτε να συλλάβετε τόσο το εισερχόμενο φως όσο και την κατεύθυνση των ακτίνων φωτός.

Πώς λειτουργεί η φωτογραφία Light Field;

Όπως αναφέρθηκε, μια κάμερα φωτεινού πεδίου καταγράφει όλες τις πληροφορίες σχετικά με το φωτεινό πεδίο μπροστά από την κάμερα. Αυτές οι πληροφορίες περιλαμβάνουν την ένταση, το χρώμα και την κατεύθυνση του φωτός. Εξαιτίας αυτού, είναι δυνατόν να προσδιοριστεί μαθηματικά από πού προήλθε κάθε ακτίνα φωτός πριν φτάσει στον αισθητήρα. Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να κατασκευαστεί ένα τρισδιάστατο μοντέλο της σκηνής.

Υπάρχουν αρκετές τεχνικές για τη λήψη ελαφρού πεδίου, για παράδειγμα:

• Χρήση μίας κάμερας για τη λήψη πληροφοριών σχετικά με μια σκηνή από πολλές γωνίες. Αυτή η μέθοδος παράγει μια επιλογή πολλών εικόνων.
• Πίνακες πολλαπλών φωτογραφικών μηχανών. Αυτά συνήθως διαθέτουν δεκάδες αισθητήρες σε μια ευρεία σειρά που ο καθένας καταγράφει πληροφορίες σχετικά με μια σκηνή από ελαφρώς διαφορετική γωνία. Αυτή η μέθοδος παράγει επίσης πολλές εικόνες ταυτόχρονα.
• Πίνακες Microlens. Έχοντας μια σειρά από εκατοντάδες μικροφίλους μπροστά από έναν μόνο αισθητήρα ψηφιακής φωτογραφικής μηχανής, επιτρέπεται η λήψη πληροφοριών πεδίου φωτός. Αυτό παράγει μια εικόνα που αποτελείται από εκατοντάδες υπο-εικόνες.

Κάθε εικόνα ή υπο-εικόνα διαφέρει με τη λήψη ακτίνων φωτός που προέρχονται από ελαφρώς διαφορετικές τοποθεσίες στο διάστημα. Επειδή κάθε εικονοστοιχείο θα εμφανίζει μια ελαφρώς διαφορετική σκηνή, καταγράφονται πληροφορίες σχετικά με τη γωνία της ακτίνας φωτός. Αυτό καθιστά δυνατό τον υπολογισμό της απόστασης κάθε αντικειμένου από την κάμερα και τη θέση της σκηνής και τελικά την ανάπτυξη ενός τρισδιάστατου μοντέλου της σκηνής.

Εφαρμογές φωτογραφίας πεδίου φωτός

Υπάρχουν διάφορες χρήσεις για τη φωτογραφία ελαφρού πεδίου που θα μπορούσαν να είναι εξαιρετικά χρήσιμες. Επειδή καταγράφονται όλες οι πληροφορίες σχετικά με το φωτεινό πεδίο μιας σκηνής, είναι δυνατή η επεξεργασία εικόνων φωτεινού πεδίου με πολλούς τρόπους που δεν είναι δυνατοί στην κανονική φωτογραφία.

Προσαρμοσμένο εστιακό σημείο

Το πιο γνωστό χαρακτηριστικό της φωτογραφίας ελαφρού πεδίου είναι η δυνατότητα αλλαγής του σημείου εστίασης μετά τη λήψη της εικόνας. Αυτό συμβαίνει επειδή οι πληροφορίες που συλλαμβάνονται από την κάμερα περιλαμβάνουν εστίαση σε κάθε απόσταση ότι με εξελιγμένο λογισμικό είναι δυνατό να επιλέξετε οποιαδήποτε απόσταση για να είναι το σημείο εστίασης στο σκηνή.

Μεταβλητό βάθος πεδίου

Παρομοίως για εστίαση, λόγω της φύσης των πληροφοριών που καταγράφονται, είναι δυνατή η επεξεργασία εικόνων με "συνθετικό άνοιγμα". Το διάφραγμα είναι η διάμετρος του ανοίγματος σε φακό και καθορίζει το βάθος του πεδίου (πόσο εκτός εστίασης είναι το προσκήνιο και το φόντο) σε μια εικόνα.

Σχετιζομαι με: Γιατί το F-Stop είναι σημαντικό στη φωτογραφία

Επειδή μια εικόνα πεδίου φωτός περιλαμβάνει πληροφορίες σε κάθε πιθανή απόσταση εστίασης, είναι δυνατόν να δημιουργήστε εικόνες που έχουν το μικρότερο δυνατό βάθος πεδίου (μόνο ένα πολύ μικρό τμήμα είναι στο επίκεντρο). Είναι επίσης δυνατό να δημιουργήσετε μια εικόνα με απεριόριστο βάθος πεδίου όπου όλα βρίσκονται στην εικόνα στο επίκεντρο.

Παράλληλη επίδραση

Ανάλογα με τον τρόπο σύλληψης του φωτεινού πεδίου, είναι δυνατή η παραγωγή ελαφρώς διαφορετικών γωνιών θέασης της σκηνής. Αυτό εξαρτάται από τη διάμετρο ή το πλάτος του συστήματος που χρησιμοποιείται για τη λήψη της εικόνας. Όσο ευρύτερο είναι το σύστημα φακών, τόσο περισσότερο φως συλλαμβάνεται από ευρύτερες γωνίες.

Μόλις τραβήξετε την εικόνα, είναι δυνατόν να αλλάξετε την προοπτική της εικόνας με μικρή ποσότητα σαν να κινείστε το κεφάλι σας στην πραγματική σκηνή. Αυτό είναι γνωστό ως παράλληλο φαινόμενο. Χρησιμοποιώντας το εφέ παράλλαξης, μπορείτε επίσης να ανακατασκευάσετε μια τρισδιάστατη εικόνα.

Υπολογισμός αποστάσεων

Ανάλογα με την ευαισθησία του συστήματος φωτογράφησης πεδίου φωτός και το πόσο γνωστές είναι οι οπτικές του ιδιότητες, είναι δυνατόν να υπολογιστεί η απόσταση από το φακό στα αντικείμενα μιας σκηνής. Μια σημαντική εφαρμογή αυτού θα ήταν η μικροσκοπία όπου είναι χρήσιμο να μετρηθεί με ακρίβεια το μέγεθος των συνθετικών ή βιολογικών δειγμάτων.

Αλλαγή συνθηκών φωτισμού

Επειδή καταγράφονται τόσες πολλές πληροφορίες σχετικά με το βάθος της σκηνής στη φωτογραφία φωτός πεδίου, είναι δυνατό με το λογισμικό μετά την επεξεργασία να ανακατασκευάσει με ακρίβεια τον φωτισμό σε μια σκηνή. Δεδομένου ότι το λογισμικό γνωρίζει τις σχετικές θέσεις όλων των αντικειμένων σε μια εικόνα, μπορεί πειστικά να υπολογίσει πού θα πέσουν οι σκιές.

Εικονική πραγματικότητα

Η ελαφριά φωτογραφία πεδίου μπορεί αλλάξτε τη δημιουργία ταινιών και το VR για πάντα. Αυτό συμβαίνει επειδή η φωτογραφία ελαφρού πεδίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία πραγματικής εικονικής πραγματικότητας. Η Google έχει αναπτύξει παραδείγματα σχετικά με αυτό που μπορείτε να δείτε Ατμός.

Χρησιμοποιώντας μια περιστρεφόμενη σειρά φωτογραφικών μηχανών 16 GoPros, κατέλαβαν χιλιάδες εικόνες που κατέγραψαν όλες τις πληροφορίες πεδίου φωτός σε ένα χώρο 3D. Στη συνέχεια κατάφεραν να δημιουργήσουν μια εμπειρία τρισδιάστατων, έξι βαθμών ελευθερίας, εικονικής πραγματικότητας.

Είναι οι κάμερες ελαφρού πεδίου το μέλλον της φωτογραφίας;

Το 2012, ήταν η πρώτη φωτογραφική μηχανή ελαφρού πεδίου της καταναλωτικής αγοράς κυκλοφόρησε από την εταιρεία Lytro. Αυτή η κάμερα είχε ανάλυση ενός megapixel με σταθερό διάφραγμα F / 2 και πωλήθηκε μεταξύ 400 και 500 $. Έκτοτε, ελάχιστες κάμερες ελαφρού πεδίου με στόχο τους καταναλωτές έχουν φτάσει στην αγορά.

Η έλλειψη ανάλυσης και ποιότητας εικόνας σήμαινε ότι οι κάμερες ελαφρού πεδίου απλά δεν απογειώθηκαν στην καταναλωτική αγορά όπως και οι DSLR. Στην πραγματικότητα, πολλές από τις χρήσεις της τεχνολογίας ελαφρού πεδίου παραμένουν σε εξέλιξη.

Όμως, υπάρχει ένας λόγος που η Google (και τώρα η Apple) επενδύει σε αυτήν την τεχνολογία και η χρήση της για τη δημιουργία τρισδιάστατων εμπειριών χρηστών για το VR είναι ένα μόνο παράδειγμα!

Το Facebook έχει πλέον 10.000 άτομα που εργάζονται σε συσκευές AR / VR

Επιδιώκοντας να μειώσει την εξάρτησή της από την Apple και το Google, το Facebook έχει όλα τα όπλα στο Oculus.

Διαβάστε Επόμενο

Σχετικά με τον Συγγραφέα