【光场相机】光场相机原理是什么 光场相机有什么用

【光场相机】光场相机原理是什么 光场相机有什么用

光场相机是什么意思

所谓“光场”，指的是空间内所有任意方向光线的总和。它不仅包括颜色、光强等信息，同时还涵盖光线的方向信息。“光场摄影”能够完整地记录光场信息，因此拍照后可以任意地调整照片焦点，实现“先拍照后对焦”的效果。

相比其他传统的数码相机来说，光场相机有几点显着特点：

1、可以先进行拍照然后再聚焦

数码相机，只捕捉一个光面对焦成像，中心清晰，焦外模糊；光场相机则可以捕捉有关场景光线方向的信息，记录下所有方向光束的数据，因此它可以“聚焦”照片中的任何深度，后期再根据实际的画面需要在电脑上利用自带的编辑软件进行对焦，获得更清晰的画面效果。哪怕在拍照后数年后，对此照片重新构思，一瞬间你就可以获得理想的照片。

光场相机拍摄的原片

后期经编辑软件重新进行对焦

2、弱光下拍摄的高速大景深利器

光场相机因为去掉笨重、耗电和昂贵的聚焦系统，镜头整体镜片少重量轻，它更加轻薄，同时拥有比传统相机更大的焦距和光圈操作也比较简单。由于不用选择对焦，即便非专业摄影师以及近视眼和老花眼的摄影人也不必担心对焦问题，你可以更快地完成拍照。光场相机在低光及影像高速移动的情况下，仍能准确对焦拍出清晰照片。使用一般相机时，拍照前须选定焦点，这很有难度，但光场相机可让你先拍照，相机捕捉大量光线资料及选定焦点，拍摄是有很大的选择空间。镜头因其光圈口径大还可以捕捉弱光环境下的光线。最快14000s的快门速度可以在瞬间定格画面。因为光场相机在后期可以调整光圈到F16，我们还可以获得大景深图片。

3、光场相机在体育摄影中的优势

我们大家现在知道了，光场相机最大特点在于不用考虑对焦，而对焦却是体育摄影中最看重的性能之一。没有了对焦负担，我们就可以将全部精力都放在了构图和抓比赛中的最佳瞬间。另外等效250mm的长焦端焦距也为场边拍摄提供了便利。还有一个与传统数码相机不一样的功能，新的光场相机技术还加强了与观片者之间的互动。当我们在观看照片时能随便更改焦点位置，也就是说我们可以在观看用光场相机拍摄的照片，在专用软件上通过鼠标点击，就可以看到体育赛场上任意一个队员清晰焦点照片。

4、超乎寻常的微距拍摄功能

“微距”意为在较近距离以大倍率进行的拍摄，人眼往往对近于15cm的物体就看不清了，而专业微距镜头的光学校正按近拍的需要进行设计。按德国的工业标准，成像比例大于1∶1的称为微距摄影范畴，光场相机的所配置的30-250的大口径变焦镜头，以它独特成像原理，最大光圈1和最近距离0米，使微距效果更加突出。微距世界很美丽，因为微距可以放大微观世界，获取的是我们日常视觉看不到的东西，所以更有视觉冲击力。

5、获取3D影像更简便更直接

想轻松获得3D照片吗？那就非光场相机莫属，它只需一次拍摄取像，即可得到3D影像和3D深度资讯图，在后期通过自身带的专业软件都可以生成多格式的3D立体照片。戴上“偏振式”“红蓝式”3D眼镜，将可以满足你立体视觉的需求。

光场相机的工作原理

一般相机以主镜头捕捉光线，再聚焦在镜头后的胶片或感光器上，所有光线的总和形成相片上的小点，显示影像。这会带来很多副作用，其中之一就是只能有一个焦点。这让问题变得复杂，当然如果手法得当的话可以拍出漂亮的照片。例如调整光圈大小改变照片的景深范围来突出主体或让整幅照片全清晰，传统相机二者只能做到其一。“光场相机”则一反传统，使用大孔径镜头，（镜头唯一恒定f2的光圈），在主镜头及感光器之间，有一个布满9万个微型镜片的显微镜阵列，每个小镜阵列接收由主镜颈而来的光线后，传送到感光器前，析出聚焦光线及将光线资料转换，以数码方式记下，这样它既保持旧有相机的大孔径所带来的增加光度、减少拍照时间及像素颗粒细腻等情况，又不用牺牲景深及及影像清晰度。光场相机应用价值是景深的可选择性，我们可以随意创建更浅、或者更深的景深，来满足人像或者风光需要。也就是说，想虚化就虚化，想清楚就清楚。

这是因为相机内置软件操作“已扩大光场”，它追踪每条光线在不同距离的影像上的落点，经后期专业软件重新对焦后，便能拍出完美照片。这款相机之所以能做到这一切，是因为它号称安装了所谓“光场感应器”，可以收集进入相机所有光线的“颜色、强度和方向”。

如果形象的把一张照片记录的场景比作一场音乐会，传统相机记录的是乐团演奏的整体效果，光场相机记录的则是乐团每个成员的演奏效果，用户可以选择放大不同乐器的声音，这就是光场相机神奇之处。

光场相机与传统数码相机所不同的2个功能

1、实用的景深预览按键

查看深度柱状图可以提示摄影者可重新对焦范围内是否存在物体。要将重新对焦功能的效果最大化，查看深度柱状图就十分必要了。落在近重新对焦范围内物体的边缘被蓝色覆盖，落在远重新对焦范围内物体的边缘被橙色覆盖。在可重新对焦范围外的白色峰波表示图像前景或背景不可重新对焦的物体。

2、使用包围对焦

当光场相机的包围对焦功能开启时，您每次按下快门，相机会自动拍摄多张照片，每张照片合焦不同。要开启包围对焦并设置参数，长按包围对焦图标。两个选择拨轮会显示在屏幕中央。上面的拨轮显示一次按下快门拍摄的张数，可选3张或5张。下面的拨轮显示所应用的对焦增益，（与曝光增益原理相同）可选从1到10，单位为DS。滑动拨轮以改变设置。双击拨轮可以还原设置。

光场相机应用程序中还有的其他展现形式

1、视角转移

“视角转移”是重构整个光场之后，使用全焦点（把所有合焦的部分结合在一起）的展现方式，用户通过晃动鼠标，获得在整个光场中不同角度的3D效果（角度很小，仅限在镜头范围之内）。3D透明效果功能令人不可思议，和传统从某个焦点切换到另一个焦点的方式不同，全新的3D透明功能允许用户轻微的移动图像的位置。（这是因为光场相机收集了进入相机里的所有光线的“颜色、强度和方向”）。

2、3D光场动画

光场摄影不仅仅可以“先拍照后调焦”这一特色功能外，还能创造一门生活艺术，这也就是所谓的光场动画。光场动画具备视频化的能力，可以将重新对焦的效果动画化。这个功能就是拍摄3D影像。用光场相机拍摄的专用RAW文件既可以在App里生成“红蓝式”3D影像，可以戴“红蓝式”眼镜3D镜观赏，也能转换成还是“偏振式”3D影像，戴上“偏振式”3D眼镜在3D电视机上观赏。

3、短视频

由于图像最终是在电脑里完成的，你可以通过多种方式对其进行处理，比如通过把焦点不同的照片叠加在一起可以做成动画，可以揭示更多场景细节。比如在一张射击比赛图片中你可以完全聚焦近处队员的眼神，沿着枪筒的方向，越过障碍物，看到前方靶子的靶心。

我们用一个瞬间拍下的原始文件能解出多种不同效果的6秒视频短片，视频规格可以选择高品质和全高清，也可以选择普通品质和高清效果。如果只是在视频中变换焦点，那不足为奇，因为光场相机记录的就是一个3D“场”的信息，而不是一个2D“面”的信息，这就使有的视频效果，如“环视”效果中，可以做到“调整视角并轻微变焦以环视前景对象”，也就是说，这个视频中能呈现动态影像特有的“推拉摇移”效果。重要的是它是在我们拍摄的一张图像里完成各种动态效果。

光场相机的图像编辑功能

光场相机为桌面客户端提供了各种标准的图像编辑功能，包括曝光和白平衡等。另外，我们还可以进行光场相机专属的调整，比如选择图像中不同的焦点或调整光圈以及产生的景深，从f/1至f/16均可。另外，新增加的“焦点”选项可以让我们手动选择焦点的启动和停止，以及模糊背景，处理完毕后，导出选项提供了多种质量照片。

不过光场相机目前也存在一些需要解决的问题

比如当拍摄的照片太多或太快，就会偶尔出现死机或崩溃的现象，这是因为每拍一张照片它记录的数据量高达50M，当我们拍摄过快时相机的存储运算跟不上造成的。触摸屏的操作也有些偏于缓慢、反应有些迟钝。每张图片都需要几秒钟的加载时间，（这当然也和存储卡的写入和读取速度有关）。我的解决办法是使用目前读写速度最快的存储卡。另外因为光场相机没有光学取景器，只有通过LED取景屏取景，但它在户外强光下不容易看清拍摄物体。但使用LED屏幕取景器也很好解决了这个问题。

当然，光场相机要想做到数码单反般普及，还有很多工作要做。总而言之，光场相机在目前来看仍是一种小众产品，但并不能否认它的未来潜力，尤其在3D视频方面将有一个很好的前景。目前在传统数码相机已经无法带给用户新鲜感的当下，光场相机以一种极具创意、灵活性的拍摄形式出现，毫无疑问是一种创新，这是“完全改变游戏规则”的新发明。目前存在的一些瑕疵随着科技发展成本的降低，这一切都可以解决的。如果说相机的第一个时代是胶卷时代，第二个就是数码影像时代，那我们现在正处于第三个时代，也就是收集到有关影像的所有丰富信息，这不过才刚刚开始。我相信在未来能够做到的会比现在多得多。我们希望光场相机能够早日到达消费市场。