Как работает световое поле в камерах Lytro

Удар фотонов о поверхность обычного датчика изображения приводит к созданию двухмерного изображения. Этот процесс стал для всех простым и понятным. Каждый фотограф достаточно хорошо в теории знает устройство фото/видео камеры.

Когда компания Lytro представила первую камеру, работающую по технологии светового поля, многие были озадачены, ведь никто не представлял, как возможно добиться такой функциональности. Как можно регулировать значение диафрагмы после того, как снимок уже создан? Как возможно изменять точку фокусировки и смещать угол обзора?

Разберёмся со всем по порядку.

Как работает световое поле в камерах Lytro
Lytro Illum

Если вы можете позволить себе потратить $1299 на приобретение Lytro ILLUM, вы обязательно спросите продавца, как работает камера. Скорее всего он пожмёт плечами или расскажет что-то невнятное. Если вы решите посетить сайт Lytro в надежде найти ответ на вопрос, то наткнётесь на 187 страниц технической документации. Излишне говорить, что понять принцип работы технологии Light Field не так-то просто.

На помощь пришли специалисты команды Lytro. Они вкратце и максимально просто рассказали, как же их чудо-камера работает.

Секреты Lytro в двух основных пакетах: массиве микролинз и передовом программном обеспечении для калибровки полученных данных. Lytro ILLUM содержит самый обычный датчик изображения. Он считывает количество света, который попадает на каждый пиксель и определяет цветовую информацию, но он не знает откуда свет пришёл на него. Ключевой технологией Lytro является два элемента, которые позволяют камере узнать о происхождении света и его пути, преодолённому до попадания на датчик изображения.

Матрица Lytro мало чем отличается от той, которая используется в вашей камере. Но Lytro является уникальным в силу того, что на датчике находится сложный и очень точный массив микролинз.

Как работает световое поле в камерах Lytro
Массив микролинз на вершине датчика изображения

Этот массив микролинз является секретом Lytro. Вместо того, чтобы свет попадал непосредственно на датчик, микролинзы, состоящие из 200 000 шестиугольных линз создают искажение перспективы. Каждая микро гексагональная линза проецирует свет на датчик. Каждый фотон, который входит в камеру попадает в массив и направляется на определенные пиксели сенсора, которые отвечают за определённую область происхождения света.

Как работает световое поле в камерах Lytro
Массива микролинз с близкого расстояния

Компания Lytro измеряет разрешение их сенсоров в Мегарэях (Megarays). Это просто термин, придуманный компанией для их датчиков, чтобы описывать разрешение использованного датчика с микролинзами. Например, Lytro ILLUM имеет 40 Megaray. На самом деле камера использует датчик изображения с разрешением 40 Мп, который имеет массив микролинз в количестве 200 000. Тем не менее, снимки не имеют разрешение 40 Мп. Всё дело в способе получения информации и том, что матрица должна одновременно захватить свет в различных областях кадра на всех участках фокусировки. ILLUM создаёт снимки с разрешением 4 Мп.

Как работает световое поле в камерах Lytro
Прототип камеры с технологией светового поля

Камера Lytro первого поколения имеет разешение 10 Megarays. Итоговые снимки получают разрешение 1,2 Мп.

Так как каждая камера во время производства имеет микроскопичную погрешность в положении линз, каждое устройство проходит индивидуальную кадибровку на программном уровне.

Как работает световое поле в камерах Lytro
Камера Lytro первого поколения

Во время калибровки камера устанавливается на специальную платформу. Поочерёдно появляется свет в разных областях. Эти области заранее известны. Программное обеспечение анализирует куда именно на датчик попадает свет и производит калибровку камеры.

Подводя итог стоит подчеркнуть, что камера Lytro использует специальный массив из 200 000 шестиугольных линз. Линзы могут захватывать свет и направлять его на конкретные пиксели. Современное программное обеспечение и калибровочные данные для каждой камеры создают изображение на котором мы можем управлять диафрагмой и перспективой.

comments powered by HyperComments