Fotografering med let felt: Hvad er det, og hvordan fungerer det?

Fotografering med let felt har eksisteret i lang tid. Den første analoge lysfeltapparat blev opfundet i 1908 af Gabriel Lippmann, der til sidst vandt en Nobelpris for sit arbejde med farvefotografering.

Fotografering med let felt er fascinerende, da det giver dig mulighed for at flytte fokusplanet på et billede, efter at et billede allerede er taget, hvilket er umuligt i normal fotografering.

Så hvordan fungerer lysfotografering? Denne artikel vil lære dig alt hvad du behøver at vide.

Hvad er lysfotografering?

Normal fotografering fungerer meget lig det menneskelige øje. Du fokuserer med kameraet, og sensoren fanger et todimensionelt billede af det tredimensionelle rum, hvor et “udsnit” af dette rum er i fokus. Alt foran eller bag det fokuserede område er sløret og ude af fokus. Dette skyldes, at en normal sensor kun fanger information om lysets intensitet.

Lysfeltet henviser til helheden af ​​alle lysstråler (hver foton) i en scene. Lysstrålerne, der udgør lysfeltet, defineres af den plenoptiske funktion (det er derfor, lysfeltkameraer også kaldes plenoptiske kameraer). Den plenoptiske funktion beskriver en lysstråle i fem dimensioner: dens koordinater i 3D-rummet (X, Y, `) og dens retning i 2D-rum (to vinkler).

Felt med lysmark fanger information fra lysfeltet i en bestemt scene, herunder både lysets intensitet og lysstrålernes retning (ifølge plenoptic fungere).

Lysfeltfotografering er meget forskellig fra konventionel fotografering. Det giver dig mulighed for at fange et tredimensionelt billede og vælge, hvor fokus vil være efter det faktiske. Ved at bruge flere sensorer kan både det indgående lys og retningen af ​​lysstrålerne fanges.

Hvordan fungerer lysfotografering?

Som nævnt fanger et lysfeltkamera al information om lysfeltet foran kameraet. Disse oplysninger inkluderer lysets intensitet, farve og retning. På grund af dette er det muligt at matematisk bestemme, hvor hver lysstråle stammer fra, før den nåede sensoren. Dette betyder, at der kan konstrueres en tredimensionel model af scenen.

Der er flere teknikker til at fange et lysfelt, for eksempel:

• Brug af et enkelt kamera til at fange oplysninger om en scene fra flere vinkler. Denne metode giver et udvalg af mange billeder.
• Arrangementer med flere kameraer. Disse har normalt snesevis af sensorer i en bred vifte, der hver fanger information om en scene fra en lidt anden vinkel. Denne metode producerer også mange billeder på én gang.
• Microlens-arrays. At have en række hundreder af mikrolinser foran en enkelt digitalkamerasensor gør det muligt at fange lysfeltinformation. Dette producerer et billede, der består af hundredvis af underbilleder.

Hvert billede eller underbillede adskiller sig ved at tage lysstråler, der stammer fra lidt forskellige steder i rummet. Da hver pixel derfor viser en lidt anden scene, registreres information om vinklen på lysstrålen. Dette gør det muligt at beregne hvert objekts afstand fra kameraet og position i scenen og i sidste ende udvikle en 3D-model af scenen.

Anvendelser af Light Field Photography

Der er forskellige anvendelser til lysfotografering, der kan være utroligt nyttige. Da alle oplysninger om lysfeltet i en scene er optaget, er det muligt at behandle lysfeltbilleder på mange måder, som ikke er mulig ved normal fotografering.

Brugerdefineret kontaktpunkt

Det mest kendte træk ved fotografering med lysfelt er at kunne ændre fokuspunktet, efter at billedet er taget. Dette skyldes, at de oplysninger, der er fanget af kameraet, inkluderer fokus i enhver afstandsbetydning at med sofistikeret software er det muligt at vælge en hvilken som helst afstand for at være omdrejningspunktet i scene.

Variabel dybdeskarphed

På samme måde som fokus er det på grund af arten af ​​de registrerede oplysninger muligt at behandle billeder med "syntetisk blænde". Blænde er diameteren af ​​åbningen i en linse og bestemmer dybdeskarpheden (hvor ude af fokus forgrunden og baggrunden er) i et billede.

Relaterede: Hvorfor F-Stop er vigtig inden for fotografering

Fordi et lysfeltbillede indeholder information i enhver mulig fokusafstand, er det muligt at oprette billeder, der har den mindst mulige dybdeskarphed (kun et meget lille afsnit er i fokus). Det er også muligt at oprette et billede med uendelig dybdeskarphed, hvor alt i billedet er i fokus.

Parallaks effekt

Afhængigt af hvordan lysfeltet er fanget, er det muligt at producere lidt forskellige synsvinkler på scenen. Dette afhænger af diameteren eller bredden på det system, der bruges til at tage billedet. Jo bredere linsesystemet er, jo mere lys fanges der fra bredere vinkler.

Når billedet er taget, er det muligt at ændre billedets perspektiv med en lille smule, som om du bevæger dit hoved rundt i selve scenen. Dette er kendt som en parallax-effekt. Ved hjælp af parallax-effekten er det også muligt at rekonstruere et 3D-billede.

Beregn afstande

Afhængig af lysfeltfotograferingssystemets følsomhed og hvor velkendt dets optiske egenskaber er, er det muligt at beregne afstanden fra linsen til objekter i en scene. En væsentlig anvendelse af dette ville være i mikroskopi, hvor det er nyttigt at måle størrelsen på syntetiske eller biologiske prøver nøjagtigt.

Skift lysforhold

Da der registreres så meget information om scenedybde i lysfeltfotografering, er det muligt med efterbehandlingssoftware til nøjagtigt at rekonstruere belysningen i en scene. Da softwaren kender de relative positioner for alle objekterne i et billede, kan den på en overbevisende måde beregne, hvor skyggerne ville falde.

Virtual reality

Let feltfotografering kan skift filmfremstilling og VR for evigt. Dette skyldes, at lysfotografering kan bruges til at skabe virkelige VR. Google har udviklet eksempler på dette, som kan ses på Damp.

Ved hjælp af et roterende kameraarray på 16 GoPros fangede de tusindvis af billeder, der optog al information om lysfeltet i et 3D-rum. De var derefter i stand til at skabe en tredimensionel, seks-graders-frihed, virtual reality-oplevelse.

Er lette feltkameraer fremtiden for fotografering?

I 2012 var det første forbrugermarked lysfeltkamera frigivet af firmaet Lytro. Dette kamera havde en opløsning på en megapixel med en konstant blænde på F / 2 og solgt for mellem $ 400 og $ 500. Siden da har meget få forbrugermålrettede lysfeltkameraer ramt markedet.

Manglen på opløsning og billedkvalitet betød, at lette feltkameraer simpelthen ikke startede på forbrugermarkedet, som DSLR'er gjorde. Faktisk forbliver mange af anvendelserne af lysfeltteknologi under udvikling.

Men der er en grund til, at Google (og nu Apple) investerer i denne teknologi, og dens anvendelse til at skabe 3D-brugeroplevelser til VR er kun et eksempel!

Facebook har nu 10.000 mennesker, der arbejder på AR / VR-enheder

Facebook forsøger at mindske sin afhængighed af Apple og Google og går all-in på Oculus.

Læs Næste

Om forfatteren