光場相機攝影的革命

對焦和選擇完美拍攝角度——在拍攝完成之后再進行也不晚。此外，還可用這種相機進行3D攝影。

攝影愛好者們都會面臨這樣的兩難選擇：快速抓拍能夠留住精彩瞬間，但是無法保證對焦準確和合理構圖，而進行精心準備后生動的場景又往往會溜走。使用光場相機，不用再擔心這樣的問題。我們可以先完成抓拍然后再編輯照片，在拍攝時只需關注構圖，完全不用考慮對焦技巧，拍攝完成后，只需隨心所欲地在照片中任意部分進行點擊，即可獲取準確的焦點位置。

不僅如此，光場相機還提供了更多的可能，它允許我們在拍攝完成后改變影像的拍攝角度。例如，從正面拍攝的一張人像照片，我們可以左右移動圖片中被攝者的頭部，既可看見他右半邊的臉，也可看見左半邊的臉。與相應的軟件配合，我們還可以生成被攝體的3D立體照片。

那么，光場究竟是什么，它又是如何生成照片的呢？在傳統相機中，所有的光線都按鏡頭的折射曲線傳遞至影像傳感器，并將光線轉化為像素。然而，影像傳感器無法捕捉光線傳遞的矢量方向，其結果就只能得到一個只記錄光線強弱程度的二維影像。而光場相機捕捉的是光的3D矢量方向的數量。換句話說，它記錄了光線的擴展方向。光場實際上是一套坐標系統，而不僅是一個代表強弱程度的二維圖像。該技術在理論上聽起來很復雜，但其實卻很簡單，在相鄰鏡頭的共同作用下，光線中每個光束的方向都被傳遞至影像傳感器。因此，光線照射到多個影像傳感器上，而軟件則可以計算出它們的方向和強度。

依照這個原理，斯坦福大學已經在約10年前就開始了光場相機的探索，但是首臺光場相機的重量達數噸。今天，微透鏡已經被大量使用，這種透鏡直接附著在圖像傳感器前方。根據具體機型的不同，微透鏡的數量在幾十個至幾萬個不等，而每個微透鏡的尺寸僅有0.2mm。

照片僅僅是原始素材

微透鏡具有兩種拍攝照片的方法。其一，被攝物體的焦點位于影像傳感器的后方，用戶在拍攝后可以通過電腦或相機中的軟件隨意選擇延展焦點（虛擬焦點）的位置。照片的原始素材僅是局部的影像，而且看起來像是受到磨損的。它的優點是，可相對提高像素利用率，獲得更高的分辨率。但這也有一個缺點，即原始素材不得不使用特殊的軟件才能生成最終照片。

其二，每一個鏡頭拍攝的影像都是源于各自的拍攝角度。相鄰鏡頭所獲取的光線信息，在經過比較后可獲得深度信息。在影像的處理過程中，生成一個2D圖像不需要軟件的額外支持。用戶只需要選擇使用原始影像的縮略圖即可。但是，這種技術生成影像的分辨率非常低。

2011年，德國的Raytrix公司就已經開始生產光場相機，該產品被廣泛應用于工廠，幫助進行產品的質量控制，這類產品價格在12 000~41 000歐元之間。最近，一家位于美國加利福尼亞州的公司將名為Lytro的光場相機推向民用市場，這一產品面向普通用戶，價格約為400美元，我們將很快可以買到該產品。該光場相機可記錄1100萬種不同的光線信息。雖然它不能被轉換成千萬級像素數的照片，但基本可滿足HD的標準，其照片的分辨率相當于目前100~200萬像素的普通照片。雖然其照片尺寸與普通數碼相機拍攝的照片水平相差較大，但畢竟它是一個全新類型的數碼相機。可以預見，光場相機今后將可能獲得更大、更好的照片效果，該產品將為攝影領域帶來全新的革命。