光場相機成像原理的光場紀錄是什么

和大家分享一下光場相機成像原理的光場紀錄原理，不了解的就來這啦看看科普文吧。

光線記錄

結果已經展示，我也說說原理吧，都說有圖有真相，為了讓那些像當初的我一樣的人能夠更好的理解，我會在下面再上幾幅圖。

光場相機是因為在普通相機鏡頭(主鏡頭)焦距處加微透鏡陣列實現記錄光線的，然后根據記錄的光線實現重聚焦的。

那么是如何記錄光線的呢，我覺得這個可能是很多人想要了結的問題，下面再次上圖，如圖(1所示，微透鏡s位于主鏡頭u的焦距處，傳感器位于微透鏡s的焦距處 (這個其實也很重要的，Ren Ng在他的論文中也說啦，下面會簡單的介紹)。

注意：由于微透鏡的焦距遠遠小于主透鏡的焦距，因此主透鏡可以看做位于微透鏡鏡的無窮遠處。

從而可以認為主透鏡u上的深綠豎條區域經過某個微透鏡后正好聚焦在微透鏡后的某一個像素上。

又由于微透鏡是主透鏡的幾百分之一，那么近似于采樣的理解，可以認為這一個像素就是藍色的線內部所有光線的一個采樣。

通過這種方式就記錄了相機內部的一條光線;同理，其他像素也都對應一條光線(這樣就是為什么Lytro一代記錄了1100萬條光線，而二代記錄了4000萬條光線)。

夜已深了，既然說了，我就說完吧，上面圖(1)說明了光場相機如何記錄一條光線，但是可能還是不夠清楚，索性再上兩幅圖，如圖(2)所示，此刻的某個微透鏡是不是很像傳統相機的主透鏡了。

而主透鏡是不是就相當于位于無窮遠的場景了(這些都說廢話)，回歸正題，大家是不是發現了。

由于主透鏡、微透鏡陣列、傳感器三者的位置關系，每個微透鏡后面的像素可以看做是該像素鏡像到主透鏡區域的過來的光線的采樣。

下面再看圖(3)，有完沒完啦，手機黨一定要淚奔啦，好吧，在此致以誠摯的歉意。OK，繼續，

其實此刻拿出圖(3)是為了說明一個前面沒有講到的問題，前面只說一個了一個像素記錄了一條光線，而沒有談到光線的方向信息。

其實很簡單，由于每個像素的位置是固定的，每個像素對應的微透鏡的位置也是固定的，由于光線的直線傳播，很容易得出光線的方向信息。

好吧，再通俗一點：以圖(2)和圖(3)為例，假設主透鏡后面有4個微透鏡，每個微透鏡后面有8個傳感器(為了各種方便，此處都已平面空間為例，立體空間可以以此類推)。

圖(2)中的紅色傳感器對應圖(2)中主透鏡的紅色區域，如果說這個微透鏡的坐標為s1(定值)，而紅色區域的坐標為7。

那么紅色傳感器記錄的這條光線就可以表示為：L(7, s)，圖(2)中的光線就為L(u, s1)，而圖(3)中的這些光線就為L(4,s)。所有的光線就對應L(u, s)。