Fotografie pe câmp luminos: ce este și cum funcționează?

Fotografia de câmp luminos există de mult timp. Primul dispozitiv analogic cu câmp luminos a fost inventat în 1908 de Gabriel Lippmann, care a câștigat în cele din urmă un premiu Nobel pentru munca sa de fotografie color.

Fotografia de câmp luminos este fascinantă, deoarece vă permite să mutați planul de focalizare al unei imagini după ce a fost deja realizată o imagine, ceea ce este imposibil în fotografia normală.

Deci, cum funcționează fotografia de câmp luminos? Acest articol vă va învăța tot ce trebuie să știți.

Ce este fotografia de câmp luminos?

Fotografia normală funcționează foarte asemănător cu ochiul uman. Vă focalizați cu camera și senzorul captează o imagine bidimensională a spațiului tridimensional, cu o „felie” a acelui spațiu fiind focalizată. Tot ce se află în fața sau în spatele zonei focalizate este neclar și nu este focalizat. Acest lucru se datorează faptului că un senzor normal captează informații numai cu privire la intensitatea luminii.

Câmpul luminos se referă la totalitatea tuturor razelor de lumină (fiecare foton) dintr-o scenă. Razele de lumină care alcătuiesc câmpul luminos sunt definite de funcția plenoptică (de aceea camerele cu câmp luminos sunt numite și camere plenoptice). Funcția plenoptică descrie o rază de lumină în cinci dimensiuni: coordonatele sale în spațiul 3D (X, Y, `) și direcția sa în spațiul 2D (două unghiuri).

Fotografia cu câmp de lumină captează informații din câmpul de lumină dintr-o anumită scenă, inclusiv atât intensitatea luminii cât și direcția razelor de lumină (conform plenopticului funcţie).

Fotografia pe câmp de lumină este foarte diferită de fotografia convențională. Vă permite să capturați o imagine tridimensională și să alegeți unde va fi focalizarea după fapt. Prin utilizarea mai multor senzori, atât lumina care intră, cât și direcția razelor de lumină pot fi capturate.

Cum funcționează fotografia de câmp luminos?

După cum sa menționat, o cameră cu câmp luminos captează toate informațiile despre câmpul luminos din fața camerei. Aceste informații includ intensitatea, culoarea și direcția luminii. Din această cauză, este posibil să se determine matematic de unde emana fiecare rază de lumină înainte de a ajunge la senzor. Aceasta înseamnă că se poate construi un model tridimensional al scenei.

Există mai multe tehnici pentru captarea unui câmp luminos, de exemplu:

• Folosirea unei singure camere pentru a capta informații despre o scenă din unghiuri multiple. Această metodă produce o selecție de multe imagini.
• Tablouri cu mai multe camere. Acestea prezintă de obicei zeci de senzori într-o gamă largă care captează fiecare informații despre o scenă dintr-un unghi ușor diferit. Această metodă produce, de asemenea, multe imagini simultan.
• Matrice de microlens. Având o gamă de sute de microlente în fața unui singur senzor de cameră digitală, puteți captura informațiile despre câmpul luminos. Aceasta produce o imagine care este alcătuită din sute de subimagini.

Fiecare imagine sau subimagine diferă prin captarea razelor de lumină care au apărut în locații ușor diferite din spațiu. Deoarece fiecare pixel va arăta, prin urmare, o scenă ușor diferită, sunt înregistrate informații despre unghiul razei de lumină. Acest lucru face posibilă calcularea distanței fiecărui obiect față de cameră și poziția în scenă și, în cele din urmă, dezvoltarea unui model 3D al scenei.

Aplicații ale fotografiei pe câmp luminos

Există diferite utilizări pentru fotografia pe câmp luminos, care ar putea fi incredibil de utile. Deoarece toate informațiile despre câmpul luminos al unei scene sunt înregistrate, este posibilă prelucrarea imaginilor câmpului luminos în multe moduri care nu sunt posibile în fotografia normală.

Punct focal personalizat

Cea mai cunoscută caracteristică a fotografiei pe câmp luminos este posibilitatea de a schimba punctul de focalizare după ce a fost realizată imaginea. Acest lucru se datorează faptului că informațiile captate de cameră includ focalizarea la fiecare distanță, ceea ce înseamnă că, cu software sofisticat, este posibil să alegeți orice distanță pentru a fi punctul focal în scenă.

Adâncimea de câmp variabilă

În mod similar focalizării, datorită naturii informațiilor înregistrate, este posibilă prelucrarea imaginilor cu „diafragmă sintetică”. Diafragma este diametrul deschiderii dintr-o lentilă și determină adâncimea câmpului (cât de focalizate sunt prim-planul și fundalul) într-o imagine.

Legate de: De ce F-Stop este important în fotografie

Deoarece o imagine de câmp luminos include informații la fiecare distanță posibilă de focalizare, este posibil să creați imagini care au cea mai mică adâncime de câmp posibilă (doar o secțiune foarte mică este focalizată). De asemenea, este posibil să creați o imagine cu o adâncime de câmp infinită în care totul din imagine este focalizat.

Efect Parallax

În funcție de modul în care este captat câmpul de lumină, este posibil să se producă unghiuri de vedere ușor diferite ale scenei. Acest lucru depinde de diametrul sau lățimea sistemului utilizat pentru a realiza imaginea. Cu cât sistemul de lentile este mai larg, cu atât este captată mai multă lumină din unghiuri mai largi.

Odată ce imaginea este făcută, este posibil să schimbați perspectiva imaginii cu o cantitate mică, ca și cum ați muta capul în jurul scenei reale. Acest lucru este cunoscut sub numele de efect de paralaxă. Folosind efectul de paralaxă, este, de asemenea, posibilă reconstituirea unei imagini 3D.

Calculați distanțele

În funcție de sensibilitatea sistemului de fotografiere în câmp luminos și de cât de bine cunoscute sunt proprietățile sale optice, este posibil să se calculeze distanța de la obiectiv la obiectele dintr-o scenă. O aplicație majoră a acestui lucru ar fi în microscopie, unde este util să se măsoare cu precizie dimensiunea probelor sintetice sau biologice.

Schimbați condițiile de iluminare

Deoarece atât de multe informații despre adâncimea scenei sunt înregistrate în fotografia de câmp luminos, este posibil cu software-ul de post-procesare să reconstitui cu precizie iluminarea unei scene. Deoarece software-ul cunoaște pozițiile relative ale tuturor obiectelor dintr-o imagine, poate calcula convingător unde ar cădea umbrele.

Realitate virtuala

Fotografia de câmp luminos poate schimbați filmul și VR pentru totdeauna. Acest lucru se datorează faptului că fotografia pe câmp luminos poate fi utilizată pentru a crea VR în viața reală. Google a dezvoltat exemple în acest sens, care pot fi vizualizate pe Aburi.

Folosind un set de camere rotative de 16 GoPros, au capturat mii de imagini care au înregistrat toate informațiile despre câmpul de lumină într-un spațiu 3D. Au putut apoi să creeze o experiență de realitate virtuală tridimensională, cu șase grade de libertate.

Camerele Light Field sunt viitorul fotografiei?

În 2012, prima cameră de câmp ușor de pe piața de consum a fost lansat de compania Lytro. Această cameră a avut o rezoluție de un megapixel cu o deschidere constantă de F / 2 și s-a vândut între 400 $ și 500 $. De atunci, foarte puține camere cu câmp ușor orientate către consumatori au ajuns pe piață.

Lipsa rezoluției și a calității imaginii a însemnat că camerele cu câmp luminos pur și simplu nu au decolat pe piața consumatorilor, așa cum au făcut DSLR-urile. De fapt, multe dintre utilizările tehnologiei câmpului luminos rămân în curs de dezvoltare.

Dar, există un motiv pentru care Google (și acum Apple) investesc în această tehnologie, iar utilizarea acesteia în crearea experiențelor utilizatorilor 3D pentru VR este doar un exemplu!

Facebook are acum 10.000 de persoane care lucrează pe dispozitive AR / VR

Încercând să-și diminueze dependența de Apple și Google, Facebook face all-in pe Oculus.

Citiți în continuare

Despre autor