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Lytro 相機問世後,對目前相機市場的影響。



Lytro 的技術來自它的CEO,Ren Ng.他是史丹福電腦系博士,博士論文就是這個技術。可在此download: http://www.lytro.com/renng-thesis.pdf 理論上不難理解,這是一種叫做"plenoptics的理論。之前已經有相當的理論進展,他的主要貢獻是小鏡片陣列,與一套演算法。他把CAT scan的一些傅立葉變換的工具界來使用。

一般的感光器只能記錄二維影像,他想辦法讓感光器紀錄4維:原先的二維,加上光線進入的角度。這個角度是由光線進入光圈的某一點來代表,所以也是二維的資料。照相時光圈是固定的,也不用對焦。完全用數學計算取代機械動作。也許之後連變焦鏡也可以省了,只要使用數學,廣角與望遠鏡頭隨你選。當然,這不是說機械與鏡片光學不重要。理論上,它能突破傳統上光圈與景深反比關係的限制。這是它的好處。

假如能在電腦上refocus,其實也能調整景深,如將所有的影像對焦,也該能透過一些數學變換,算出左右兩眼的不同角度,進而得到3d影像。理論上,它能突破光圈與景深反比關係的限制。

之前已經有一家德國公司Raytrix用另一種技術上市這種afterward focus的相機。他們的辦法是在照相時,讓鏡片前後移動。

其實可以把一些例如3CCD的攝影機改裝一下,不同的CCD用不同的focal distance成像,這該也是可行的。或者假如感光晶片能做成透明的,兩層以不同的focal distance取像。總之,這種技術大有可為,以後可能會成為主流。
這並不是用小光圈再後製或多焦點合成.

簡單的說Lytro技術的感光元件可以獨立紀錄每一點每一個角度的進光
再用進光角度去模擬出合焦畫面

我也覺得最大問題還是畫質
如果每個畫素還要在切成100個角度
等於感光元件畫素密度要增加100倍
成像畫素卻沒有增加
感光能力理論上會低到不行
我想成像效果因該會比傳統DC縮光圈拉高ISO還差

而代替望遠鏡頭的效果
大概會跟數位變焦般差不多吧

而模擬3D畫面也有問題
畢竟兩隻眼睛會看到一個物體的不同面
單鏡頭加上距離資訊無法模擬出被擋到的畫面
也就不可能做出真實的3D畫面

記錄距離資訊也許可以有些特殊用途
但如果只是為了搞出一張可變焦照片
這樣做有點太"搞剛"了
只是這種的能力,用在手機上,似乎比較OK(現行手機鏡頭大多約800萬畫數上下),而且大多有觸控螢幕

這樣手機的機身可以在薄型化一點,雖然應該差不了多少!!!

而且拍完照互傳照片後,可以選擇把討厭的人霧化,不錯喔!!!

但是最爽的應該是狗仔攝影記者和徵信社...

假裝拍其他地方,就算被當場抓到,也不會怎樣,因為可以說不是在拍他們啊!!!
太遠的物體無法被對焦耶....
這項技術應該還有改善空間...
且, 還有如果手震嚴重的照片也可以對焦嗎?
lytro 的技術似乎不用增加那麼多的像素。通常2D相機的一個像素,在lytro是分散在感光元件許多地方儲存的,它的原理類似腦斷層掃瞄,不太好解釋。另一家公司raytrix的方法比較好理解,它在照相時鏡頭移動了一下,我猜可能是曝光兩次,等於是一張照片照了兩次,兩張的焦距不同。假如晶片上有一百萬像素,兩次就有一百萬的平方,也就是一兆組的資訊可共運算。所以,晶片的密度不是問題。

假如物體是銳角的,一定距離之外兩眼所見只會有角度的不同,除了那個角很尖而且朝著我們。左眼看不到有眼所見。弧形的東西也不行。所以要用一個鏡頭造出立體視覺,大概首先鏡頭與光圈要大,然後物體不能太近。

想了一下
如果感光技術(高ISO)可預見的很快之內還會以倍數成長
那此技術所得到的優點, 有什麼是--高感度加上超小光圈超泛焦(甚至有一天一定能做到類似針孔)做不到?

而且怎麼看, 前者的硬體成本都會高很多很多

就Lytro CEO Ren Ng發表於史丹福大學的論文來看,
他只有在相機的鏡頭與感光元件之間加入矩陣式的微鏡頭,
相機的基本結構原理都沒有變,既使成像輸出應該也沒有改變,
不同的是,若以一個微鏡頭為單位,每個微鏡頭使用了12*12個畫素(pixel),
可以從下面幾張圖看出來:

上圖(C)的紅框予以放大如下:

也就是說原相機的輸出如果是1,600萬畫素(4,000*4,000)時,
若以微鏡頭為單位像素時,
他的輸出即為(4,000/12)*(4,000/12)=333*333個單位像素,
每個單位像素有11*11個畫素(扣掉邊線)為資料庫,作為軟體轉換焦距使用,
這就可以解釋為何網頁上的圖都不大的原因。
而軟體就可以使用類似ADOBE全光鏡技術,使照片可以呈現多焦聚的變化。
這跟用軟體後製~部分模糊化好像阿~會是把這功能照到一般相機裡而已嗎??
casper29 wrote:
不同的是,若以一個微鏡頭為單位,每個微鏡頭使用了12*12個畫素(pixel),

Yes, Lytro (原 Refocus Imaging) 的 implementation 方式是會造成 # of pixel 的損失.
但現在數位像機的畫素都高於 10Mp 以上, 所以這樣的損失不影響到 Lytro camera 的便利性.
-- The same lotus of our clime blooms here......

很多年前台大也有"事後重新對焦"相機的研究論文發表,
不過原理不一樣,是利用液晶控制光圈形狀,
透過光圈形狀的變化,產生不同光場,以連拍的方式
再經過校正計算出景深,可以在拍照後再重新聚焦,
不會受限於拍照當時的成敗。

相機可事後對焦 怎樣都「照得住」

另外Lytro 官網的圖庫那幾張照片實操作後的感覺是還蠻實用的,特別是在保全類的應用,
Lytro Picture Gallery
不過解析度方面似乎還有些局限性
會受到在微鏡頭陣列之前傳統光學鏡頭對焦所在的影響
靠近原本焦點處的解析度高,離開越遠的地方,重新對焦後
雖然表面看起來清析,實際上的解析度卻有限

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