สนามแสงคืออะไร?

ตามวรรณคดีปัจจุบันคำแถลงอย่างเป็นทางการคือนิยามของ "สนามแสง" มันสามารถโยงไปถึงคำจำกัดความที่กำหนดโดยฟาราเดย์ในปี ค.ศ. 1846 เป็น Balla Balla Ballarabra ... แสงนำข้อมูลตำแหน่งสองมิติ (u, v) และข้อมูลทิศทางสองทิศทาง (θ, φ) จะถูกส่งไปใน สนามแสง ตามทฤษฎีการแสดงผลของสนามแสง Levoy แสงใด ๆ ในอวกาศที่นำข้อมูลความรุนแรงและทิศทาง Ballarabala Ballarabra ... "(ฉันจะเลือกออกไปเนื้อหาพิเศษของสีขาวของเราไม่สามารถอ่านได้หรือไม่?

ในแง่ง่ายๆสนามแสงคือการแสดงค่าพารามิเตอร์ของช่องรังสีแสงสี่มิติที่มีทั้งข้อมูลตำแหน่งและทิศทางในอวกาศและเป็นผลรวมของฟังก์ชันการแผ่รังสีแสงทั้งหมดในอวกาศ ทิศทางการประยุกต์ใช้หลักสองส่วน ได้แก่ การถ่ายภาพสนามแสงและการแสดงแสง ข้อมูลแรกจำเป็นต้องบันทึกข้อมูลทั้งหมดของพื้นที่ทั้งหมด ข้อที่สองคือการทำซ้ำข้อมูลทั้งหมด ด้วย Xiao Bian ฉันสามารถเข้าใจได้ว่ามุมใดหรือตำแหน่งใด ๆ ในอวกาศสามารถรับข้อมูลที่แท้จริงเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมของพื้นที่ทั้งหมดได้ ข้อมูลภาพที่ได้จากสนามยิงนั้นครอบคลุมและมีคุณภาพดีขึ้น

"สนามแสง" ที่อ้างสิทธิ์โดย Magic Leap และ Lytro คืออะไร?

(รูปที่ 2 แผนผังแผนภาพการมองเห็นของมนุษย์)

ยังคงสับสนมากใช่ไหม ลองดูวิธีการที่พระเจ้าผู้ยิ่งใหญ่อธิบายถึงความอดทนและความเห็นอกเห็นใจของ Xiao Bai

"ก่อนทำความเข้าใจเกี่ยวกับสนามแสงนี้คุณต้องเข้าใจโลกที่เรากำลังเห็นอยู่ กล่าวง่ายๆคือโลกที่เราเห็นคือการสะท้อนแสงทางกายภาพเข้าสู่ดวงตาของเราผ่านการหักเหของเลนส์เป็นต้นหลังจากภาพในจอตาเรตินาของเราจะแปลงสัญญาณไฟฟ้าเหล่านี้ผ่านเส้นประสาทประสาทไปยังสมองและเมื่อเรามอง เลนส์ที่แว่นตาของเราจะปรับความหนาได้ตลอดเวลาเพื่อให้วัตถุมีความชัดเจนและเน้น เมื่อวัตถุใกล้เข้ามานักเรียนของเราจะหดตัวคล้ายกับกล้องลดรูรับแสงเพื่อลดความเข้มของแสงการหดตัวของกล้ามเนื้อลีลาเพื่อให้การหักเหของเลนส์สูงขึ้นเพื่อให้เรตินาได้รับภาพจริงที่ชัดเจนและในทางกลับกัน .

กระบวนการนี้มีวิวัฒนาการมานับล้านล้านปีมนุษย์โดยมุ่งเน้นในเวลาใดก็ได้กลายเป็นสัญชาตญาณของมนุษย์และมีวิวัฒนาการไปพร้อมกับทักษะการต่อต้านการสั่น (Vistibulo-Ocular Reflex, VOR) ยิ่งไปกว่านั้นเราแทบจะไม่รู้สึกกระวนกระวายใจและทำให้ภาพเบลอเกิดขึ้นในตอนกลางของการเปลี่ยน (แน่นอนถ้าคุณโง่พยายามแกว่งสามครั้งต่อวินาทีหน้าจอตรงกลางจะยังคงเบลออยู่) กล่าวอีกนัยหนึ่งเมื่อเรามองโลกแห่งความเป็นจริงเมื่อดวงตาตกอยู่บนวัตถุหรือจุดต่าง ๆ โฟกัสและความยาวโฟกัสจะแตกต่างกัน

นั่นคือโลกที่ชัดเจนที่เราเห็นในสายตาของเราเป็นเพียงแผนที่ 2D ที่คล้ายกับจุดโฟกัสเฉพาะในเวลาเดียว คล้ายกับภาพที่ถ่ายโดยกล้องสากล จุดโฟกัสที่ชัดเจน (นั่นคือสถานที่ที่เรามองเห็นได้ชัด) ส่วนพื้นหลังจะเบลอ (นั่นคือยกเว้นบริเวณกลางจ้องมองส่วนที่เหลือของแว่นตาทั้งหมดเบลอ) สภาพแวดล้อมของพื้นที่ทั้งหมดจะเกิดขึ้นจากการผสมผสานของภาพสองมิติจำนวนมากเช่น ภาพที่หลอมละลายจะมีข้อมูลเชิงพื้นที่และความสัมพันธ์เชิง positional ของแต่ละโฟกัสในแต่ละช่วงเวลา สนามแสงคือการจำลองและบันทึกพื้นที่จริง ให้เราเห็นภาพเดียวกันจากภาพสองมิติจำนวนมากเช่นภาพซ้อนทับและผสานจากมุมต่างๆเช่นเดียวกับที่อื่นในพื้นที่นี้

หากต้องการใช้คำเปรียบเทียบที่ไม่ถูกต้องให้เพิ่มแกนลงในโลกสามมิติที่ด้านหน้าของคุณจากนั้นเล็มไปตามแกนนั้น ภาพทั้งหมดที่คุณเห็นเป็นชิ้นหนึ่งในกอง Lytro, Next VR และ Google Jump ของ Google, Raytrix ของ บริษัท เยอรมันเป็นต้นทิศทางของพวกเขาคือการบันทึกข้อมูลทั้งหมดในพื้นที่นี้อย่างสมบูรณ์และ Magic Leap และ Ant ดูวิธีใส่เนื้อหาเหล่านี้ เกิดขึ้นอีกครั้ง ”

"สนามแสง" ที่อ้างสิทธิ์โดย Magic Leap และ Lytro คืออะไร? (รูปที่ 3 รูปแบบอุปกรณ์ VR ถัดไป)

สำหรับการซื้อฟิลด์แสงไม่ว่าจะเป็นโซลูชัน Next VR, กล้อง Lytro หรือ Google Jump มีอยู่ 3 ประเภทหลัก ๆ คือโซลูชันทั่วไป:

โซลูชั่น Microlens Array

โซลูชันกล้องถ่ายรูป

มาสก์และโซลูชันการประมวลผลช่องรับแสงอื่น ๆ

"สนามแสง" ที่อ้างสิทธิ์โดย Magic Leap และ Lytro คืออะไร?

(รูปที่ 4. หลักการกล้องทั่วไป)

"สนามแสง" ที่อ้างสิทธิ์โดย Magic Leap และ Lytro คืออะไร?

(รูปที่ 5 หลักการกล้องแสงสนาม)

รูปแบบอาร์เรย์ microlens แรก

หน่วย lenticular เล็ก ๆ ถูกใช้เพื่อบันทึกภาพฉากในมุมที่แตกต่างกันในตำแหน่งเดียวกันเพื่อที่ว่าบนพื้นฐานของระบบภาพธรรมดาที่มีอยู่การเปลี่ยนแปลงที่เรียบง่ายของพื้นผิวของกล้องที่มีอยู่ด้วยการเพิ่มอาร์เรย์ของ microlens ที่ระนาบหนึ่งภาพคือ ได้รับจึงได้รับแสงสี่มิติ สนาม บริษัท ตัวแทนจำหน่ายมีเลนส์กล้องแสงไฟของ Adobe ในปี 2011

"สนามแสง" ที่อ้างสิทธิ์โดย Magic Leap และ Lytro คืออะไร?

(ภาพที่ 6. เลนส์กล้องแสงของ Adobe)

ในการออกแบบเลนส์กล้องแสงของ บริษัท เช่นเดียวกับการออกแบบเลนส์แมลงผสมเลนส์แต่ละตัวไม่มีความได้เปรียบในแง่ของความละเอียดของภาพและสิ่งที่คล้ายคลึงกันเมื่อเปรียบเทียบกับเลนส์ทั่วไปและเนื่องจากเลนส์ภายนอกทำให้เกิดความผิดปรกติใหม่ ๆ ต้องรับมือกับ อย่างไรก็ตามหลังจากที่ภาพต้นฉบับได้รับการประมวลผลโดยซอฟต์แวร์ที่สอดคล้องกันของ Adobe แล้วภาพจำลอง 3D แบบหลายชั้นจะได้รับ

วิธีที่สองคืออาร์เรย์ของกล้อง

โปรแกรมตัวแทน ได้แก่ โซลูชันอาร์เรย์ 128 กล้องโซลูชันการสแกนด้วยกล้องเดียวของ Isaksen โซลูชันอาร์เรย์กล้อง MIT 64 และโครงการ "3D Room" ของมหาวิทยาลัย Carnegie Mellon ซึ่งเป็นที่รู้จักโดยศาสตราจารย์ Marc Levoy จาก Stanford University ในปี 1996 การแก้ปัญหาคือการจับภาพชุดต่างๆผ่านการจัดเรียงกล้องในอวกาศและสร้างฉากเหล่านี้ใหม่ผ่านการคำนวณเฉพาะเพื่อให้ได้พื้นที่สี่เหลี่ยมจัตุรัส ภาพที่ได้จากโครงการนี้สามารถมีข้อมูลข้อมูลได้โดยตรงและมีข้อได้เปรียบในการถ่ายภาพด้วยกล้องส่องทางไกลสังเคราะห์และภาพพาโนรามามุมกว้าง แต่ 128 อาร์เรย์ 64 กล้องคิดว่า Xiaobian รู้สึกหวาดกลัว

ประการที่สามคือหน้ากากและโซลูชั่นการประมวลผลช่องรับแสงอื่น ๆ

Veeraraghavan กล้องสนามแสงเป็นตัวแทนของโปรแกรมดังกล่าว โปรแกรมประเภทนี้ใช้รูรับแสงของกล้องเพื่อให้ได้ภาพชุดต่างๆโดยการปรับรูรับแสงและความเข้มของแสงเป็นประจำ การกระจายโดเมนความถี่ของชุดรูปถ่ายนี้จะสอดคล้องกับข้อมูลของสนามแสงโดยทั่วไป ผ่านการประมวลผลข้อมูลที่สอดคล้องกัน, ข้อมูลสนามแสงสี่มิติสามารถได้รับมาผกผัน โครงการประเภทนี้ค่อนข้างง่ายที่จะใช้ในแง่ของการใช้ฮาร์ดแวร์ แต่ต้องใช้การประมวลผลแบบกำหนดเป้าหมายในการแปลงข้อมูลซอฟต์แวร์

อย่างไรก็ตามในความเป็นจริงเนื่องจากต้นทุนของฮาร์ดแวร์ลดลงและครบกำหนดในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาโปรแกรมการซื้อสนามไฟจึงมีแนวโน้มมากขึ้นสำหรับกล้องขนาดใหญ่ที่มีขนาดใหญ่และกล้องจุลทรรศน์สนามขนาดเล็ก อย่างไรก็ตามโซลูชันกล้องแสงสนามปัจจุบันทั้งหมดไม่สามารถบรรลุความสมดุลที่ดีระหว่างความละเอียดเชิงพื้นที่กับความละเอียดตามแนวแกนของภาพรวมทั้ง จำกัด คอขวดของฮาร์ดแวร์การประมวลผลคอขวดและอื่น ๆ ที่จำกัดความละเอียดเชิงพื้นที่และความละเอียดตามแนวแกนของภาพ เช่นสนามแสงเพื่อให้ได้ปัญหาที่ใหญ่ที่สุด

ทิศทางหลักสำหรับการทำซ้ำสนามแสงคือ:

คำนวณทิศทางการถ่ายภาพ

ทิศทางการโฟกัสแบบดิจิตอล

วิธีแรกคือการคำนวณทิศทางการถ่ายภาพด้วยการทำให้ระบบแสงออปติคัลของกล้องเป็นข้อมูลแกนที่แตกต่างกันของสนามแสงสี่มิติ จากนั้นข้อมูลดิจิทัลของสนามแสงทั้งหมดจะได้รับโดยการคำนวณปริมาณรังสีความร้อน, ฟังก์ชันของนักเรียน ฯลฯ จากนั้นจะสามารถแก้ปัญหาเกี่ยวกับการรวมตัวเลขได้ สนามแสงทั้งหมดสามารถกู้คืนได้จากภาพดิจิตอลขั้นพื้นฐาน ข้อมูลดิจิตอลของภาพเหล่านี้สามารถแสดงผลโดยตรงจากอุปกรณ์แสดงผลที่เกี่ยวข้อง

"สนามแสง" ที่อ้างสิทธิ์โดย Magic Leap และ Lytro คืออะไร?

(รูปที่ 7. วงจรการโฟกัสแบบดิจิตอล)

ประเภทที่สองของทิศทางการโฟกัสแบบดิจิตอลยังไม่เข้าใจโดยเสี่ยวเบียน เฉพาะที่ทราบว่ามีการคำนวณหาระนาบภาพที่เป้าหมายการปรับโฟกัสแล้วและคำนวณปริมาณรังสีความร้อนที่ได้รับจากเป้าหมายแล้ว จากนั้นการอนุมานแบบทฤษฎีบทชุดฟูริเยร์ใช้เพื่อสร้างความแตกต่าง รูปภาพที่ความยาวโฟกัส

อย่างไรก็ตามไม่ว่าจะใช้วิธีการถ่ายภาพแบบใดก็ตามหลังจากได้รับข้อมูลดิจิทัลของช่องแสงเหล่านี้แล้วอุปกรณ์แสดงผลที่สอดคล้องกันจะต้องแสดงผลดังกล่าว แต่ในปัจจุบันเราสามารถรู้ได้อย่างแท้จริงว่าเราเคลื่อนที่ไปในสนามแสงและภาพจะเปลี่ยนไปตามนั้น รู้สึกเหมือนเป็นอุปกรณ์ที่จะเดินไปในโลกแห่งความเป็นจริง ปัจจุบันเรายังไม่มีผลิตภัณฑ์ที่สุกแก่มากเกินไปและหวังว่าอุปกรณ์ VR จะสามารถให้บริการได้โดยเร็วที่สุด แก้ปัญหาเหล่านี้