各位朋友可能都遇過開心的拍完照片、回家用電腦螢幕檢視才發現對焦錯誤的狀況吧!Lytro即將推出的光場相機(Light Field Camera)能讓你免去對焦的痛苦,只要按下快門就會立即拍照,拍照後再選擇想要的對焦點,得到一張焦點清晰的影像,改變一百多年來對攝影術的認知。

光場相機(Light Field Camera)不同於攝影術發明以來的相機使用單一鏡頭、感光元件接收單一光束的原理,是透過龐大的顯微鏡頭陣列(microlens array)記錄下整個光場數值,再透過軟體運算還原影像,並可隨意調整對焦點再次運算出新的影像;其原理早在很久之前就已成形,在2008年Adobe(對!就是你認識的那個Adobe)也曾發表過光場相機,不過當時僅止於技術力展示階段,距離商品化還有相當大的距離。

拍完照再對焦,這裡直接動手玩

這回有一間大家沒聽過的Lytro公司,宣布要推出光場相機進軍消費市場,Lytro創辦人兼執行長Ren Ng,在2006年就讀史丹佛大學的博士論文是提出大幅降低光場相機成本的方案,還拿到當年全球電腦科學最佳博士論文獎,畢業後便致力將光場相機實現。官方網站中尚未透露任何光場相機的硬體規格資料,根據試用過的攝影師表示,該相機拍攝的畫質接近目前隨身型數位相機的水準。根據其他媒體引述紐約時報報導,Lytro已取得5000萬美元資金,產品將委由台灣的廠商代工生產,預計將在今年底推出,售價在數百美元間。

光場相機的好處是完全不需要對焦動作,當然也不怕對焦錯誤的情況出現,使用者可全心專注於取景、構圖。以下提供Lytro官方網站釋出的範例照片,使用者可直接以滑鼠左鍵點選照片調整對焦點。想看更多可點選Lytro官方網站

▲Lytro範例照片1(以滑鼠左鍵點選照片可調整對焦點)。

▲Lytro範例照片2(以滑鼠左鍵點選照片可調整對焦點)。

▲Lytro範例照片3(以滑鼠左鍵點選照片可調整對焦點)。

▲Lytro官方介紹影片。

(後面還有:光場相機的原理與示意圖)

看懂光場相機原理

什麼是光場?光場是空間中任意點發出的任一方向的光的集合,在3D空間中任意一束光可以用5個參數定義,包含位置坐標x,y,z、和方向坐標角θ,φ。光場也是成像科學的核心概念,光場可完整定義出一個場景,紀錄光線在場景空間中的每個點,比起普通照片可獲得更強大的數據資料。

▲光場示意圖。

光場相機簡單來說可將所有可見影像的光線全部收入,普通相機透過鏡頭聚焦光線,反射到感光元件上,因此只是記錄一束光線,拍出只有一個焦點;光場相機則是基於光場理論,當同一物體從不同視角進行觀測後,可計算出新的視角成像。

▲傳統相機只能記錄一束光線,紀錄一個平面。

光場相機重點有幾個:

  1. 首先是由微型鏡片集合而成的顯微鏡頭陣列,控制光線顯示每個景物的景深,顯微鏡頭陣列中每個鏡頭會各別記錄色彩、密度與光的方向,也必須使用特製的感光元件接受這些鏡頭的資訊。
  2. 接著再透過電腦運算調整出不同對焦點的照片,也就是我們所說的對焦動作,甚至還能模擬出不同光圈的景深程度。Lytro創辦人兼執行長Ren Ng表示光場相機就像多軌錄音,分別錄下各音軌,再後製混音時可分別調整音量、效果。

▲光場相機可記錄整個光場,並透過後製調整不同對焦距離的畫面。

▲另外一個光場相機示意圖,此圖為傳統相機只能記錄一個對焦距離,其他成像都是模糊的。

▲光場相機透過顯微鏡頭陣列,紀錄每個對焦距離的清楚成像。

光場相機有9萬個鏡頭

Adobe當時展示的光場相機是以19個透鏡組成鏡頭陣列,拍攝一次會獲得19個不同對焦距離的照片,再經過Adobe軟體在19張照片之間以圖像無縫連接,做成3維的模擬照片,並可切換不同對焦點。Lytro推出的光場相機則是使用9萬個微型鏡片組成顯微鏡頭陣列,並透過特殊設計的光場感光元件記錄整個光場;記錄整個畫面的光場數值後,同樣會經過複雜的軟體運算轉換為無縫3維影像,也能把不同的對焦距離再次演算成照片。

▲Adobe展示的光場相機(圖片來源:core77

資料、圖片來源:lytro