LichtfeldkameraDie Grenzen der herkömmlichen Fotografie „One-Time Imaging Focus“ brechen und ihre Kernkompetenz stammt aus der Lichtfelderfassungs- und Rekonstruktionstechnik „Heart“. Dieses technische System ermöglicht durch innovative optische Konstruktion und Algorithmen die volldimensionale Aufzeichnung von Licht "Position + Richtung", die spätere Neufokussierung und Anpassung der Bildtiefe ermöglicht und die Logik der Bilderfassung und -verarbeitung rekonstruiert.

Die Lichtfelderfassungstechnologie steht im Mittelpunkt und der Schlüssel liegt in der innovativen Anwendung von Mikrolinsenarrays. Die herkömmliche Kamera fokussiert das Licht über ein einziges Hauptobjektiv auf den Sensor und zeichnet nur die Intensität und Farbe des Lichts auf. Die Lichtfeldkamera ist zwischen dem Hauptobjektiv und dem Bildsensor ein Array von Zehntausenden von Mikrolinsen eingebettet, die jeweils einer Reihe von Pixeln auf dem Sensor entsprechen. Wenn das Licht durch die Hauptlinse gelangt, leitet die Mikrolinse das Licht in verschiedenen Richtungen auf den entsprechenden Pixelpunkt ab, so dass der Sensor sowohl die räumlichen Koordinaten (x, y) als auch die Richtungsinformationen (u, v) des Lichts aufnimmt, um Rohdaten zu bilden, die vierdimensionale Lichtfeldinformationen enthalten.

Die Konstruktionsgenauigkeit der Mikrolinsen bestimmt direkt die Qualität der Lichtfelderfassung. Die Mainstream-Lichtfeldkamera verwendet eine sechseckige Mikrolinse, die im Vergleich zu einer quadratischen Anordnung die Lichtnutzung um mehr als 20% erhöht, um die Bildblindzone effektiv zu reduzieren. Die Brennweite und die Apertur der Mikrolinse müssen genau mit dem Hauptobjektiv übereinstimmen, z. B. bei Modellen, die für Porträte aufgenommen werden, wird die Brennweite der Mikrolinse normalerweise auf 100-200 μm eingestellt, um sicherzustellen, dass bei der Erfassung von Gesichtsdetails sowohl die Umgebungslichtinformationen beibehalten werden können, als auch keine Verschleierung der Bildqualität durch Lichtstreuung verursachen. Einige Modelle verfügen auch über ein zoombares Mikrolinsenarray, das die Krümmung der Mikrolinse durch Spannung einstellt, um sich an die Anforderungen der Lichtfelderfassung in verschiedenen Szenarien anzupassen.

Der Lichtfeldrekonstruktionsalgorithmus ist die technische Seele der "späten Anpassung". Rohlichtfelddaten müssen durch Algorithmen dekodiert werden, um bearbeitbare Bilder zu erzeugen. Der Kern des Algorithmus verwendet das Prinzip der "Lichtreprojektion", basierend auf vierdimensionalen Informationen, die von der Mikrolinse aufgezeichnet werden, um die Lichtverteilung verschiedener Fokussebenen zu berechnen und durch gewichtete Überlagerungen ein klares Bild der entsprechenden Fokussebene zu erzeugen. Beispielsweise beim späteren Wechsel des Fokus von der Vorderseite zum Hintergrund filtert der Algorithmus die Lichtdaten, die auf den Hintergrundbereich weisen, und kombiniert sie in nur 0,5 Sekunden zu einem klaren Hintergrundbild, dank einer GPU-beschleunigten parallelen Rechenarchitektur.

Die Tiefenschätzungstechnik ist eine wichtige Unterstützung für die Lichtfeldrekonstruktion. Durch die Analyse der Lichtdifferenzen zwischen verschiedenen Pixelpunkten unter derselben Mikrolinse berechnet der Algorithmus die Tiefeninformationen für die einzelnen Objekte in der Szene und erstellt ein dreidimensionales Tiefenbild. Kombination von Deep Learning-Modellen mit modernenLichtfeldkameraDie Tiefenschätzungsfehler können auf weniger als 1% gesteuert werden und ermöglichen nicht nur eine präzise Einstellung der Feldtiefe, sondern auch Stereobildgebung und dreidimensionale Modellierung. Beispielsweise bei der Fotografie von Artefakten können klare Bilder aus mehreren Perspektiven durch eine Aufnahme generiert werden, was eine effiziente Lösung für die Digitalisierung von Artefakten bietet.

Die "Herz"-Technologie der Lichtfeldkamera ist nicht isoliert, optische Innovationen im Mikrolinsenarray und algorithmische Durchbrüche bei der Lichtfeldrekonstruktion bilden Synergien, die sowohl die Bequemlichkeit der herkömmlichen Fotografie beibehalten als auch die Flexibilität der Nachverarbeitung des Bildes verleihen. Mit dem Fortschritt der Micronano-Fertigungstechnologie und der Optimierung der KI-Algorithmen bewegen sich Lichtfeldkameras vom Spezialbereich in den Verbrauchermarkt und zeigen ein großes Potenzial in den Bereichen Mobiltelefonfotografie und virtuelle Realität, um die Bildtechnologie in das "Zeitalter der Lichtfeldintelligente" zu treiben.