Quais são os trabalhos básicos da câmera de campo de luz Lytro?

A lytro.com descreve sua nova câmera de campo de luz como capaz de capturar todo o campo de luz, em vez de apenas um plano de luz, permitindo assim um novo conjunto de possibilidades de pós-processamento, incluindo ajuste de foco e perspectiva.

Que tipo de sensor poderia "capturar todos os feixes de luz em todas as direções e em todos os momentos"? Como uma quantidade essencialmente infinita de informações seria codificada e manipulada? Haveria uma lente na frente em algum sentido tradicional?

Aqui está a dissertação do inventor: http://www.lytro.com/renng-thesis.pdf

Alguém pode resumir isso para aqueles que estão familiarizados com as tecnologias tradicionais?

A maneira mais fácil de pensar sobre isso é a seguinte:

Imagine que, em vez de uma câmera, você tivesse uma grade de 100 câmeras em uma matriz de 10x10. Quando você dispara um tiro, cada um deles dispara ao mesmo tempo. Cada um deles terá uma visão um pouco diferente da coisa que você está fotografando. Existem alguns modelos matemáticos que você pode usar para classificar a "engenharia reversa" da imagem e reconstruí-la de diferentes maneiras. É disso que se trata, exceto que, em vez de 100 câmeras, você tem milhares e todas são formadas por uma série de lentes logo acima do plano do sensor. Portanto, a imagem que sai do sensor da câmera possui vários círculos de imagens parciais que diferem um pouco da imagem ao lado. Em seguida, eles usam a matemática para remontar uma única imagem dessas imagens parciais.

Aqui está minha casca de noz depois de ler o artigo muito acessível de Ren Ng.

Em uma câmera digital tradicional, a luz que entra é focada em um avião, o sensor, que mede o brilho em cada célula fotossensível, pixel. Isso produz uma imagem final no sentido de que a varredura resultante de valores pode ser plotada como uma imagem coerente.

Uma câmera de campo de luz ( Plenoptic ) usa o mesmo tipo de sensor, mas coloca uma série de microlentes na frente do sensor. Isso se torna o plano de imagem e define a resolução de pixel das imagens pós-processadas, em vez do sensor como um todo. Cada microlente captura raios de luz para as direções variadas, produzindo uma "imagem de sub-abertura" que é gravada em um grupo de células no sensor. Um diagrama útil do artigo:

A fotografia convencional que teria se formado pode ser obtida somando a matriz de imagens de sub-abertura para cada pixel. Mas o ponto é que as derivações se tornam possíveis através do uso de cálculos de traçado de raios. (Leonardo de Vinci seria invejoso.) Em particular, a profundidade de campo pode ser manipulada, dissociando assim os tradicionais grilhões de abertura / profundidade de campo. A correção da aberração da lente também pode ser viável.

O artigo caracteriza que o campo de luz "total" e "todas" as direções da luz podem ser capturados quando, na realidade, isso seria limitado pelo número de microlentes, pelo sensor localizado sob cada um deles, etc. caso contrário, se houver resolução suficiente, pode-se dizer "praticamente todos". Então, suponho que as câmeras Plenoptic anunciam a contagem de pixels e a contagem de raios.