大家的機器里都有很多(duo)這樣的“經典”照片,跑焦了。很多(duo)都是(shi)(shi)(shi)有紀念意義的照片,尤其是(shi)(shi)(shi)那些外出旅游(you)(you)不會購(gou)物不會游(you)(you)泳的人(ren)來說太“痛苦”了。多(duo)希望(wang)是(shi)(shi)(shi)這樣的:
這樣多好,海邊沒白去,回去還能做成游記給熟悉的人顯擺。
但目(mu)前無論你是手機(ji)、卡(ka)片機(ji)、單反還是攝(she)像(xiang)機(ji),都不能解決這個問(wen)題(ti),如(ru)果跑焦,就只能認命(ming)了。
上世紀90年代,美國斯坦福(fu)大學的(de)(de)Marc Levoy開始(shi)進行“全光(guang)(guang)(guang)(guang)場(chang)攝影”的(de)(de)研究。所(suo)謂光(guang)(guang)(guang)(guang)場(chang)就是空間每(mei)一點(dian)所(suo)有方(fang)向光(guang)(guang)(guang)(guang)線的(de)(de)總和,它不僅包(bao)括(kuo)顏色(se)、光(guang)(guang)(guang)(guang)強等信息(xi)(xi),還包(bao)括(kuo)光(guang)(guang)(guang)(guang)線的(de)(de)方(fang)向信息(xi)(xi)。光(guang)(guang)(guang)(guang)場(chang)可以看作(zuo)是對(dui)攝影場(chang)景(jing)的(de)(de)完(wan)整描述,場(chang)景(jing)中任何物體的(de)(de)每(mei)一個角落都(dou)是一個不同的(de)(de)焦點(dian)。如(ru)果能(neng)夠把光(guang)(guang)(guang)(guang)場(chang)信息(xi)(xi)完(wan)整地記錄下來,就可以獲得在拍照后任意調整焦點(dian)的(de)(de)能(neng)力。先(xian)拍攝再對(dui)焦,跑焦問題(ti)解決(jue)了。
挺好!稍等,下頁圖(tu)為(wei)斯坦福(fu)大(da)學(xue)為(wei)設(she)備,100臺相(xiang)機,它(ta)們可以在不(bu)同角度拍攝(she)同一個場景,盡可能(neng)地(di)收(shou)集光(guang)場的所有(you)信(xin)息。好是好!但(dan),這種“大(da)家伙(huo)”顯(xian)然不(bu)適合家用,你不(bu)能(neng)把它(ta)帶到海邊去。
二十一世紀,有一家創業(ye)公司Lytro,試圖把全(quan)光場(chang)攝影的(de)(de)能力放進(jin)口(kou)袋里。這家公司的(de)(de)CEO和創始人(ren)Ren Ng博(bo)(bo)士畢業(ye)于(yu)斯坦(tan)福大(da)學,在博(bo)(bo)士期間就與Marc Levoy一起從(cong)事全(quan)光場(chang)攝影的(de)(de)研究工作(zuo)。2007年(nian),他的(de)(de)以全(quan)光場(chang)攝影為主(zhu)題(ti)的(de)(de)博(bo)(bo)士論(lun)文獲得(de)了(le)美國計算機學會最(zui)優博(bo)(bo)士論(lun)文獎,在這篇(pian)論(lun)文中(zhong),他詳細描述了(le)家用級(ji)全(quan)光場(chang)數碼相機的(de)(de)硬件、軟件問(wen)題(ti)及其解(jie)決方案。
大(da)體來說,全光(guang)場數(shu)碼相機(ji)和(he)普通(tong)相機(ji)在(zai)(zai)(zai)硬(ying)件上的(de)最大(da)不同,在(zai)(zai)(zai)于(yu)在(zai)(zai)(zai)光(guang)電感(gan)(gan)應(ying)器件和(he)鏡(jing)頭之間,多了一(yi)層微型透(tou)鏡(jing)陣(zhen)列(lie)(Lytro的(de)第(di)一(yi)個產(chan)品宣稱是9萬個)。這(zhe)(zhe)層透(tou)鏡(jing)陣(zhen)列(lie)像是昆蟲的(de)復眼(yan),每個透(tou)鏡(jing)都(dou)會覆蓋幾(ji)個光(guang)電感(gan)(gan)應(ying)像素(su),在(zai)(zai)(zai)這(zhe)(zhe)些像素(su)上存(cun)儲場景的(de)光(guang)線方(fang)向信息。
在(zai)(zai)軟件方(fang)(fang)面,則需要(yao)用到(dao)一些數學方(fang)(fang)法(fa)來生(sheng)成具有指定焦點的(de)(de)圖片。在(zai)(zai)記錄下全部光(guang)場信(xin)(xin)息時,原始信(xin)(xin)息中會包含(han)大(da)量不(bu)同(tong)(tong)方(fang)(fang)向的(de)(de)光(guang)信(xin)(xin)號,它(ta)們疊加在(zai)(zai)一起,無(wu)法(fa)直接輸出(chu)成圖片。Ng提出(chu)了利用傅立葉變換把不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)信(xin)(xin)號分解開,再(zai)根據使(shi)用者的(de)(de)需要(yao)重新組合的(de)(de)方(fang)(fang)法(fa),這種名為“傅立葉切片攝影”的(de)(de)后期處理方(fang)(fang)式能夠合成出(chu)聚(ju)焦于任(ren)意一點的(de)(de)照片。
2012年,Lytro了發布下圖(tu)所示的(de)(de)這款 1,100萬(wan)像(xiang)素的(de)(de)光(guang)(guang)場相(xiang)機,相(xiang)機有8GB和16GB兩個版本,具備陽極電鍍的(de)(de)鋁制(zhi)外殼、f/2的(de)(de)大光(guang)(guang)圈鏡頭與 8倍的(de)(de)變焦能力,通過光(guang)(guang)場技(ji)術的(de)(de)應用,在(zai)使用該相(xiang)機拍(pai)照的(de)(de)時候只需要構圖(tu)即可,不需要對(dui)焦,因為(wei)對(dui)焦可以在(zai)拍(pai)照完成后在(zai)電腦上完成。
《福布斯》雜志稱,這(zhe)是攝(she)(she)影術的(de)(de)巨大(da)革命,甚至(zhi)可能(neng)是從(cong)膠片(pian)(pian)攝(she)(she)影轉為(wei)數碼攝(she)(she)影之(zhi)后(hou)最(zui)大(da)的(de)(de)革命。而(er)這(zhe)類相(xiang)機(ji)將成(cheng)為(wei)抓(zhua)拍利器(qi):無(wu)論抓(zhua)拍的(de)(de)照(zhao)片(pian)(pian)模糊與否,只要(yao)在(zai)(zai)相(xiang)機(ji)的(de)(de)焦(jiao)(jiao)距(ju)范圍內(nei),對(dui)焦(jiao)(jiao)點(dian)可以(yi)在(zai)(zai)拍完之(zhi)后(hou)隨意選擇,因為(wei)相(xiang)機(ji)在(zai)(zai)拍照(zhao)的(de)(de)時(shi)候就把焦(jiao)(jiao)距(ju)范圍內(nei)所有光學信(xin)息都記(ji)錄(lu)在(zai)(zai)內(nei)了。此外,該款相(xiang)機(ji)即使(shi)(shi)在(zai)(zai)弱光條件下也無(wu)需使(shi)(shi)用(yong)閃光燈即可正(zheng)常拍攝(she)(she)。毫無(wu)疑問(wen),Lytro相(xiang)機(ji)徹底解決了困(kun)擾(rao)攝(she)(she)影者的(de)(de)對(dui)焦(jiao)(jiao)問(wen)題,該款相(xiang)機(ji)能(neng)夠(gou)讓照(zhao)片(pian)(pian)拍攝(she)(she)的(de)(de)成(cheng)功率(lv)更(geng)高,而(er)且(qie)通(tong)過對(dui)焦(jiao)(jiao)點(dian)的(de)(de)變換使(shi)(shi)得同(tong)一(yi)張照(zhao)片(pian)(pian)能(neng)夠(gou)獲得多種不同(tong)效果。
假如視(shi)頻監控上加入(ru)這樣的(de)陣列相機,會發生什(shen)么樣的(de)情況(kuang)?
這樣(yang)的照片,多牛的智能算法都(dou)找不(bu)出來。
這(zhe)樣(yang)就(jiu)容易多(duo)了(le)。另外的好(hao)處就(jiu)是,其在弱(ruo)光下表現(xian)很好(hao),對周邊環境(jing)的配套要求就(jiu)會降下來;由(you)于其記錄的信息很多(duo),為(wei)智能算(suan)法以及(ji)后端的大數據(ju)挖掘提供了(le)更(geng)多(duo)有(you)價值(zhi)的參考值(zhi),各種識別(bie)準確率更(geng)高(gao),能衍生出很多(duo)有(you)特色(se)的業務。
當然,要(yao)應用上去(qu)還有很多問題,如硬(ying)(ying)件(jian)接口、硬(ying)(ying)件(jian)成本、數據格式(shi)、存(cun)儲容量、計算性能等問題,但大勢所趨,這(zhe)些問題總(zong)是有解決(jue)辦法(fa)的。(具體就不描述了)。
2013年,Nokia和(he)高(gao)通投資了(le)一個叫Pelican Imaging的(de)(de)公司,其開發的(de)(de)攝(she)(she)像(xiang)(xiang)頭(tou)采用了(le)突破性光場陣列式技(ji)術,內置了(le)16個復眼式微(wei)型感(gan)光攝(she)(she)像(xiang)(xiang)頭(tou),具備無(wu)限景深和(he)后期對焦能(neng)力,而且(qie)還能(neng)作為3D打印建(jian)模工具使用,具有改變傳統成像(xiang)(xiang)技(ji)術的(de)(de)巨(ju)大潛力。
試問(wen),手機上都有了,離視頻監控還遠嗎?