光场相机原理

新手学堂016

光场相机原理,第1张

吴义仁在美国斯坦福大学汉拉恩教授的实验室,与其他研究员创制“光场相机”。他说:“我们使用一般相机时,拍照前须选定焦点,这很有难度,但‘光场相机’可让你先拍照,相机捕捉大量光线资料及选定焦点,拍照时较有弹性。”

据了解,“光场相机”机身和一般数码相机差不多,但内部结构大有不同。一般相机以主镜头捕捉光线,再聚焦在镜头后的胶片或感光器上,所有光线的总和形成相片上的小点,显示影像。这部特制相机置于主镜头及感光器之间,有一个布满9万个微型镜片的显微镜阵列,每个小镜阵列接收由主镜颈而来的光线后,传送到感光器前,析出聚焦光线及将光线资料转换,以数码方式记下。相机内置软件操作“已扩大光场”,追踪每条光线在不同距离的影像上的落点,经数码重新对焦后,便能拍出完美照片。

而且,“光场相机”一反传统,减低镜头孔径大小及景深,以小镜阵列控制额外光线,展露每个影像的景深,再将微小的次影像投射到感光器上,所有聚焦影像周围的朦胧光圈变为“清晰”,保持旧有相机的大孔径所带来的增加光度、减少拍照时间及起粒的情况,不用牺牲景深及及影像清晰度。

在推出第一代定焦机型后就获得不少关注、可先拍照后对焦的光场相机厂商 LYTRO ,由正成集团正式将具光学变焦的第二世代 LYTRO ILLUM 引进台湾,同时也搭载中文介面;此次在台湾的首购活动还提供前 50 组原厂可用的 TTL 闪灯,建议售价为 49,800 元,预计三月正式开卖。

LYTRO ILLUM 采用一张 1 吋 5MP 的 40Megaray 订制元件(应该是透过演算法达到等效 40MP ),搭配具 20 片光学镜片、等效 30-250mm 的 f20 八倍光学变焦镜头,最近对焦距离逼近 0 公分;其原理是透过高通 Snapdragon 800 处理器进行影像演算,将拍摄下的照片进行后对焦处理。

机身设计采用俗称类单眼式的造型设计,机背采用一张 4 吋的大型触控 LCD ,并且可进行翻转拍摄,系统则是基于 Android 的自定义系统;机身具备 WiFi ,可与 iOS 设备透过 app 进行预览以及照片上传。同时 LYTRO ILLUM 拍摄的照片已经具备 3D 景深数据,可透过 3D 显示设备观看。

此外 LYTRO 也推出 Lytro Development kit ,已经获得不少开发单位投入应用开发,如用于光线蒐集与分析的大数据应用、 3D 列印的建模等,也都是可透过此开发工具开发的延伸应用。

实际操作起来, LYTRO ILLUM 算是个大块头了,略为倾斜的机身使标准状况下的取景呈现俯视,本身的设计采对焦与快门分离的方式,快门后方的按键可启动峰值对焦,机身后方有一枚快门键,镜头前缘为手动对焦。至于原厂提供的 TTL 闪灯为香港商 VILTROX 操刀的 JY680L 。

虽然 LYTOS ILLUM 标榜先拍照后对焦,不过还具备对焦功能的原因仍是因为他的后对焦功能仍有极限,实际上会由于焦段不同呈现不同的可调焦点范围,越长焦的状况下由于景深视觉压缩的关系,可提供后选择的焦段也越窄;其次是可能由于对焦行程较长,自动对焦速度不快,采用手动方式先对个大概会是比较有效率的使用方式。

  导语: 本文主要针对选择微单还是单反的初级用户做个参考,从感性的角度谈了两者的区别和使用问题,仅用初学者参考。有机会再进一步谈微单的进阶使用和思考。

 把微单和单反拉到同一个层面去对比,我觉得这本身就是一个伪命题,根本不成立,也没法进行比较。就如一个重量级的拳手和一个轻量级的拳手去打擂台,本身 就是不公平的。经常看到有一些社交媒体擅长的是找对立面,动不动就拿微单和单反PK,挑起吵架的话题,引爆点击率,他们希望读者炒的口水满天才是他们的成 功,至于主题是什么,他们从不关心,因为点击率才是广告费的源泉。但为什么不能和而不同,一定是竞争关系而不是辅助关系

 微单将来会取代单反

 这个话题在摄影圈讨论很久了,我觉得不会。将来摄影器材的走向可能是专业的越专业,业余便携的越发业余便携,会分开两条线去发展,而不是谁取代谁,谁灭 了谁,未来很长一段时间,可能这两条线是共存的。这两年,在旅游局景区看到人手单反的现象正在改变,变成了一大部分人是人手微单,少部分是全副武装的单反 器材系统,这就是我说的两条线。和而不同,才是主流,而不是总是谁灭了谁,谁一统江湖。摄影对大部分人的要求是记录,是拍的清晰一点,稍微好看那么一点。 对少部分摄影爱好者,发烧友的要求才是画质,细节,技术,市场需求决定了发展两条平行的发展方向。

 微单的定位和优势

 微单的优势是轻巧,便携,很多微单是可以放到口袋里的,在你上班,下班,逛街购物,一秒到两秒掏出来就可以拍摄记录,而且画质效果肯定要比手机好。稍微 专业点的单反都不轻便,起码口袋是装不下的,很多便携小背包装下单反和镜头都困难。所以,微单对于日常拍摄记录,生活的花絮,像日记一样的功能来说, 微单的优势是明显的。 简单说,有胜于无,如果你和朋友聚会,掏出个微单拍出的作品就算比单反差点,但总比因为单反重,你只是带个小包参加聚会而放弃携带单反错过了精彩的瞬间要 好。

 再说,很多微单的画质并不比专业的单反差,比如虚化,高ISO,等摄影要求在微单里已经应用很普及。而且很多微单用那个CMOS,就是电子的胶片和单反是一样的,所以画质差距也不会大到哪里去。

 还有,微单家族里已经有索尼系列的A7系列的全画幅微单,据说画质和感觉都可以和专业单反媲美,只是在反应速度,和严酷环境下的拍摄,对焦,电子系统总不如传统单反系统适用性更强。新兴产物,走向成熟总需要更长的时间。

 单反的优势和定位

 这几天在网络上传播一个帖子,几乎刷爆了我的摄影朋友圈,一个叫做光场相机技术30时代要取代单反之类的帖子。我不懂太高深的技术,只是从常识的角度 来理解这也很难成为可能。 因为单反相机系统的优势不仅仅是一个单反相机,和一个镜头那样简单。 他集合了光学,电子,还有相机厂家对画质,色彩的综合理解和研发。通俗说,单反系统的优势在于是一个庞大的系统的结构,还有上几十年用户的经验累积和厂家 形成的摄影研发改进互动体制。 所以,这肯定不是某一个技术突破就可以革命的,即使革命,那个新技术还有很长的路要走。 单反系统的优势更大的是一个系统结构体系存在,这包含每个厂家相机系统的硬件,软件,以及很多代技术工程师和用户体验的经验智慧结合,还有单反系统周围这 些年行程的强大的配件,比如,滤镜,软件,和用户经验应用数据,这些都是财富。

 当然,从技术的构造来说,单反相机更多的是光学结构辅助机械电子的相机,比电子的无反微单相机有反应快,对焦系统强大等优势。真的要快速拍摄,应对复杂 光线条件下的'严酷环境下拍摄,单反系统的优势不可取代。比如,冬天你去东北拍雪景,在严寒环境下,很多电子系统为主的微单相机出现故障的概率要大于单反。 单反相机系统可以应对更高温,低温的工作环境。

 微单和单反画质究竟哪个好

 我自己有 2台尼康单反,一台富士X-T1 微单,还有2台120系统胶片机,这里不谈胶片画质。只说说三个数码之间的比较,我那台富士X-T1的画质,基本可以和D700差不多,当然这个差不多是 主观的感觉,不是从实验室技术评测出来的。 很多人会纠结全画幅,半画幅的区别,从技术层面的真理来说,肯定是底的面积越大,画质越好,这是科学,也是技术上的真理。但从主观的使用角度来说,真的把 一个APS-C画幅的照片和一个全画幅的照片放到一起,真的很多人可以看出区别吗 我做过这个实验,在我的微信群,上百个回帖,只有不到3%猜对了,剩下的97%的摄影爱好者都是看不出。

 所以,画质来说,APS-C 和全画幅的区别,在主观感受上基本可以忽略。但信噪比,肯定是APS-C的画幅的更大,虽然厂家通过屏蔽技术等消除,但却确实还是全画幅的优势。至于 4/3画幅的微单来说,比如松下,奥林巴斯,虽然对焦,更变更具备优势,个人认为可能后期扩展性更少一些,对于要求不高的业余玩家,都是可以接受的画质。 但对于专业入门,希望将来将来被出版,印刷,放大的来说,保守点我还是推荐最起码 APS-C画幅的微单。

 微单和单反用户的使用成本

 很多人只盯着技术和硬件层面的比较的时候,往往最容易忽略的是精力和时间的使用成本比较分析。单反更专业,但这个专业不仅仅是硬件的专业,更多的还有对 使用人员要求更专业,操作技能专业知识,实践时间和学习精力。专业的硬件遇到不专业的人,就成了连卡片机都不如的玩具。相对,微单的自动化程度更高,对使 用人员操作,专业知识相对会少一些。 所以,在衡量选择微单还是单反的时候,最好不要忘记这个比较。你每个月能投入多少时间学习,使用专业单反,它才能保值它的专业性,而不是买了一个最专业的 相机,用最业余的时间使用它,除了摆设,确实意义不大。

 总结

 通过上面几个方面的比较,我不想说太多的生硬的技术问题,且拉出一堆实验室里的图例和数据,那对大多数人没有任何意义,大多数人也看不懂,或者一知半 解。通过4-5张 我那台富士微单的配图,来说明这个画质和色彩的比较。让用户自己比较和感受最适合。虽然很多人都渴望拥有一台完美的相机,但这个事实是现实中不可能有完美的相机,理想很美好,现实却很平和,让你根据自己的需要取舍自己的适合的工具。 也可以微信探讨交流:photoxicao 这是一个取舍话题,也是一个人生哲学命题,我们每天都在取舍,你不会有完美的工作,完美的生活,完美的婚姻,完美的人生,却为什么总渴望花一点钱,去拥有 一个完美的相机 便携还是专业,全功能还是掏出来拍,根据需要自己取舍衡量。

两款处理器比较如下;

一APQ8064;

隶属于高通骁龙S4 Pro系列,采用28nm工艺制造,集成Adreno 320 GPU,整合四个Krait架构CPU核心,每核主频最高达15GHz。

是全球首款采用28nm制程的四核移动处理器,同时也是高通首款四核心处理器。

APQ8064采用的Krait CPU微架构是高通公司基于ARMv7-A 指令集自主设计的新型高性能架构,采用异步对称式多核处理技术(aSMP),较高通第一代Scorpion CPU微架构在性能上提升60%以上,功耗降低65%。

Krait的设计采用了使用新电路技术的定制设计流程以提高性能,降低功耗。Krait的电源效率也带来了更佳的热曲线,使Krait多处理器系统与竞争解决方案相比,能够以峰值性能运行更长时间。

二苹果A6处理器;

苹果A6处理器基于ARMv7指令集,采用32纳米HKMG工艺,拥有更高的性能和更低的功耗。

同时也是苹果第一款非标准ARM架构处理器,A6处理器具备动态调整CPU电压/频率特性,根据所开启的任务需求,主频可以在550MHz至13GHz之间自动调节,从而在保证性能需求的同时,最大程度的降低其功耗。

具备动态调整CPU电压/频率特性,在GPU方面,苹果A6集成了一颗三核芯的PowerVR SGX 543MP3图形处理单元,内存位宽为64-bit,拥有有四个USSE2管道,每个管道都有四路矢量ALU单元和32Flops的浮点性能。

注意;两款制作工艺不同,处理核心和频率也不同。