Máy ảnh trường ánh sángPhá vỡ giới hạn của nhiếp ảnh truyền thống "lấy nét một lần", năng lực cốt lõi của nó bắt nguồn từ công nghệ chụp và tái cấu trúc trường ánh sáng được gọi là "trái tim". Hệ thống công nghệ này thực hiện việc ghi lại toàn diện "vị trí+hướng" của ánh sáng thông qua thiết kế quang học sáng tạo phối hợp với các thuật toán, cho phép tái tập trung và điều chỉnh độ sâu trường sau này, cấu trúc lại logic của việc thu thập và xử lý hình ảnh.

Công nghệ chụp trường ánh sáng là trung tâm của cốt lõi và chìa khóa của nó nằm trong các ứng dụng sáng tạo của mảng microlens. Máy ảnh truyền thống tập trung ánh sáng vào cảm biến thông qua một ống kính chính duy nhất, chỉ ghi lại cường độ và màu sắc của ánh sáng; Và máy ảnh trường ánh sáng được nhúng giữa ống kính chính và cảm biến hình ảnh với một loạt hàng chục nghìn ống kính nhỏ, mỗi ống kính tương ứng với một tập hợp các điểm ảnh trên cảm biến. Khi ánh sáng đi qua ống kính chính, một thấu kính nhỏ sẽ phân luồng ánh sáng theo các hướng khác nhau đến các điểm ảnh tương ứng, cho phép cảm biến ghi lại cả tọa độ không gian (x, y) và thông tin hướng (u, v) của ánh sáng, tạo thành dữ liệu thô chứa thông tin trường ánh sáng bốn chiều, một quá trình như thể "gắn nhãn tọa độ" cho mỗi chùm tia.

Độ chính xác thiết kế của microlens trực tiếp quyết định chất lượng chụp trường ánh sáng. Máy ảnh trường ánh sáng chính sử dụng ống kính vi mô được sắp xếp theo hình lục giác, so với sắp xếp vuông, tỷ lệ sử dụng ánh sáng của nó tăng hơn 20%, làm giảm hiệu quả vùng mù hình ảnh. Độ dài tiêu cự và khẩu độ của vi thấu kính cần phải phù hợp chính xác với ống kính chính, chẳng hạn như đối với các mô hình chụp chân dung, thường được đặt ở mức 100-200 μm, đảm bảo rằng thông tin ánh sáng xung quanh có thể được giữ lại khi chụp chi tiết khuôn mặt mà không làm mờ chất lượng hình ảnh do nhiễu xuyên âm ánh sáng. Một số loại máy cũng áp dụng mảng vi thấu kính có thể thu phóng, điều chỉnh độ cong của vi thấu kính thông qua điện áp, phù hợp với nhu cầu thu thập quang trường của các cảnh khác nhau.

Thuật toán tái cấu trúc trường ánh sáng là linh hồn kỹ thuật để thực hiện "điều chỉnh sau". Dữ liệu trường ánh sáng ban đầu cần được giải mã bằng thuật toán để tạo ra hình ảnh có thể chỉnh sửa. Cốt lõi của thuật toán sử dụng nguyên tắc "chiếu lại ánh sáng", dựa trên thông tin bốn chiều được ghi lại bởi thấu kính vi mô, tính toán sự phân bố ánh sáng của các mặt phẳng tập trung khác nhau, tạo ra một hình ảnh sắc nét tương ứng với mặt phẳng tập trung thông qua chồng chất có trọng số. Ví dụ, khi chuyển đổi tiêu điểm từ tiền cảnh sang hậu cảnh, thuật toán lọc dữ liệu ánh sáng trỏ vào vùng nền và kết hợp lại thành hình nền sắc nét, quá trình này chỉ mất 0,5 giây nhờ kiến trúc tính toán song song được tăng tốc bởi GPU.

Kỹ thuật ước tính độ sâu là một hỗ trợ quan trọng cho việc tái cấu trúc trường ánh sáng. Thuật toán tính toán thông tin về độ sâu của từng đối tượng trong cảnh bằng cách phân tích sự khác biệt về ánh sáng tại các điểm ảnh khác nhau dưới cùng một thấu kính vi mô, xây dựng bản đồ độ sâu ba chiều. Kết hợp với mô hình Deep Learning, hiện đạiMáy ảnh trường ánh sángSai số ước tính độ sâu có thể được kiểm soát trong vòng 1%, không chỉ có thể điều chỉnh chính xác độ sâu trường ảnh, mà còn có thể thực hiện hình ảnh lập thể và mô hình 3D. Ví dụ, trong việc chụp ảnh cổ vật, bạn có thể tạo ra hình ảnh rõ ràng đa góc nhìn thông qua một lần chụp ảnh, cung cấp giải pháp hiệu quả cao cho số hóa cổ vật.

Công nghệ "trái tim" của máy ảnh trường ánh sáng không tồn tại một cách cô lập, sự đổi mới quang học của mảng vi thấu kính và đột phá thuật toán tái cấu trúc trường ánh sáng hình thành hiệu ứng hiệp đồng, vừa giữ lại sự tiện lợi của nhiếp ảnh truyền thống, vừa mang lại sự linh hoạt cho xử lý hậu kỳ hình ảnh. Với sự tiến bộ của công nghệ sản xuất vi nạp và tối ưu hóa thuật toán AI, máy ảnh trường ánh sáng đang chuyển từ lĩnh vực chuyên nghiệp sang thị trường tiêu dùng, thể hiện tiềm năng to lớn trong lĩnh vực nhiếp ảnh điện thoại di động, thực tế ảo và các lĩnh vực khác, thúc đẩy công nghệ hình ảnh bước vào "thời đại thông minh trường ánh sáng".