Světelné pole
description
Transcript of Světelné pole
![Page 1: Světelné pole](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061617/56816143550346895dd0b69e/html5/thumbnails/1.jpg)
Světelné poleJan Kučera
![Page 2: Světelné pole](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061617/56816143550346895dd0b69e/html5/thumbnails/2.jpg)
Co je světelné poleKlasický obraz Světelné pole
𝐸 (𝑥 , 𝑦 ) 𝐿(𝑥 , 𝑦 , sm ě r )
![Page 3: Světelné pole](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061617/56816143550346895dd0b69e/html5/thumbnails/3.jpg)
Co je světelné poleParametry klasického obrazu
předmětová rovina
objektiv
obrazová rovina 𝑥 𝐸 (𝑥 )⇢𝐸(𝑥 , 𝑦 )𝐸 (𝑥 )
𝑥
𝑦
![Page 4: Světelné pole](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061617/56816143550346895dd0b69e/html5/thumbnails/4.jpg)
Co je světelné poleParametry světelného pole
předmětová rovina
objektiv
obrazová rovina 𝑥
𝑥
𝐿 (𝑥 ,𝑢 )⇢ 𝐿(𝑥 , 𝑦 ,𝑢 ,𝑣 )𝐿 (𝑥 ,𝑢 )
𝑢
𝑢
![Page 5: Světelné pole](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061617/56816143550346895dd0b69e/html5/thumbnails/5.jpg)
Co je světelné poleJak z něj získat klasický obraz
předmětová rovina
objektiv
obrazová rovina 𝑥
𝑢 𝑥
𝑢
𝐸𝐹 (𝑥 , 𝑦 )= 1𝐹 2∬𝐿𝐹 (𝑥 , 𝑦 ,𝑢 ,𝑣 ) ⅆ𝑢ⅆ 𝑣
𝐹
![Page 6: Světelné pole](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061617/56816143550346895dd0b69e/html5/thumbnails/6.jpg)
Co se světelným polemPosun zobrazovací roviny
obrazová rovina𝑥
𝑢 𝑥
𝑢
snímací rovina
![Page 7: Světelné pole](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061617/56816143550346895dd0b69e/html5/thumbnails/7.jpg)
Co se světelným polemPosun zobrazovací roviny
snímací rovina 𝑥
𝑢 𝑥
𝑢
obrazová rovina
zkosení + projekce
![Page 8: Světelné pole](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061617/56816143550346895dd0b69e/html5/thumbnails/8.jpg)
Co se světelným polemPosun zobrazovací roviny
𝑥 ′
𝑢
𝐹 ′
objektiv
𝑥
obrazová rovina𝐹
snímací rovina
𝑢
𝑥 ′𝑥′−𝑢
(𝑥 ′−𝑢 ) 𝐹𝐹 ′
𝛼=𝐹 ′𝐹
𝐿𝐹 ′ (𝑥 ′ , 𝑦 ′ ,𝑢 ,𝑣 )=𝐿𝐹 (𝑢+𝑥′−𝑢𝛼 ,𝑣+
𝑦 ′−𝑣𝛼 ,𝑢 ,𝑣 )
𝐸𝛼⋅𝐹 (𝑥′ , 𝑦 ′ )= 1𝛼2𝐹 2∬𝐿𝐹 (𝑢(1− 1𝛼 )+ 𝑥
′
𝛼 ,𝑣 (1− 1𝛼 )+ 𝑦′
𝛼 ,𝑢 ,𝑣)ⅆ𝑢ⅆ 𝑣
![Page 9: Světelné pole](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061617/56816143550346895dd0b69e/html5/thumbnails/9.jpg)
Co se světelným polemVolba zobrazovací roviny
• změna hloubky ostrosti
• posun perspektivy • 3D
![Page 10: Světelné pole](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061617/56816143550346895dd0b69e/html5/thumbnails/10.jpg)
Frekvenční doména světelného poleVztah mezi obrazem a světelným polem
𝑥
𝑢
𝑘𝑥
𝑘𝑢
![Page 11: Světelné pole](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061617/56816143550346895dd0b69e/html5/thumbnails/11.jpg)
Frekvenční doména světelného poleFourier Slice Theorem
ℱ 1∘ℐ12=𝒮1
2∘ℱ 2
𝐺 (𝑥 , 𝑦 ) 𝔊 (𝑢 ,𝑣 )
𝑔𝜃 (𝑥 ′ ) 𝔤𝜃 (𝑢 ′ )
ℐ12∘ℛ𝜃 𝒮1
2∘ℛ𝜃
ℱ 2
ℱ 1
𝑂 (𝑛2log𝑛)
𝑂 (𝑛 log𝑛)
𝑂 (𝑛2) 𝑂 (𝑛)
![Page 12: Světelné pole](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061617/56816143550346895dd0b69e/html5/thumbnails/12.jpg)
Frekvenční doména světelného poleGeneralized Fourier Slice Theorem
ℱ𝑀∘ℐ𝑀𝑁 ∘ℬ=𝒮𝑀
𝑁 ∘ ℬ−𝑇
|ℬ−𝑇|∘ℱ𝑁
𝐺𝑁 𝔊𝑁
𝐺𝑀 𝔊𝑀
ℐ𝑀𝑁 ∘ℬ 𝒮𝑀
𝑁 ∘ ℬ−𝑇
|ℬ−𝑇|
ℱ 𝑁
ℱ𝑀
𝑂 (𝑛𝑁 log𝑛)
𝑂 (𝑛𝑀 log𝑛)
𝑂 (𝑛𝑁) 𝑂 (𝑛𝑀)
![Page 13: Světelné pole](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061617/56816143550346895dd0b69e/html5/thumbnails/13.jpg)
Frekvenční doména světelného poleFourier Slice Photograph Theorem
𝒫𝛼 [𝐿𝐹 ] (𝑥′ , 𝑦 ′ )= 1𝛼2𝐹 2∬𝐿𝐹 (𝑢(1− 1𝛼 )+ 𝑥
′
𝛼 ,𝑣 (1− 1𝛼 )+ 𝑦′
𝛼 ,𝑢 ,𝑣)ⅆ𝑢ⅆ 𝑣
𝔓𝛼=1𝐹 2 𝒮2
4∘ℬ𝛼−𝑇
Fourier Photographic Imaging Operator
Photographic Imaging Operator
𝒫𝛼=ℱ− 2∘𝔓𝛼∘ℱ 4
A photograph is the inverse 2D Fourier transformof a dilated 2D slice in the 4D Fourier transform of the light field.
![Page 14: Světelné pole](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061617/56816143550346895dd0b69e/html5/thumbnails/14.jpg)
Frekvenční doména světelného poleFiltered Light Field Imaging Theorem
𝒫𝛼∘𝒞h4=𝒞𝑃𝛼 [h ]
2 ∘𝒫𝛼
4D jádro𝐿𝐹 𝐿𝐹
𝐸𝛼⋅𝐹 𝐸𝛼⋅ 𝐹
𝒫𝛼
𝐶h4
𝐶𝑃𝛼 [h ]
2
𝒫𝛼
2D jádro𝒫𝛼
![Page 15: Světelné pole](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061617/56816143550346895dd0b69e/html5/thumbnails/15.jpg)
Jak světelné pole zaznamenatOptické prostředky
𝑥
𝑢předmětová rovina
objektiv
obrazová rovina 𝑥
𝑢
snímací rovina
![Page 16: Světelné pole](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061617/56816143550346895dd0b69e/html5/thumbnails/16.jpg)
Jak světelné pole zaznamenatOptické prostředky
![Page 17: Světelné pole](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061617/56816143550346895dd0b69e/html5/thumbnails/17.jpg)
Jak světelné pole zaznamenatParametry mikročoček• velikost
𝑥
𝑢𝑥
𝑢
• ohnisková vzdálenost
𝑓 /2 .8 𝑓 / 4 𝑓 /8
mikročočky
![Page 18: Světelné pole](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061617/56816143550346895dd0b69e/html5/thumbnails/18.jpg)
Jak světelné pole zaznamenatParametry mikročoček
• vzdálenost od snímací roviny
![Page 19: Světelné pole](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061617/56816143550346895dd0b69e/html5/thumbnails/19.jpg)
Jak světelné pole zaznamenatInterpretace dat
𝑣
𝑢
𝑥
𝑦
![Page 20: Světelné pole](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061617/56816143550346895dd0b69e/html5/thumbnails/20.jpg)
Jak světelné pole zaznamenatInterpretace dat
𝑥
𝑦
𝑣
𝑢
![Page 21: Světelné pole](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061617/56816143550346895dd0b69e/html5/thumbnails/21.jpg)
Jak světelné pole zaznamenatInterpretace dat
𝑥
𝑢
𝑣
𝑦
![Page 22: Světelné pole](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061617/56816143550346895dd0b69e/html5/thumbnails/22.jpg)
Plenoptické fotoaparátyraytrix ∞
Uvedení: 2011Rozlišení pole: 5 MegaraysRozlišení obrazu: 1 MegapixelFPS: 15
http://www.raytrix.de/
• snímání videa• výměnné objektivy• ruční nastavení• externí napájení• SDK• různé mikročočky € 3 000
![Page 23: Světelné pole](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061617/56816143550346895dd0b69e/html5/thumbnails/23.jpg)
Plenoptické fotoaparátyRuční konstrukce
![Page 24: Světelné pole](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061617/56816143550346895dd0b69e/html5/thumbnails/24.jpg)
Plenoptické fotoaparátyLytro
Uvedení: 2012Rozlišení pole: 11 MegaraysRozlišení obrazu: 1 MegapixelFPS: —
http://www.lytro.com/
• bez možnosti videa• pevný objektiv (8× optický zoom, f/2.0)• expozice (1/16 – 1/250), ISO (75 – 3200) a clona automaticky• zatím minimální SW podpora• s překvapením $ 399
![Page 25: Světelné pole](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061617/56816143550346895dd0b69e/html5/thumbnails/25.jpg)
Plenoptické fotoaparátyLytro — co asi víte (hardware)
objektiv
sensor s mikročočkami
engine
![Page 26: Světelné pole](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061617/56816143550346895dd0b69e/html5/thumbnails/26.jpg)
Plenoptické fotoaparátyLytro — co možná nevíte (hardware)
Zoran‘s Camera On A Chip 6p32-bit RISCMarvell Avastar 88W8787 SoC
dotykový1,5“ LCD128×128
2100 mAhLi-Ion
![Page 27: Světelné pole](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061617/56816143550346895dd0b69e/html5/thumbnails/27.jpg)
Plenoptické fotoaparátyLytro — co možná nevíte (hardware)
Rozlišení sensoru: 3280×3280 = 10,7 Mpx @ 12 bitRozlišení obrazu: 1080×1080 = 1,1 MpxPočet mikročoček: 328×393,6 = 129 100Rozlišení mikročoček: 10 px Otočení: -0,006 radVzdálenost od sensoru: 25 μm Rozestup: 13,89 μm
• RTC• orientace• akcelerometr• teploměry
Bayer CFA
![Page 28: Světelné pole](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061617/56816143550346895dd0b69e/html5/thumbnails/28.jpg)
Plenoptické fotoaparátyLytro — co asi víte (software)
![Page 29: Světelné pole](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061617/56816143550346895dd0b69e/html5/thumbnails/29.jpg)
Plenoptické fotoaparátyLytro — co možná nevíte (software)
Lytro.lytrolib
cameras
images
thumbs
kalibrační soubory z fotoaparátů (970 MB)raw soubory (a 16 MB) a soubory pro sdílení (~1 MB)náhledy pro aplikaci (128×128 čb a 300×300 v barvě)
library.dbSQLite databáze importovaných souborůSoubory rozděleny do balíčků:
typ verze velikost název data8 4 4 32 velikost
![Page 30: Světelné pole](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061617/56816143550346895dd0b69e/html5/thumbnails/30.jpg)
Další zdroje
NG REN 2006. Digital Light Field Photography. Disertační práce, Stanford University.CHAI, J. TONG, X., CHAN, S.-C., AND SHUM, H.-Y. 2000. Plenoptic sampling. In SIGGRAPH 00.ADELSON, E. H., AND BERGEN, J. R. 1991. The plenoptic function and the elements of early vision. In Computational Models of Visual Processing, edited by Michael S. Landy and J. Anthodny Movshon. Cambridge, Mass.: MIT Press.ISAKSEN, A., MCMILLAN, L., AND GORTLER, S. J. 2000. Dynamically reparameterized light fields. In SIGGRAPH 2000.