Plenoptische Kamera

Eine plenoptische Kamera , Auch Lichtfeldkamera genannt, Erfasst NEBEN die Übliches 2 Bilddimensionen Eine weitere, nämlich RICHTUNG einfallender Lichtstrahlen sterben. Durch die zusätzliche Dimension erhalten Plenoptische Aufnahmen Informationen über die Bildtiefe.

Der besondere vorteil plenoptischer Kameras Lagen in der theoretisch Unendlichen und die Schärfentiefe der möglichkeit Refokussierung, auch dort nachträglich verschiebung der Schärfeebeneim Objektraum ( Fokusvariation ). Möglicherweise war die Pseudo-Kamera auch eine 3D-Kamera .

Entschuldigung für die Funktion plenoptischer Kamera ist, dass diese Szene aus mehreren Blickwinkeln erfasst wird. Dabei ist es egal, ob ein Array wie die herkömmlichen Kameras, die Szene erleben, oder die im Blickwinkel innerhalb der Kamera erscheinen, gelöscht wurde – z. B. Durch einen Array aus Mikrolinsen vor dem Bildsensor .

Die Entwicklung Plenoptischer Systeme beruht auf theoretischen Überschriften der Physiker Gabriel Lippmann , der Konzept 1908 vorstellte. [1]

Plenoptische Funktion

Die verteilung wo Strahldichte along von Lichtstrahlen in Einem Bereich des drehen Dimension Ellen Raum, sterben Durch Statische, zeitlich nicht veränderbare Lichtquellen hervorgerufen Wird, bezeichnet man als plenoptische Funktion. [2] Die plenoptische Funktion is a idealisierte Funktion, in der sterben Bildverarbeitung und der Computergrafik genutzt Wird, um ein Bild zu Einem Bestimmt ZeitPunkt aus Jeder belieber Position aus Jedem Blickwinkel zu beschreiben, auch unabhängig von der Position des Betrachters und Kameraparameter Wie Glare und Entfernungseinstellung .

Praktisch ist diese plenoptische Funktion nicht gerechtfertigt, aber sie ist ganz anders, ebenso wie andere Konzepte der Bildverarbeitung und der Computergrafik zu verstehen. Eine Spirale (Strahl) wird durch einen Punkt auf dem Strahl (Drei Koordinatenwerten) und die Richtung des Strahls (zwei Winkel). Wenn Punkte entlang der Strahls geschickt wurden, wurden Gebetsignale beim Einsatz des Freiheitsgraders effizient koordiniert. Daher ist die plenoptische Funktion des Vierdimensionalen. Wellenlänge , Polarisationswinkel und die Zeitmaßen wurden gegebenen Falles als mehr Variabel behandelt, wobei weitere Dimensionen zu berücksichtigen sind.

Plenoptische Kamera

Durch das Linsengitter Wird Jedes Bild Punkt nochmals gebrochen und zu Einem Kegel Erweitert wo kreisförmig auf Sensorfläche trifft sterben. Dieser Verräter, aus Welcher RICHTUNG des Lichtstrahl ursprünglich Kamm: Ein Senkrecht auftreffender Lichtstrahl Land im Mittelpunkt des Kreises, ein schräg eintreffenden weiter am Rande. Somit kann meine eine Software, die implementiert wurde, nicht behoben werden und die sind nur erkennbare Ziele der Brennpunkt. Die Informationen Aus einer Szene auf mehreren Müssen Bildpunkten des Kamera – Chips Abgebildet Werden, DAMIT sterben Informationen über sterben RICHTUNG des einfallenden Lichtstrahls genutzt Werden Kann. Daher geht mit dieser Methode eine Verrringerung der effektiven Auflösung des Kamerasensors einher.

Umsetzungen

Universität Stanford

Ein Team – an der Stanford University used Eine 16- Megapixel -Kameras mit Einem 90000-Micro Lens-Array, das heißt JEDE Mikrolinse belichtet ETWA 175 Pixel. [3] [4]

Adobe

Ein Entwurf der Amerikanischen Firma Adobe used 19 Linse in Kreisanordnung und belichtet DAMIT EINEN 100-Megapixel – Sensor, so Dass jedes Bild ETWA 5-Megapixel-Auflösung erreicht. [5]

Raytrix

Ein plenoptische Kamera für den Einsatz in Industrie und Forschung, stirbt von der deutschen Firma Raytrix seit 2010 Kommerziell Vertrieb Wird, used eines Objektiv Raster aus drei Unterschiedlich Linse, stirbt sie in ihrer Brennweite unterscheiden. Jeder Mikrolinsenbelag wird vom Kamerasensor am Kamerasensor angebracht. Characterized ist sterben effektive Auflösung der Kamera nur um den Faktor drei bis six Geringer als sterben Auflösung des Sensorchips. [6]

Lytro

Von der Amerikanischen Gesellschaft Lytro Wird seit April 2012 Eine Lichtfeldkamera für den Vertrieb Konsumentenbereich. [7] [8] of this Modell HAT EINE siebenfachen Optische Zoom – Stufe, Ein fest eingestellte, durchgehende Glare Zahl von 2,0, EIN berührungsempfindlichen Bildschirm and a intern Speicher von 8 oder 16 Giga – Bytes für farbige Einzelbildaufnahmen. [9]Die effektive Bildauflösung beträgt bei Einer Dateigröße von zirka 20 Megabyte 540 Template 540 Bildpunkte (stirbt Entspricht 0,29 Megapixel), war für Demonstrationszwecke, jedoch nicht für hochwertige Reproduktionen geeignet ist. [10]Bei etwa 11 Millionen Regie kämpfen Pea Bildpunkten [11] Ergibt sich ein Verhaltnis von six Vorlage six (36) Lichtstrahlen pro Pixel.

Im April 2014 wurde das Modell Illum vorgestellt, das eine klassische Kamera ehnelt. [12] Dies ist ein Bild von maximal 4 MP für das 2D-Bilddatum. [13]

Im April 2016 stellte die Firma Lytro, die das Endkundengeschäft für Lichtfeldkameras abwog, die Absentismus der Welt [14] und der professionellen TV- und Videoprofis ein. Die Neue Lichtfeld Kamera Lytro Cinema ermöglicht eine Auflösung von 755 Megapixeln, einen Dynamik-Umfang von 16 Blendenstufen, 40k-Videos und 300 FPS [15] .

Beispielaufnahmen

Eine Nahaufnahme einer Tastatur mit einer plenoptischen Kamera mit Reproduktionen wird vier verschiedene Entfernungseinstellungen: [16]

Pelikan Imaging

Du bist auf dem Pelican Imaging Hass im Mai 2013, werde ich um das Handy Nokia Mobiltelefone , in einem Smartphone Integrated Light Kamera mit meinen vier vier vier Ziele, um den Markt. [18] [19]

HTC

Das HTC One M8 wird für die Simulation von Funktionsdruckern verwendet, und es ist möglich, einen 4-MP-Bildaufnahme-Kamerachip zu verwenden. Meine dieser U-Focus genante Funktion ist genau so wie die von Tiefenschärfen und Fokusbereichen möglich. [20]

Google

Google Seit April 2014 für Android -Geräte verfügbar Kamera-App ermöglicht im Fotomodus „Lens Blur“ („Fokuseffekt“) von Nachträgtische Sätzen und Bearbeiten von Tiefenschärfe foto. [21] Keine zusätzliche Sensoren oder Optik benötigt. State of the use of the day of the use of the the south awesome automatic of the contractors. 3D-Positionierung der Elemente im Bild, die dann nachträgliche Bearbeitung erlaubt. [22]

Weblinks

  • Ein Musterbild, in dem Sie die Schwarzen Knochen sehen können Klicken Sie auf das Bild, um das Bild zu sehen Sie können den Fortschritt oder den Hintergrund sehen. B. auf der Lytro-Website .
  • Plenoptische Kameras . Wikibook Digitales Bildgeste Verfahren , Kapitel Bildaufnahme

Einzelstunden

  1. Hochspringen↑ G. Lippmann: Épreuves réversibles donnant la sensation du relief . In: Zeitschrift de Physique Théorique et Appliquée , vol. 7 (1908) , S. 821
  2. Hochspringen↑ Edward H. Adelson, James R. Bergen: Die plenoptische Funktion und die Elemente der frühen Vision . In: M. Landy, J. A. Movshon (Hrsg.): Berechnungsmodelle der visuellen Verarbeitung . MIT Press, Cambridge 1991,ISBN 0-262-12155-7 , S. 3-20 ( PDF [abgerufen am 23. Oktober 2011]).
  3. Hochspringen↑ RenéNg, Marc Levoy, Mathieu Brédif, Gen Duval, Mark Horowitz, Pat Hanrahan: Lichtfeldfotografie mit einer handgehaltenen plenoptischen Kamera . In: Stanford Tech Bericht CTSR 2005-02 . 2005 ( PDF [abgeraufen am 23. Oktober 2011] Bericht über die Erstellung und spätere Durchführung plenoptischer Kamerafotograf).
  4. Hochspringen↑ Video: Lichtfeldfotografie mit einer handgehaltenen Plenoptischen Kamera. ( WMV ; 9,3 MB)
  5. Hochspringen↑ Jonathon Keats, Kris Holland, Gary McLeod: Wie PopSci funktioniert – 100-Megapixel-Kamera. In: Popsci.com. Archiviert vom Original am 17. Januar 2008 ; abgerufen am 23. Oktober 2011 (deutsch).
  6. Hochspringen↑ Christian Perwaß, Lennart Wietzke: Die nächste Generation der Fotografie: Eine Einführung in die Lichtfeldfotografie. Raytrix GmbH, Januar 2010; abgerufen am 4. Februar 2014 (PDF).
  7. Hochspringen↑ lytro.com
  8. Hochspringen↑ Scharfmacher – Lytro Lightfield Kamera im Test . heise.de
  9. Hochspringen↑ Lichtfeldkamera von Lytro , test.de vom 28. Juni 2012, abgerungen 19. November 2012
  10. Hochspringen↑ Lichtfeld Kamera von Lytro: Vorbote der Revolution , test.de vom 28. Juni 2012, abgerufen 19. November 2012
  11. Hochspringen↑ Lytro – Kamera Specs – Lichtfeldauflösung Lytro, abgeraufen 20. November 2012
  12. Hochspringen↑ Mit der Lytro Illum Kamera können Benutzer nach der Aufnahme unscharfe Fotos neu fokussieren . theguardian.com, 22. April 2014, abgelaufen am 23. April 2014
  13. Hochspringen↑ Technische Daten Lytro Illum , abgeraufen am 23. April 2014
  14. Hochspringen↑ Christoph Jehle: Lytro gibt Endkundengeschäft für Lichtfeldkameras auf. In: Heise Online. Heise Medien, 7. April 2016; abgerufen am 7. April 2016 .
  15. Hochspringen↑ Christoph Jehle: Lytro Kino – Lichtfeld-Kamera mit 755 Megapixel und 40k-Video. In: Heise Online. Heise Medien, 13. April 2016; abfangen am 13. April 2016 .
  16. Hochspringen↑ Vergleiche auch: Nahaufnahme von Tasten einer Computer-Tastatur mit einer Lichtfeldkamera von Lytro
  17. Hochspringen↑ Vergleiche auch: Lytro Lichtfeldkamera – Piano Player
  18. Hochspringen↑ Technologie Pelikan Imaging, abgeraufen 7. Mai 2013
  19. Hochspringen↑ Nokia investiert in Lichtfeld-Kameratechnik . heise.de, 2. Mai 2013, abgelaufen 7. Mai 2013
  20. Hochspringen↑ HTC bringt One M8 mit neuer ‚Duo-Kamera‘ , dpreview 15. März 2014, online am 18. April 2014 abfragen
  21. Hochspringen↑ Google Kamera: Schärfentiefe nachträglich veränderbar , heise.de. Meldung vom 17. April 2014, online abgesagt am 18. April 2014
  22. Hochspringen↑ Lens Blur in der neuen Google Kamera App Google Research-Blogeintrag vom 16. April 2014, online am 18. April 2014 abgebrochen

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