Является ли «световое поле» полезной концепцией в математике или физике или только в маркетинге?

У компании lytro.com есть Illum и Immerge [камера светового поля], которые предположительно фотографируют световые поля .

Если я правильно понимаю, термин «световое поле» относится к концепции 5D — в каждой точке 3D-пространства есть лучи света со всех сторон. Эти направления используют еще 2 измерения (например, ( θ , ф ) ) и 2 + 3 "=" 5 . Это можно назвать 5D пленоптической функцией . Я думаю, что в каждой точке этого 5D-пространства у вас есть какая-то информация о спектральной интенсивности. Это могут быть значения RGB или полный спектр, и они будут иметь единицы (например) мощности на единицу площади, на единицу телесного угла, на единицу длины волны.

Это просто название для чего-то или существуют реальные математические вещи, которые можно делать со световым полем? Например, если я знаю электрическое и магнитное поля в объеме, я полагаю, что могу рассчитать результирующее световое поле простым способом. Но что я на самом деле могу СДЕЛАТЬ со световым полем, кроме как продавать его?

Связанный вопрос и ответ , а также случайная популярная статья , в которой термин « световое поле» повторяется снова и снова.

Ответы (1)

Краткий ответ таков: да, световое поле полезно в геометрической оптике, где вы можете моделировать свет, как если бы это был сгусток классических частиц, движущихся по прямым линиям с определенными положениями и импульсами. Это неправильно, так как свет является возбуждением в поле, но работает как приближение. Эта идея лежит в основе концепции, используемой в астрономии, называемой переносом излучения, и оптикой трассировки лучей в компьютерной графике.

Таким образом, плотность фотонов в фазовом пространстве можно записать как р ( Икс , п ) , плотность над реальным пространством, которое является трехмерным, и импульсное пространство, которое также является трехмерным. Величина п является направлением «спектра», а направление п это направление, в котором движется свет. Это связано со спектральной яркостью, я ν , к:

я ν ( Икс , θ , ф , ν ) "=" час с п 3 р ( Икс , п ) "=" час 4 ν 3 с 2 р ( Икс , п ) ,
где п "=" [ грех θ потому что ф ,   грех θ грех ф ,   потому что θ ] × час ν / с .

Что касается того, для чего это полезно в камере, ответ таков: это зависит. Вы идете на компромисс, когда пространственное разрешение чипа приносится в жертву улучшенному разрешению другими способами. Например, спектрографы интегрального поля используют потерянное пространственное разрешение для кодирования спектральной информации. В случае с камерами светового поля они используют его для кодирования направления движения света. Грубо говоря, это эквивалентно одновременной съемке множества разных изображений с разными фокусами, поэтому вы можете проделывать забавные трюки с глубиной резкости в Photoshop, комбинируя их или просто выбирая изображение с желаемым фокусом.

Ничего себе, это невероятно краткий, плотный и ясный ответ одновременно! Спасибо, что указали, что это на самом деле полностью физический и действительно чрезвычайно полезный метод - я не узнал его, но да, замена RGB на импульс (хорошая частота) делает его просто старым фазовым пространством.