计算机图形学 | Light Field/Lumigraph

发布于:2024-08-13 ⋅ 阅读:(137) ⋅ 点赞:(0)

Light Field/Lumigraph

1.引入:虚拟现实原理👇

虚拟现实的原理👆

人看到的就是各个方向进来的光线

2.The Plenoptic Function全光函数

θ,ϕ 描述光线的方向(即入射角度)。

λ引入波长,出现颜色

引入时间t,形成电影

引入三维坐标,改变自己的位置从另外角度看世界,形成全息电影

把这个函数理解成我在任何位置 往任何方向 并且在任何时间,我看到的不同的颜色<--我们看到的所有的东西。

整个世界是个七维函数。

Light Field

A light field, or lightfield, is a vector function that describes the amount of light flowing in every direction through every point in a space. The space of all possible light rays is given by the five-dimensional plenoptic function, and the magnitude of each ray is given by its radiance. 

定义光场1)u,v,θ,ϕ

L(u,v,θ,ϕ)L(u, v, \theta, \phi)L(u,v,θ,ϕ)

其中:

  • u,vu, vu,v 表示光线在一个二维平面(通常是一个虚拟摄像机或传感器的平面)上的位置。
  • θ,ϕ\theta, \phiθ,ϕ 表示光线的传播方向。
θ(Theta):方位角
  • θ\thetaθ 是光线在水平面(通常是 xyxyxy 平面)上的投影与 xxx 轴之间的夹角。
  • 方位角 θ\thetaθ 通常在 000 到 360∘360^\circ360∘(或 000 到 2π2\pi2π 弧度)之间变化,用于描述光线在水平面内的方向。
2. ϕ\phiϕ(Phi):仰角
  • ϕ\phiϕ 是光线与水平面之间的夹角。
  • 仰角 ϕ\phiϕ 通常在 −90∘-90^\circ−90∘ 到 90∘90^\circ90∘(或 −π2-\frac{\pi}{2}−2π​ 到 π2\frac{\pi}{2}2π​ 弧度)之间变化。它描述了光线在垂直方向上的倾斜程度。
    • ϕ=0∘\phi = 0^\circϕ=0∘ 表示光线在水平面上传播。
    • ϕ>0∘\phi > 0^\circϕ>0∘ 表示光线向上倾斜。
    • ϕ<0∘\phi < 0^\circϕ<0∘ 表示光线向下倾斜。

定义光场2)u,v,s,t

The set of rays in a light field can be parameterized in a variety of ways. The most common is the two-plane parameterization. 

光场照相机的记录原理

不再是一个像素的irradiance,原本记录的irradiance被拆开了,用一个小小的lenslet(透镜)把来自各个方向的光分别记录到不同位置上去。(穿过这个像素不同方向的光)

消费级光场相机 Microlens design微透镜设计

可以先拍照,重新调焦

可以本质上移动摄像机的位置(切换取用光线组)

光场摄像机的问题:

分辨率不足(方向上记录得多)

贵(微透镜的复杂设计)

摄影概念回顾

1)光圈模拟瞳孔,随着光的大小改变光圈大小,光强的状况下瞳孔会缩小

2)ISO 增益 算后期调节

3)纯用iso调节亮度,iso越大噪点越大

1.快门时间的side effect:

1)运动模糊

为了降低动态模糊,快门时间加快了,曝光会降低,需要调节光圈或者iso

有运动模糊也能达到反走样

2)Rolling shutter:扭曲 (物体运动比快门还快)

2.相等曝光配对

F-stop直径两倍 面积四倍, 对应的shutter speed要从1/60   ->1/15

3.极短快门时间摄影:高速摄影 &&  极长快门时间摄影:延时摄影


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