光场成像原理

为了记录A点的方向信息，即从根本上解决光线角度信息的采集问题，我们在图1中CCD所在平面处加一种特殊的光学元件——微透镜阵列，通过记录光辐射在传播过程中的位置和方向的信息，这样就构成了光场采样方式，如图2所示：物点A的三束光线折射后在A'点相遇，但由于没有接收像的介质所以没有发生干涉叠加，他们仨相见后匆匆离开，彼此不干涉彼此，向着自己原有的方向继续前进，最终到达A1,A2,A3的位置，并在此记录下了A点的这三个方向的信息。

二、四维光场函数模型与光场成像

我们常在很多论文中看到用全光函数模型分析光场，但鲜有将其与光场成像的关系讲清楚的，从而给我们造成误解。首先了解一下七维全光函数,如图3所示：我们用三维坐标(x, y, z)、任意传输方向(θ，φ)，以及光的波长(λ)和时间(t)描述一条光线。由于我们只关注光线的位置和传播方向，所以将其简化成四维光场函数（x, y, θ,φ），如图4所示：其中xy平面代表着光线的位置信息，θφ平面代表光线的方向信息，这样我们很容易将其与光场成像时的相关光学元件对应，即xy平面与微透镜阵所在列平面相对应，θφ平面与CCD所在平面相对应。这里一定要注意：初学者很容易将xy面和θφ平面与主透镜平面和微透镜阵列平面相对应。

图3

 

图4