Plenopticforskning

Plenopticforskning avser studiet av plenoptiska funktioner och plenoptisk bildning, där ljuset från en scen beskrivs som en funktion av rumslig position, riktning, våglängd och tid. Forskningen syftar till att förstå ljusets fördelning i rummet och till att utveckla tekniker för att fånga och återge mer information än vad traditionell fotografering erbjuder.

Begreppet plenoptik introducerades teoretiskt av Adelson och Bergen 1991 som en matematisk modell för hur ljusstrålar kan beskrivas av en multidimensionell funktion. I praktiken används plenoptiska kameror och ljusfältsteknik, där en mikrolensarray fångar riktningsinformation och möjliggör senare rekonstruktion av nya vyer eller fokusnivåer.

Den vanligaste modellen beskriver ett fyra-dimensioners ljusfält L(x,y,u,v), där x och y anger plats på sensorn och u och v riktningen hos ljusstrålen. Plenoptiska kameror gör detta möjligt genom optik baserad på en mikrolensarray. Forskning sträcker sig också till fler dimensioner (till exempel våglängd och tid) samt utveckling av algoritmer för dekonvolution, djup- eller volymsestimering och realistisk rendering.

Användningsområden inkluderar postfokusering, vyinterpolation och 3D‑återgivning, djupmätning i robotik och AR/VR, samt tillämpningar i medicinska och industriella bildsystem där kontroll av ljusflödet är viktigt.

Utmaningar inkluderar en inneboende avvägning mellan upplösning i rum och riktning, kalibrering och brus. Forskningen integrerar optik, datorseende och datorgrafik, ofta med maskininlärning för förbättrad rekonstruktion och återgivning. Framtiden för plenoptik innefattar mer integrerade sensorer, bättre spektral modellering och hantering av dynamiska sceners ljusflöden.