ljusfälts

Ljusfält är ett begrepp inom optik som beskriver mängden ljus som passerar genom varje punkt i rummet i varje riktning. Inom svenska tekniska texter används ofta genitivformen ljusfälts för att uttrycka ägande, till exempel ljusfälts egenskap.

I praktiken används en vanlig fyra-dimensionell modell där ljuset beskrivs som en funktion av två rumsliga koordinater och två riktningar: x och y för position, samt u och v för riktning. Denna förenklade representation fångar hur ljusstrålarna sprids i scenen. Den mer generella plenoptiska funktionen (plenoptic function) är fem- eller sju-dimensionell och inkluderar också våglängd och tid, vilket beskriver ljusens beteende i bredare sammanhang.

Fångsten av ljusfält sker ofta med en ljusfältskamera som använder en mikrolinsarray framför sensorn, vilket möjliggör insamling av ljusets riktningar från varje punkt. Alternativt kan man använda kameraarrayer eller specialiserad optik. Den insamlade informationen låter användare rekonstruera olika synvinklar eller ändra fokus i efterhand och ger behörighet till djup- och volymsinformation.

Användningar inkluderar postfokus och vy-syntes i datorgrafik och bildbehandling, djupuppskattning, virtuell verklighet och vissa medicinska bildtekniker. Historiskt introducerades plenoptic-funktionen av forskare som Adelson och Bergen i början av 1990-talet, och den fyra-dimensionella ljusfältsmodellen har blivit en standard i forskning och tillämpningar inom computational photography. Begränsningar inkluderar stora datamängder, krav på hög upplösning och kompromisser mellan spatial och angular upplösning samt utmaningar vid kalibrering och beräkningar. Se även plenoptic funktion och ljusfältskamera.