Lec19 Cameras, Lenses and Light Fields 相机,棱镜和光场
Lec19 Cameras, Lenses and Light Fields 相机,棱镜和光场
成像方法
- 合成方法(Synthesis)
- 光栅化
- 光线追踪
捕捉方法 (Capture)
- 比如相机
相机
小孔成像(pinhole camera)
q带棱镜的相机 (lens)
Shutter(快门)
捕捉光(传感器)记录 irradiance
针孔相机(pinhole camera)
视场(Field of View)
以35mm的胶片为基准,定义视场
Exposure(曝光)
H=T×EH = T \times EH=T×E
Exposure = time ×\times× irradiance
记录的是总共的能量
相机里有什么会影响曝光大小
- 光圈(Aperture)大小(F 数)
- 快门速度
- ISO gain(感光度)
F-Number
- 1 / 光圈直径
快门
- 运动模糊(Motion blur)是由于快门打开速度的问题
镜头
- 薄棱镜近似
理想化的薄棱镜,对于平行方向打的光,都会被聚焦到一个点
同时过焦点,过棱镜,一定变平行光
穿过棱镜中心的光方向不改变
对于一个棱镜来说,要改变物距像距也会改变
- 薄棱镜近似
COC(Circle of Confusion)
棱镜导致模糊的原因
所以其他参数不变的情况下,物体模糊程度取决于光圈的大小
大光圈模糊,小光圈清晰
光线通过薄棱镜传播
模拟薄棱镜成像
通过假设棱镜,给定焦距等参数,来计算
那么怎么渲染呢
- 感光元件上选个点
- 透镜上选个点
- 算出光线方向
Depth of Field 景深
- 成像再focus of plane上是不模糊的
- 大小光圈影响模糊范围
- 在成像平面附近一段区域CoC都是足够小的
- 景深就是指在实际场景总,有一段实际深度,这段深度 会在成像平面附近形成一段区域这段区域内CoC都是小的
Aesthetics 审美
光场 Light Field / Lumigraph
人可以看到什么 The Plenoptice Function 全光函数
全光函数就是我们能看到的所有东西
- P(θ,ϕ)P(\theta, \phi)P(θ,ϕ) 在某个地方,往某个方向看
- P(θ,ϕ,λ)P(\theta, \phi,\lambda)P(θ,ϕ,λ) 加入颜色
- P(θ,ϕ,λ,t)P(\theta, \phi,\lambda,t)P(θ,ϕ,λ,t)加入时间t,变成电影
- P(θ,ϕ,λ,t,VX,VY,VZ)P(\theta, \phi,\lambda,t,V_X,V_Y,V_Z)P(θ,ϕ,λ,t,VX,VY,VZ)加入摄像机位置,就是全息电影(Holographic movie)
- 把函数理解成在任何位置往任何方向看,在任何时间看到的所有的颜色,那么这个函数就是能看到的视觉的世界
光场就是全光函数的一个小部分
就是把irradiance分解成radiance
只有二维的位置和二维的方向
可以从任意一个位置看向物体
两个平面任取两个点,连线代表一条光线
光线
- 方向,起点(光源)
- 对于一个物体,在他的包围盒上,各个方向上的所有光线(往各个方向的发光情况)
- 可以两个点
光场照相机
能够支持后期的重新聚焦
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