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
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小孔成像（pinhole camera）
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q带棱镜的相机 (lens)
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Shutter（快门）
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捕捉光（传感器）记录 irradiance
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针孔相机（pinhole camera）
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视场（Field of View）
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以35mm的胶片为基准，定义视场
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Exposure（曝光）
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H = T × E H = T \times E H=T×E
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Exposure = time × \times × irradiance
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记录的是总共的能量
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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）
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F-Number
- 1 / 光圈直径
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快门
- 运动模糊（Motion blur）是由于快门打开速度的问题
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镜头
- 薄棱镜近似
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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
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同时过焦点，过棱镜，一定变平行光
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穿过棱镜中心的光方向不改变
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对于一个棱镜来说，要改变物距像距也会改变
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- 薄棱镜近似
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COC（Circle of Confusion）
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棱镜导致模糊的原因
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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
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大光圈模糊，小光圈清晰
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光线通过薄棱镜传播
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模拟薄棱镜成像
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通过假设棱镜，给定焦距等参数，来计算
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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
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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 , V X , V Y , V Z ) 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
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只有二维的位置和二维的方向
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可以从任意一个位置看向物体
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两个平面任取两个点，连线代表一条光线
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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
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能够支持后期的重新聚焦