Стандартні датчики подібно плівці здатні вловлювати лише двомірне зображення. Об'ємний простір проектується на площину. Компанія Lytro першої в світі представила технологію зйомки об'ємного зображення за допомогою одного єдиного датчика.
Їх технологія була названа технологією захоплення світлового поля. Це відкриття дозволило захоплювати простір кадру, вибирати точку фокусування після того, як фотографія зроблена, змінювати значення діафрагми і навіть злегка повертати знімок, змінюючи перспективу.
Камери Lytro коштують не дешево. Модель другого покоління Lytro ILLUM обійдеться приблизно в $1300. Якщо ви запитаєте у продавця-консультанта як працює камера, швидше всього він не зможе точно відповісти на це питання. На сайті Lytro є опис технічних даних камери і принципу роботи, але це все приховано в більш ніж 187 сторінках технічної документації англійською мовою. В цілому, цілком зрозуміло, що Light Field Technology не така вже і проста технологія.
Але насправді, нам, як рядовим користувачам не потрібно знати всіх нюансів. Досить розуміти загальні принципи. Тому фахівці команди Lytro зрозумілою мовою пояснили, як саме працюють їхні камери.
Секрет Lytro полягає в двох основних пакетах: масив мікролінз і передове програмне забезпечення. Стандартний датчик зображення зчитує кількість світла, що потрапляє на кожен піксель і визначає кольорову інформацію, але він не знає, звідки світло прийшов перш ніж опинитися всередині камери. Ключовою особливістю Lytro є те, що їх апаратне та програмне забезпечення знає точне місце походження світу.
Дивно те, що датчик зображення, який використовується в камерах Lytro – це самий звичайний датчик. Такий же, як і у всіх інших камерах. Істотною відмінністю є масив мікролінз.
Масив мікролінз на вершині датчика зображення
Цей масив мікролінз і є секрет Lytro. Світло не потрапляє на всю площу датчика однаково. Лінзи мають шестикутну форму і перенаправляють світ в певні області сенсора зображення. Саме микролинзы створюють різні перспективи. Кожен фотон проходячи через певну лінзу приземляється на певний піксель. Попередня калібрування дозволяє камері дізнатися місце, в якому світ виник.
Масив мікролінз
Дозвіл сенсора Lytro вимірюється в Мегарэях (Megarays). Це придумана одиниця вимірювання, яка говорить про те, що на вершині датчика знаходиться масив мікролінз. Наприклад, Lytro ILLUM має дозвіл 40 Megaray. Насправді у камері використовується датчик з роздільною здатністю 40Мп, який має масив 200000 мікролінз. При цьому підсумкове дозвіл знімка не буде мати 40Мп. Вся справа в способі обробки. Датчик розбивається на зони, кожна з яких містить певну інформацію. У підсумку виходить знімок, роздільна здатність якого становить 4Мп.
Прототипи камери світлового поля
Камера Lytro першого покоління має датчик 10Megarays. Її знімки мають роздільну здатність 1,2 Мп.
Другий компонент успіху Lytro – це інноваційне програмне забезпечення, яке може обробляти дані, отримані з датчика. Кожна лінза може відрізнятися від еталона на мікроскопічному рівні, а це обов'язково призводить до появи похибок у розрахунку світлового поля. Тому кожна система проходить ретельну калібрування.
Камери Lytro першого покоління
Команда Lytro не хоче розкривати всі свої секрети. Вони трохи розповіли про процес калібрування. Камера встановлюється на стенд і в різний час включаються певні джерела світла. При цьому на програмному рівні точно відомо їх місцезнаходження. Система порівнює еталонні дані з даними, отриманими з датчика камери і вносить певні корективи в програмний код.
Зараз команда Lytro вже розробила оновлене програмне забезпечення, яке дозволяє домагатися подвійного фокуса, не вказувати точку фокусування і значення діафрагми, а дві точки, між якими все буде знаходитися в зоні різкості. Також ЗА Lytro може перетворювати отримані дані для систем віртуальної реальності, які активно розвиваються.