文｜辛江

　　制图｜李婷婷

　　Lytro公司的新相机是个有趣的小玩意，还是摄影术的大革命？

　　对焦问题一直困扰着摄影者。好的瞬间稍纵即逝，而相机还没有通灵到能够按照摄影者的想法自动把焦点精确对好的程度。现在，一家创业公司开发的照相机能够解决这个问题，他们采用的思路很特别：在拍摄时把所有的光线信息都存储下来，让摄影者可以在后期任意调焦。

　　传统相机—无论是胶片相机还是数码相机—的原理都是一样的。景物发出或者反射的光线进入镜头，通过一个透镜组之后，落在感光器件上留下影像。在这个过程中，镜头只能抓住某个角度的某些光线，而并非像我们所想象的那样真正“抓住瞬间”。

　　这是因为，相机和我们的眼睛类似，当光线传入的时候，光的方向性会丢失。而我们知道，这种方向性是焦点形成的重要依据—焦点实际上反映的是图像的深度信息和相关性，只有那些严格垂直于镜头或者瞳孔表面的光才会精确成像，这也就意味着我们看到或者拍摄到的每个场景都只有唯一的焦点，任何不在这个焦点上的物体都会变得模糊。

　　从1990年代开始，美国斯坦福大学的Marc Levoy开始进行“全光场摄影”的研究。光场是空间每一点所有任意方向光线的总和，它不仅包括颜色、光强等信息，还包括光线的方向信息。光场可以看做对摄影场景的完整描述，场景中的任何物体的每一个角落都是一个不同的焦点。如果能够把光场信息完整地记录下来，就可以获得在拍照后任意调整焦点的能力。斯坦福大学为这一项目建立了一个由100台照相机构成的实验装置，它们可以在不同角度拍摄同一个场景，尽可能地收集光场的所有信息。但是，这种设备显然不适合家用。

　　而创业公司Lytro开发的技术，则试图把全光场摄影的能力放进口袋。这家公司的CEO和创始人Ren Ng博士毕业于斯坦福大学，在博士期间就与Marc Levoy一起从事全光场摄影的研究工作。2007年，他的以全光场摄影为主题的博士论文获得了美国计算机学会最优博士论文奖，在这篇论文中，他详细描述了家用级全光场数码相机的硬件、软件问题及其解决方案。

　　大体来说，全光场数码相机和普通相机在硬件上的最大不同，在于在光电感应器件和镜头之间，多了一层微型透镜阵列。这层透镜阵列像是昆虫的复眼，每个透镜都会覆盖几个光电感应像素，在这些像素上存储场景的光线方向信息。

　　在软件方面，则需要用到一些数学方法来生成具有指定焦点的图片。在记录下全部光场信息时，原始信息中会包含大量不同方向的光信号，它们叠加在一起，无法直接输出成图片。Ng提出了利用傅立叶变换把不同的信号分解开，再根据使用者的需要重新组合的方法，这种名为“傅立叶切片摄影”的后期处理方式能够合成出聚焦于任意一点的照片。

　　Ng在这一领域的研究已经跨越了几个年头，现在，这种相机的原理已经成熟了。2006年3月，他注册了一家名为“Refocus Imaging”的公司，今年5月，这家公司获得了来自几家机构的5000万美元风险投资，公司名称也改成了Lytro。风险投资人所看重的，是这种相机可能会改变日常摄影的行为习惯：人们可以先记录下来一个瞬间，然后再把它变成自己想要的样子—毕竟不是每个人都是专业摄影师。

　　评论家们也同样对这种相机寄予厚望。《福布斯》杂志称，这是摄影术的巨大革命—甚至可能是从胶片摄影转为数码摄影之后最大的革命。

　　但是这次革命的路也一样不平坦。Lytro的相机需要解决一些困难，排在第一位的是分辨率问题。全光场摄影需要占用像素来存储光线方向信息，所以这种相机需要很高分辨率的光电传感器，才能获得与现在消费性相机同样级别的成像像素数量，这也就意味着成本的提升。现在Lytro的原型机拥有9万个微型透镜，能够拍摄大约800万像素的照片，但是这种级别的照片无法在全画面范围内任意设置焦点。而现在消费性相机的成像像素数量早已经超过千万级别，800万像素相机也许不能满足人们的需求。Ng希望最终推出的产品能够达到1600万像素的水平，但是这样可能会导致售价过高。

　　不过，Lytro相机也有办法来降低成本。全光场相机的优势在于不需要复杂而昂贵的对焦系统，这不仅会降低成本，还可以减少相机的活动部件，让相机变得更坚固耐用。现在Lytro已经在硅谷的山景城组建了一个45人的团队，其中包括来自微软研发中心的Kurt Akeley，他是斯坦福大学的顾问教授，也曾经是OpenGL这一广受欢迎的图像工具集的创始人之一。Ng希望能够在今年年末之前，让这种新型相机正式上市。

　　总的来看，这种相机拥有的优势远远超过它的缺点。它可以在较暗的环境下拍出更好的照片，可以在2D和3D之间无缝连接，让照片变成可浸入式的、交互的虚拟故事，这是从前从来没有发生过的—照片可以变成活的，就像《哈利·波特》中的照片那样。

　　更进一步地，人们可以利用电脑给这种技术赋予更多魔力。把焦点不同的照片叠加在一起可以做成动画，可以揭示更多场景细节；可以把两部全光场相机合成一部3D照相机，甚至可以给电影带来更多特效。

　　不过这些都是愿景。目前还没有人能够说出这种相机的确切上架时间和价格，只能确定他们的生产商在台湾。之所以没有选择和尼康或者佳能这样的巨头合作，是因为“我们打算以自己能够完全控制的方式生产更好的产品，展示我们能够做到些什么。”Ng说。

　　虽然目前还无法确定他们到底做到了什么，但是Lytro或许已经彻底改变了摄影。

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