一、光場(chǎng)相機(jī)R11概述：

RaytrixGmbH公司創(chuàng)建于2008年，其光場(chǎng)相機(jī)技術(shù)處于地位，是全球的工業(yè)級(jí)光場(chǎng)相機(jī)。現(xiàn)凌云與Raytrix達(dá)成了戰(zhàn)略合作關(guān)系，成為Raytrix全線產(chǎn)品的代理商，并可進(jìn)行從五百萬(wàn)到七千萬(wàn)像素的產(chǎn)品定制。

光場(chǎng)相機(jī)在結(jié)構(gòu)原理和成像結(jié)果與普通相機(jī)有很大的不同，一次拍攝即可捕獲視場(chǎng)范圍內(nèi)所有光矢量信息(如灰度、顏色、空間位置、尺寸等)。通過(guò)后期的重聚焦可獲得不同景深的圖像信息，以及景物的深度信息。

而這項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵在于Raytrix在主鏡頭與圖像傳感器間加了*的微透鏡陣列，如下圖所示，光場(chǎng)相機(jī)則是物體透過(guò)主鏡頭后由微透鏡重新聚焦成像，從而不同位置的微透鏡可采集到像素點(diǎn)完整的圖像信息和位置信息。

二、光場(chǎng)相機(jī)R11技術(shù)原理：

光線在自由空間中的傳播是可以用兩個(gè)平面、四個(gè)坐標(biāo)(四維量，學(xué)術(shù)上稱為光場(chǎng))來(lái)表示的，而成像過(guò)程是對(duì)這個(gè)四維光場(chǎng)進(jìn)行了一個(gè)二維積分，從而得到了二維圖像。光場(chǎng)相機(jī)可采集空間中任意點(diǎn)發(fā)出的任意方向的光，相當(dāng)于直接記錄了四維光場(chǎng)，不同焦深的圖像再做不同情況下的二維積分，得到不同物距的圖像信息。

Raytrix的核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于：

1、利用在相機(jī)的主鏡頭和傳感器之間加入三種不同焦距的微透鏡組成的陣列獲取光場(chǎng)信息，從而很大程度上擴(kuò)大了景深;

2、通過(guò)專業(yè)的軟件算法對(duì)獲取的圖像信息進(jìn)行重聚焦，從而得到高分辨率的四維光場(chǎng)信息。一次取景即可獲得3D影像和3D景深信息，從而實(shí)現(xiàn):a.具有立體視差的多視角影像;b.軟件自由對(duì)焦;c.全幅對(duì)焦;d.立體深度信息。

3、專業(yè)的相機(jī)矯正與圖像重建技術(shù)：Raytrix光場(chǎng)相機(jī)在成像過(guò)程中不僅從硬件上對(duì)光路進(jìn)行了矯正，還從軟件上對(duì)圖像的畸變進(jìn)行了矯正，它通過(guò)對(duì)標(biāo)定板的兩次拍攝(如圖1)建立起物體的圖像坐標(biāo)系與物理坐標(biāo)系中像素點(diǎn)的坐標(biāo)對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而還原了物體的信息，如下圖所示，矯正前圖像的深度以及弧度都是有畸變的，經(jīng)過(guò)矯正后能還原物體的真實(shí)信息，再經(jīng)過(guò)對(duì)圖像的拼接后可獲得物體完整3D圖像結(jié)構(gòu)。

三、與立體拍攝系統(tǒng)的比較：

多目立體拍攝系統(tǒng)在取景過(guò)程中或多或少會(huì)存在一定的死角，而Raytrix光場(chǎng)相機(jī)的微透鏡陣列能多角度采集物體信息，極大化避免死角限制，并能測(cè)量深度信息。(由于光場(chǎng)相機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，可替代3D激光掃描相機(jī))。

四、產(chǎn)品應(yīng)用：

1、機(jī)器視覺(jué)

元件檢測(cè)：一次拍攝即可獲得全部3D結(jié)構(gòu)信息，精確測(cè)量出引腳的位置、高度以及表面的文字和瑕疵等，并可重建出元件的立體圖像。

PCB檢測(cè)：能準(zhǔn)確抓取PCB板的瑕疵、缺陷信息。

顯微應(yīng)用：能一次拍攝采集到微小物體的表面紋理信息。

瑕疵檢測(cè)：Raytrix光場(chǎng)相機(jī)可進(jìn)行太陽(yáng)能板裂縫、3D結(jié)合線、螺柱、點(diǎn)焊等檢測(cè)。能采集比較精確的瑕疵信息。

IC引腳檢測(cè)：可實(shí)現(xiàn)精確檢測(cè)IC引腳的平面度和正位度，從而控制和提高產(chǎn)品的表面質(zhì)量。

IC崩角檢測(cè)

PCB錫球高度檢測(cè)

2、科學(xué)研究

PIV：傳統(tǒng)PIV系統(tǒng)通常使用四相機(jī)多角度拍攝進(jìn)行流體分析，現(xiàn)使用Raytrix光場(chǎng)相機(jī)單臺(tái)即可采集到粒子的3D位置信息，通過(guò)原始光場(chǎng)的圖像可分析粒子的運(yùn)動(dòng)并進(jìn)行粒子的軌跡追蹤，從而生成三維流線，簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)方式的算法復(fù)雜度并更易于操作。Raytrix的光場(chǎng)相機(jī)能實(shí)現(xiàn)1s采集三次(雙曝光模式)高分辨率圖像，或每秒180幀的低分辨率圖像。

3、生命科學(xué)

生物細(xì)胞分析：植物生長(zhǎng)研究：傳統(tǒng)研究植物生長(zhǎng)速度的主要方式是靠人工測(cè)量，這會(huì)引入一定的測(cè)量誤差(風(fēng)力影響、人為操作誤差等)且工作比較枯燥，人力成本高，相比之下應(yīng)用光場(chǎng)相機(jī)，節(jié)約了人力成本，且測(cè)量時(shí)間和頻率可控，大大提高了測(cè)量精度。

生物研究：運(yùn)用光場(chǎng)相機(jī)能夠通過(guò)一次拍攝采集到昆蟲(chóng)等動(dòng)物的細(xì)節(jié)圖像信息，方便進(jìn)行生物研究，更易于生物個(gè)體外部特征的細(xì)節(jié)分析。

4、地理信息測(cè)繪：使用光場(chǎng)相機(jī)進(jìn)行地理信息測(cè)繪更能獲得圖像精細(xì)的信息。

5、安防監(jiān)控

人臉識(shí)別：可實(shí)現(xiàn)單幅采集人臉立體的紋理特征，識(shí)別率更精準(zhǔn)。

CCTV監(jiān)控

娛樂(lè)：光場(chǎng)相機(jī)的先采集后聚焦特點(diǎn)，可任意設(shè)置用戶感興趣點(diǎn)，非常便于對(duì)人體、服裝、產(chǎn)品的多局部特征展現(xiàn)，適用于專業(yè)攝影、廣告拍攝等應(yīng)用。

6、3D專業(yè)攝影

3D運(yùn)動(dòng)攝影

3D遠(yuǎn)攝應(yīng)用：可得到遠(yuǎn)近景物的清晰圖像，并通過(guò)圖像的3Ddepthmap得到物體的位置信息。

制作3D視頻和3D顯示器：利用Raytrix光場(chǎng)相機(jī)可進(jìn)行3D視頻的拍攝，并且Raytrix掌握著先進(jìn)的3D裸眼顯示器技術(shù)。