根據(jù)傅里葉切片定理的推論，x-y 面上得到的光輻射量是光場LF( x，y ，u，v) 的一個切片的投影積分。也就是說，通過一次曝光得到的4D 光場信息，可用于重建不同焦距處的圖像。文獻(xiàn)指出，當(dāng)對一幅圖像進(jìn)行多次重聚焦處理時，頻域的方法比空域更加簡便。將四維光場變換到頻域為

 （5）

經(jīng)過切片處理后得到二維圖像頻譜:

（6）

逆變換后得到二維圖像表達(dá)式:

  
   （7）

圖3 為空域和頻域2 種算法及其復(fù)雜度示意。由于a 的連續(xù)變化，空域和頻域的計算復(fù)雜度分別集中在投影積分和二維切片階段。可以看出，頻域的O( n2 )比空域的O( n4 )，計算速度得到大大提高。

 

圖3. 兩種重聚焦算法及計算復(fù)雜度示意圖

除了上面的數(shù)字重聚焦技術(shù)，當(dāng)然還有很多基于光場的其他技術(shù)，這里就不再一一介紹。

5.光場成像技術(shù)展望

傳統(tǒng)相機(jī)在成像的同時，限制了圖片的重塑性; 而光場成像則保留了這種可能，因為它記錄的是包含位置和方向信息的四維數(shù)據(jù)。換句話說，即使不是圖像的拍攝者，也能對視角、遠(yuǎn)近景，甚至是光線本身進(jìn)行操縱，以獲得更為滿意的結(jié)果。比如機(jī)器視覺，機(jī)器是前臺執(zhí)行拍攝的主體，它所“看”到的東西也許并不是人所希望的，如果采用光場成像，便可以加入人對圖像的理解，最終得到的多媒體信息才能更靈活化、多元化。而且，隨著CPU 運(yùn)算速度的爆炸式增長和重構(gòu)算法的不斷改進(jìn)，與計算機(jī)技術(shù)緊密聯(lián)系在一起的光場成像技術(shù)的發(fā)展前景也將非常樂觀�？梢灶A(yù)見的應(yīng)用范圍很廣: 對普通攝影愛好者來說，可以通過數(shù)字重聚焦技術(shù)提高聚焦能力，擺脫失焦、跑焦困擾，增加對圖片處理的靈活性; 對于高速運(yùn)動場景、多主體距離較大場景以及光線不足的室內(nèi)拍攝，有其獨(dú)特的優(yōu)勢; 在安全及監(jiān)控領(lǐng)域，通過合成孔徑技術(shù)實現(xiàn)“透視”監(jiān)控; 在多媒體動畫及電視廣告領(lǐng)域，可以通過光場數(shù)據(jù)合成視角像來實現(xiàn)虛擬3D 顯示; 通過對光場數(shù)據(jù)的反演，還能數(shù)字化地校正光學(xué)系統(tǒng)像差，降低透鏡制作精度，大大降低光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計和加工難度。

目前獲取光場的手段開始朝著2 個極端方向發(fā)展: （1）大尺度的大規(guī)模相機(jī)陣列；（2）小尺度的光場顯微鏡。

這就意味著能在更多的領(lǐng)域中運(yùn)用光場成像技術(shù)，大到航空拍攝，小到微生物觀測，甚至延伸到目前所有能運(yùn)用到光學(xué)成像的領(lǐng)域。世界是三維的，而傳統(tǒng)成像卻一直在用二維的方法記錄它，如果能把缺失的部分補(bǔ)全，那么，我們就可以看到一個更為真實的世界，不再因為“一葉障目，不見泰山”，這就是光場成像試圖去實現(xiàn)的目標(biāo)．然而，光場數(shù)據(jù)多出的2 維信息是以犧牲一定的空間分辨率為代價的，二者之間存在一個折衷。現(xiàn)有光場相機(jī)普遍存在圖像空間分辨率不能滿足需求的問題，如果加大圖像空間分辨率的同時，兼顧軸向分辨率，則會對光電探測器件提出更高要求。這是當(dāng)前制約光場成像技術(shù)的一個瓶頸。如何在二者之間獲得最優(yōu)化分布，是今后研究的一個重點(diǎn)。此外，由于一次曝光獲取的數(shù)據(jù)量巨大，對存儲設(shè)備和處理器的容量和速度都有較高要求。因此，光場成像在技術(shù)實現(xiàn)、軟硬件處理能力、商業(yè)化成本以及使用便捷性等方面還有亟待解決的問題。