लाइट फील्ड फोटोग्राफी: यह क्या है और यह कैसे काम करता है?

लाइट फील्ड फोटोग्राफी लंबे समय से आसपास रही है। पहले एनालॉग लाइट फील्ड डिवाइस का आविष्कार 1908 में गेब्रियल लिपमैन द्वारा किया गया था, जिन्होंने अंततः रंगीन फोटोग्राफी पर अपने काम के लिए नोबेल पुरस्कार जीता था।

प्रकाश क्षेत्र की फोटोग्राफी आकर्षक है क्योंकि यह आपको एक छवि के फोकस विमान को एक छवि के पहले ही ले जाने के बाद स्थानांतरित करने की अनुमति देता है, जो सामान्य फोटोग्राफी में असंभव है।

तो, लाइट फील्ड फोटोग्राफी कैसे काम करती है? यह लेख आपको वह सब कुछ सिखाएगा जो आपको जानना आवश्यक है।

लाइट फील्ड फोटोग्राफी क्या है?

सामान्य फोटोग्राफी काफी हद तक इंसान की आंख की तरह काम करती है। आप कैमरे के साथ फोकस करते हैं और सेंसर त्रि-आयामी अंतरिक्ष की दो-आयामी छवि को कैप्चर करता है, जिसमें उस स्थान का "स्लाइस" फोकस में होता है। फ़ोकस किए गए क्षेत्र के आगे या पीछे सब कुछ धुंधला और फ़ोकस से बाहर है। ऐसा इसलिए है क्योंकि एक सामान्य सेंसर केवल प्रकाश की तीव्रता के बारे में जानकारी प्राप्त करता है।

प्रकाश क्षेत्र एक दृश्य में प्रकाश की सभी किरणों (प्रत्येक फोटॉन) की संपूर्णता को संदर्भित करता है। प्रकाश क्षेत्र बनाने वाली प्रकाश किरणों को प्लेनोप्टिक फ़ंक्शन द्वारा परिभाषित किया जाता है (यही कारण है कि लाइट-फील्ड कैमरों को प्लेनोप्टिक कैमरे भी कहा जाता है)। प्लेनोप्टिक फ़ंक्शन पांच आयामों में एक प्रकाश किरण का वर्णन करता है: 3 डी स्पेस (एक्स, वाई, `) में इसके निर्देशांक और 2 डी स्पेस (दो कोण) में इसकी दिशा।

प्रकाश क्षेत्र की फोटोग्राफी एक विशेष दृश्य में प्रकाश क्षेत्र से जानकारी प्राप्त करती है, जिसमें शामिल हैं प्रकाश की तीव्रता और प्रकाश किरणों की दिशा दोनों (प्लेनोप्टिक के अनुसार) समारोह)।

लाइट-फील्ड फोटोग्राफी पारंपरिक फोटोग्राफी से बहुत अलग है। यह आपको एक त्रि-आयामी छवि कैप्चर करने और यह चुनने की अनुमति देता है कि तथ्य के बाद फोकस कहां होगा। एकाधिक सेंसर का उपयोग करके, आने वाली रोशनी और प्रकाश किरणों की दिशा दोनों को कैप्चर किया जा सकता है।

लाइट फील्ड फोटोग्राफी कैसे काम करती है?

जैसा कि उल्लेख किया गया है, एक लाइट फील्ड कैमरा कैमरे के सामने प्रकाश क्षेत्र के बारे में सभी जानकारी कैप्चर करता है। इस जानकारी में प्रकाश की तीव्रता, रंग और दिशा शामिल है। इस वजह से, गणितीय रूप से यह निर्धारित करना संभव है कि सेंसर तक पहुंचने से पहले प्रकाश की प्रत्येक किरण कहाँ से निकलती है। इसका मतलब है कि दृश्य के त्रि-आयामी मॉडल का निर्माण किया जा सकता है।

उदाहरण के लिए, प्रकाश क्षेत्र पर कब्जा करने के लिए कई तकनीकें हैं:

• कई कोणों से एक दृश्य के बारे में जानकारी कैप्चर करने के लिए एकल कैमरे का उपयोग करना। यह विधि कई छवियों का चयन करती है।
• एकाधिक-कैमरा सरणियाँ। इनमें आमतौर पर दर्जनों सेंसर एक विस्तृत सरणी में होते हैं जो प्रत्येक दृश्य के बारे में जानकारी को थोड़े अलग कोण से कैप्चर करते हैं। यह विधि एक साथ कई चित्र भी बनाती है।
• माइक्रोलेंस सरणियाँ। एकल डिजिटल कैमरा सेंसर के सामने सैकड़ों माइक्रोलेंस की एक सरणी होने से प्रकाश क्षेत्र की जानकारी कैप्चर की जा सकती है। यह एक ऐसी छवि बनाता है जो सैकड़ों उप-छवियों से बनी होती है।

प्रत्येक छवि या उप-छवि अंतरिक्ष में थोड़े अलग स्थानों पर उत्पन्न होने वाली प्रकाश किरणों को कैप्चर करके भिन्न होती है। चूंकि प्रत्येक पिक्सेल थोड़ा अलग दृश्य दिखाएगा, इसलिए प्रकाश किरण के कोण के बारे में जानकारी दर्ज की जाती है। यह कैमरे से प्रत्येक वस्तु की दूरी और दृश्य में स्थिति की गणना करना संभव बनाता है और अंततः दृश्य का एक 3D मॉडल विकसित करता है।

लाइट फील्ड फोटोग्राफी के अनुप्रयोग

प्रकाश क्षेत्र की फोटोग्राफी के लिए विभिन्न उपयोग हैं जो अविश्वसनीय रूप से उपयोगी हो सकते हैं। चूंकि किसी दृश्य के प्रकाश क्षेत्र के बारे में सभी जानकारी दर्ज की जाती है, इसलिए प्रकाश क्षेत्र की छवियों को कई तरीकों से संसाधित करना संभव है जो सामान्य फोटोग्राफी में संभव नहीं हैं।

कस्टम फोकल प्वाइंट

प्रकाश क्षेत्र फोटोग्राफी की सबसे प्रसिद्ध विशेषता छवि लेने के बाद फोकस बिंदु को बदलने में सक्षम है। ऐसा इसलिए है क्योंकि कैमरे द्वारा कैप्चर की गई जानकारी में हर दूरी पर फोकस शामिल होता है कि परिष्कृत सॉफ़्टवेयर के साथ केंद्र बिंदु बनने के लिए किसी भी दूरी को चुनना संभव है दृश्य

क्षेत्र की चर गहराई

इसी तरह, ध्यान केंद्रित करने के लिए, दर्ज की गई जानकारी की प्रकृति के कारण, "सिंथेटिक एपर्चर" के साथ छवियों को संसाधित करना संभव है। एपर्चर एक लेंस में उद्घाटन का व्यास है और क्षेत्र की गहराई निर्धारित करता है एक छवि में (अग्रभूमि और पृष्ठभूमि कितने फोकस से बाहर हैं)।

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चूंकि प्रकाश क्षेत्र की छवि में हर संभव फोकस दूरी पर जानकारी शामिल होती है, इसलिए यह संभव है ऐसी छवियां बनाएं जिनमें क्षेत्र की सबसे छोटी संभव गहराई हो (केवल एक बहुत छोटा खंड फोकस में है)। क्षेत्र की अनंत गहराई के साथ एक छवि बनाना भी संभव है जहां छवि में सब कुछ फोकस में है।

लंबन प्रभाव

प्रकाश क्षेत्र को कैप्चर करने के तरीके के आधार पर, दृश्य के थोड़ा भिन्न दृश्य कोण बनाना संभव है। यह छवि लेने के लिए प्रयुक्त प्रणाली के व्यास या चौड़ाई पर निर्भर करता है। लेंस सिस्टम जितना चौड़ा होता है, उतने ही बड़े कोणों से रोशनी ली जाती है।

एक बार छवि लेने के बाद, छवि के परिप्रेक्ष्य को थोड़ी मात्रा में बदलना संभव है जैसे कि आप वास्तविक दृश्य में अपना सिर घुमा रहे थे। इसे लंबन प्रभाव के रूप में जाना जाता है। लंबन प्रभाव का उपयोग करके, एक 3D छवि का पुनर्निर्माण करना भी संभव है।

दूरियों की गणना करें

प्रकाश क्षेत्र फोटोग्राफी प्रणाली की संवेदनशीलता के आधार पर, और इसके ऑप्टिकल गुण कितने प्रसिद्ध हैं, एक दृश्य में लेंस से वस्तुओं की दूरी की गणना करना संभव है। इसका एक प्रमुख अनुप्रयोग माइक्रोस्कोपी में होगा जहां सिंथेटिक या जैविक नमूनों के आकार को सटीक रूप से मापने के लिए उपयोगी है।

प्रकाश की स्थिति बदलें

चूंकि दृश्य की गहराई के बारे में बहुत सारी जानकारी प्रकाश क्षेत्र की फोटोग्राफी में दर्ज की जाती है, इसलिए पोस्ट-प्रोसेसिंग सॉफ़्टवेयर के साथ एक दृश्य में प्रकाश व्यवस्था को सटीक रूप से पुनर्निर्माण करना संभव है। चूंकि सॉफ्टवेयर एक छवि में सभी वस्तुओं की सापेक्ष स्थिति जानता है, इसलिए यह निश्चित रूप से गणना कर सकता है कि छाया कहां गिरेगी।

आभासी वास्तविकता

लाइट फील्ड फोटोग्राफी मई फिल्म निर्माण और वीआर हमेशा के लिए बदलें. ऐसा इसलिए है क्योंकि वास्तविक जीवन VR बनाने के लिए लाइट फील्ड फोटोग्राफी का उपयोग किया जा सकता है। Google ने इस पर उदाहरण विकसित किए हैं जिन्हें इस पर देखा जा सकता है भाप.

16 GoPros के रोटेटिंग कैमरा एरे का उपयोग करते हुए, उन्होंने हजारों इमेज कैप्चर कीं, जो 3D स्पेस में सभी लाइट फील्ड की जानकारी रिकॉर्ड करती हैं। वे तब त्रि-आयामी, छह-डिग्री-स्वतंत्रता, आभासी वास्तविकता अनुभव बनाने में सक्षम थे।

क्या लाइट फील्ड कैमरे फोटोग्राफी का भविष्य हैं?

2012 में, पहला उपभोक्ता बाजार प्रकाश क्षेत्र कैमरा था कंपनी Lytro द्वारा जारी किया गया. इस कैमरे में एफ/2 के निरंतर एपर्चर के साथ एक मेगापिक्सेल रिज़ॉल्यूशन था और $ 400 और $ 500 के बीच बेचा गया था। तब से, बहुत कम उपभोक्ता-लक्षित लाइट फील्ड कैमरे बाजार में आए हैं।

रिज़ॉल्यूशन और इमेज क्वालिटी की कमी का मतलब था कि लाइट फील्ड कैमरे उपभोक्ता बाजार में डीएसएलआर की तरह नहीं चल पाए। वास्तव में, प्रकाश क्षेत्र प्रौद्योगिकी के कई उपयोग विकास में हैं।

लेकिन, एक कारण है कि Google (और अब Apple) इस तकनीक में निवेश कर रहा है, और VR के लिए 3D उपयोगकर्ता अनुभव बनाने में इसका उपयोग सिर्फ एक उदाहरण है!

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