2024年4月30日发(作者：戊慧俊)

5维全光学理论

光场理论

以上是对光场的通俗的解释，光场也有严格的理论，称为5维全光学理论，

光线是从三维空间中的任意一点发出的，三维空间任意点可以用（X，Y，Z）三

个参数表示，光线是从这个点上发出的一条射线，射线在空间中的方向可以用

（θ，φ）两个参数表示，那么表示空间中的光线的公式是L=F（X，Y，Z，θ，

φ）成为5维全光函数。

图1五维全光学理论示意图

光线还有波长（颜色），强度（亮度），偏振等等，有很多维度，我们说的

5D是光源的位置和光线的方向。没有记录颜色和亮度等等。普通的照片就是只

记录颜色亮度，光源位置的x,y，不记录z和光线方向θ，φ。如果记录光线位置

x,y和光线方向θ，φ，颜色和亮度，但不记录光源的距离，就是4D光场相机。

4D光场也可以两个平面坐标来表示，L=F（U，V，S，T）其中，U，V和

S，T分别是两个互相平行的平面上的点，这是4D光场比较常见的表示方法。

图2四维全光学理论示意图

Lytro广场相机原理

Lytro主要命令是在图像传感器上贴了一张微凸透镜膜，里面是蜂窝状微透

镜，数量大概十万，光线从不同方向进入微透镜时，经过折射会映射到微透镜后

面不同的像素上，就是说微透镜完成了将光线方向转换成屏幕位置的功能，然后

用微透镜后面图像传感器记录下来

图3Lytro基本原理示意图

2024年4月30日发(作者：戊慧俊)

5维全光学理论

光场理论

以上是对光场的通俗的解释，光场也有严格的理论，称为5维全光学理论，

光线是从三维空间中的任意一点发出的，三维空间任意点可以用（X，Y，Z）三

个参数表示，光线是从这个点上发出的一条射线，射线在空间中的方向可以用

（θ，φ）两个参数表示，那么表示空间中的光线的公式是L=F（X，Y，Z，θ，

φ）成为5维全光函数。

图1五维全光学理论示意图

光线还有波长（颜色），强度（亮度），偏振等等，有很多维度，我们说的

5D是光源的位置和光线的方向。没有记录颜色和亮度等等。普通的照片就是只

记录颜色亮度，光源位置的x,y，不记录z和光线方向θ，φ。如果记录光线位置

x,y和光线方向θ，φ，颜色和亮度，但不记录光源的距离，就是4D光场相机。

4D光场也可以两个平面坐标来表示，L=F（U，V，S，T）其中，U，V和

S，T分别是两个互相平行的平面上的点，这是4D光场比较常见的表示方法。

图2四维全光学理论示意图

Lytro广场相机原理

Lytro主要命令是在图像传感器上贴了一张微凸透镜膜，里面是蜂窝状微透

镜，数量大概十万，光线从不同方向进入微透镜时，经过折射会映射到微透镜后

面不同的像素上，就是说微透镜完成了将光线方向转换成屏幕位置的功能，然后

用微透镜后面图像传感器记录下来

图3Lytro基本原理示意图