Hispanopedia Wiki
Articulo de referencia

Campo de luz

Un campo de luz , o campo luminoso , es un campo físico que describe la cantidad de luz que fluye en todas las direcciones a través de cada punto en un espacio tridimensional . ...

Hispanopedia WikiContenido en espanolLectura gratuita

Un campo de luz , o campo luminoso , es un campo físico que describe la cantidad de luz que fluye en todas las direcciones a través de cada punto en un espacio tridimensional . El espacio matemático de todos los rayos de luz posibles viene dado por la función plenóptica pentadimensional (con tres coordenadas de posición y dos ángulos de dirección como argumentos), y la magnitud de cada rayo viene dada por su radiancia .

Michael Faraday fue el primero en proponer que la luz debía interpretarse como un campo, muy parecido a los campos magnéticos en los que había estado trabajando. [ 1 ] El término campo de luz fue acuñado por Andrey Gershun en un artículo clásico de 1936 sobre las propiedades radiométricas de la luz en el espacio tridimensional.

El término "campo de radiación" también puede usarse para referirse a conceptos similares o idénticos [ 2 ] . El término se usa en investigaciones modernas como campos de radiación neuronal .

Formulación

La radiancia L a lo largo de un rayo puede considerarse como la cantidad de luz que viaja a lo largo de todas las posibles líneas rectas a través de un tubo cuyo tamaño está determinado por su ángulo sólido y su área de sección transversal.

En óptica geométrica —es decir, en el régimen de luz incoherente y objetos mayores que la longitud de onda de la luz— el portador fundamental de la luz es un rayo . La medida de la cantidad de luz que viaja a lo largo de un rayo es la radiancia , denotada por L y expresada en unidades de W·sr⁻¹ · m⁻² ; es decir, vatios (W) por estereorradián (sr) por metro cuadrado (m² ) . El estereorradián es una medida de ángulo sólido , y los metros cuadrados se utilizan como medida de área de sección transversal, como se muestra a la derecha.

Parametrización de un rayo en el espacio 3D mediante la posición ( x , y , z ) y la dirección ( θ , ϕ ).

La radiación a lo largo de todos esos rayos en una región del espacio tridimensional iluminada por una disposición inmutable de luces se llama función plenóptica. [ 3 ] La función de iluminación plenóptica es una función idealizada utilizada en visión por computadora y gráficos por computadora para expresar la imagen de una escena desde cualquier posición de visualización posible en cualquier ángulo de visión en cualquier punto del tiempo. No se utiliza en la práctica computacionalmente, pero es conceptualmente útil para comprender otros conceptos en visión y gráficos. [ 4 ] Dado que los rayos en el espacio pueden ser parametrizados por tres coordenadas, x , y , y z y dos ángulos θ y ϕ , como se muestra a la izquierda, es una función pentadimensional, es decir, una función sobre una variedad pentadimensional equivalente al producto del espacio euclidiano 3D y la 2-esfera .

campo de irradiancia

La suma de los vectores de irradiancia D 1 y D 2 provenientes de dos fuentes de luz I 1 e I 2 produce un vector resultante D con la magnitud y dirección indicadas. [ 5 ]

El campo de luz en cada punto del espacio puede tratarse como una colección infinita de vectores, uno por cada dirección que incide sobre el punto, con longitudes proporcionales a sus radiancias.

La integración de estos vectores sobre cualquier conjunto de luces, o sobre toda la esfera de direcciones, produce una función vectorial del espacio 3D llamada campo de irradiancia vectorial . [ 6 ] La dirección del vector en cada punto del campo puede interpretarse como la orientación de una superficie plana colocada en ese punto para iluminarlo con la mayor intensidad. La magnitud del vector es una función escalar del espacio 3D, llamada irradiancia .

Dimensionalidad superior

El tiempo, la longitud de onda y el ángulo de polarización pueden tratarse como dimensiones adicionales, lo que da lugar a funciones de dimensiones superiores.

El campo de luz 4D

La luminosidad a lo largo de un rayo permanece constante si no hay obstáculos.

En una función plenóptica, si la región de interés contiene un objeto cóncavo (por ejemplo, una mano ahuecada), la luz que sale de un punto del objeto puede recorrer solo una corta distancia antes de que otro punto del objeto la bloquee. Ningún dispositivo práctico podría medir la función en dicha región.

Sin embargo, para ubicaciones fuera de la envoltura convexa del objeto (conceptualmente, la forma que adoptaría una lámina termoenvolvente a su alrededor), la función plenóptica se puede medir capturando múltiples imágenes. En este caso, la función contiene información redundante, porque la radiancia a lo largo de un rayo permanece constante en toda su longitud. La información redundante es exactamente unidimensional, lo que da como resultado una función tetradimensional denominada de diversas maneras campo fótico, campo de luz 4D [ 7 ] o lumígrafo [ 8 ] . Formalmente, el campo se define como la radiancia a lo largo de rayos en el espacio vacío.

El conjunto de rayos en un campo de luz puede parametrizarse de diversas maneras. La más común es la parametrización en dos planos. Si bien esta parametrización no puede representar todos los rayos, por ejemplo, los rayos paralelos a los dos planos si estos son paralelos entre sí, guarda una estrecha relación con la geometría analítica de la imagen en perspectiva. Una forma sencilla de concebir un campo de luz en dos planos es como una colección de imágenes en perspectiva del plano st (y de cualquier objeto que pueda estar situado a ambos lados o más allá de él), cada una tomada desde la posición de un observador en el plano uv . Un campo de luz parametrizado de esta manera se denomina a veces lámina de luz.

Algunas parametrizaciones alternativas del campo de luz 4D, que representa el flujo de luz a través de una región vacía del espacio tridimensional. Izquierda: puntos en un plano o superficie curva y direcciones que parten de cada punto. Centro: pares de puntos en la superficie de una esfera. Derecha: pares de puntos en dos planos en cualquier posición.

Sonido analógico

El análogo del campo de luz 4D para el sonido es el campo sonoro o campo de ondas , como en la síntesis de campos de ondas , y la parametrización correspondiente es la integral de Kirchhoff-Helmholtz , que establece que, en ausencia de obstáculos, un campo sonoro a lo largo del tiempo viene dado por la presión sobre un plano. Por lo tanto, se trata de dos dimensiones de información en cualquier instante, y a lo largo del tiempo, un campo 3D.

Esta bidimensionalidad, en comparación con la aparente tetradimensionalidad de la luz, se debe a que la luz viaja en rayos (0D en un instante, 1D a lo largo del tiempo), mientras que, según el principio de Huygens-Fresnel , un frente de onda sonora puede modelarse como ondas esféricas (2D en un instante, 3D a lo largo del tiempo): la luz se mueve en una sola dirección (2D de información), mientras que el sonido se expande en todas las direcciones. Sin embargo, la luz que viaja en medios no vacíos puede dispersarse de forma similar, y la irreversibilidad o la información perdida en la dispersión se manifiesta en la aparente pérdida de una dimensión del sistema.

Reenfoque de la imagen

Dado que el campo de luz proporciona información espacial y angular, podemos modificar la posición de los planos focales después de la exposición, lo que se conoce como reenfoque . El principio del reenfoque consiste en obtener fotografías bidimensionales convencionales a partir de un campo de luz mediante la transformada integral . Esta transformada toma como entrada un campo de luz y genera una fotografía enfocada en un plano específico.

ArroganteLF(s,t,tú,v){\displaystyle L_{F}(s,t,u,v)}representa un campo de luz 4D que registra los rayos de luz que viajan desde la posición(tú,v){\displaystyle (u,v)}en el primer plano para posicionar(s,t){\displaystyle (s,t)}en el segundo plano, dondeF{\displaystyle F}es la distancia entre dos planos, una fotografía 2D a cualquier profundidadαF{\displaystyle \alpha F}se puede obtener a partir de la siguiente transformada integral: [ 9 ]

PAGα[LF](s,t)=1α2F2∬LF(tú(1−1α)+sα,v(1−1α)+tα,tú,v) dtúdv{\displaystyle {\mathcal {P}}_{\alpha }\left[L_{F}\right](s,t)={1 \over \alpha ^{2}F^{2}}\iint L_{F}\left(u\left(1-{\frac {1}{\alpha }}\right)+{\frac {s}{\alpha }},v\left(1-{\frac {1}{\alpha }}\right)+{\frac {t}{\alpha }},u,v\right)~dudv},

o más concisamente,

PAGα[LF](s)=1α2F2∫LF(tú(1−1α)+sα,tú)dtú{\displaystyle {\mathcal {P}}_{\alpha }\left[L_{F}\right]({\boldsymbol {s}})={\frac {1}{\alpha ^{2}F^{2}}}\int L_{F}\left({\boldsymbol {u}}\left(1-{\frac {1}{\alpha }}\right)+{\frac {\boldsymbol {s}}{\alpha }},{\boldsymbol {u}}\right)d{\boldsymbol {u}}},

dóndes=(s,t){\displaystyle {\boldsymbol {s}}=(s,t)},tú=(tú,v){\displaystyle {\boldsymbol {u}}=(u,v)}, yPAGα[⋅]{\displaystyle {\mathcal {P}}_{\alpha }\left[\cdot \right]}es el operador de fotografía.

En la práctica, esta fórmula no se puede utilizar directamente porque una cámara plenóptica suele capturar muestras discretas del campo de luz.LF(s,t,tú,v){\displaystyle L_{F}(s,t,u,v)}y por lo tanto se necesita remuestreo (o interpolación) para calcularLF(tú(1−1α)+sα,tú){\textstyle L_{F}\left({\boldsymbol {u}}\left(1-{\frac {1}{\alpha }}\right)+{\frac {\boldsymbol {s}}{\alpha }},{\boldsymbol {u}}\right)}Otro problema es la alta complejidad computacional. Para calcular unnorte×norte{\displaystyle N\times N}Fotografía bidimensional de unanorte×norte×norte×norte{\displaystyle N\times N\times N\times N}Campo de luz 4-D, la complejidad de la fórmula esO(norte4){\displaystyle O(N^{4})}. [ 9 ]

fotografía de cortes de Fourier

Una forma de reducir la complejidad del cálculo es adoptar el concepto del teorema de la sección de Fourier : [ 9 ] El operador de fotografíaPAGα[⋅]{\displaystyle {\mathcal {P}}_{\alpha }\left[\cdot \right]}puede considerarse como un corte seguido de una proyección. El resultado debe ser proporcional a una sección bidimensional dilatada de la transformada de Fourier tetradimensional de un campo de luz. Más precisamente, se puede generar una imagen reenfocada a partir del espectro de Fourier tetradimensional de un campo de luz extrayendo una sección bidimensional, aplicando una transformada bidimensional inversa y escalando. La complejidad asintótica del algoritmo esO(norte2registro⁡norte){\displaystyle O(N^{2}\operatorname {log} N)}.

Transformación de pila focal discreta

Otra forma de calcular eficientemente fotografías 2D es adoptar la transformada discreta de apilamiento focal (DFST). [ 10 ] La DFST está diseñada para generar una colección de fotografías 2D reenfoqueadas, o lo que se denomina apilamiento focal . Este método puede implementarse mediante la transformada fraccional rápida de Fourier (FrFT).

El operador de fotografía discretoPAGα[⋅]{\displaystyle {\mathcal {P}}_{\alpha }\left[\cdot \right]}se define de la siguiente manera para un campo de luzLF(s,tú){\displaystyle L_{F}({\boldsymbol {s}},{\boldsymbol {u}})}muestreado en una cuadrícula 4Ds=Δss~,{\displaystyle {\boldsymbol {s}}=\Delta s{\tilde {\boldsymbol {s}}},}s~=−nortes,...,nortes{\displaystyle {\tilde {\boldsymbol {s}}}=-{\boldsymbol {n}}_{\boldsymbol {s}},...,{\boldsymbol {n}}_{\boldsymbol {s}}},tú=Δtútú~,tú~=−nortetú,...,nortetú{\displaystyle {\boldsymbol {u}}=\Delta u{\tilde {\boldsymbol {u}}},{\tilde {\boldsymbol {u}}}=-{\boldsymbol {n}}_{\boldsymbol {u}},...,{\boldsymbol {n}}_{\boldsymbol {u}}}:

PAGq[L](s)=∑tú~=−nortetúnortetúL(túq+s,tú)Δtú,Δtú=ΔtúΔv,q=(1−1α){\displaystyle {\mathcal {P}}_{q}[L]({\boldsymbol {s}})=\sum _{{\tilde {\boldsymbol {u}}}=-{\boldsymbol {n}}_{\boldsymbol {u}}}^{{\boldsymbol {n}}_{\boldsymbol {u}}}L({\boldsymbol {u}}q+{\boldsymbol {s}},{\boldsymbol {u}})\Delta {\boldsymbol {u}},\quad \Delta {\boldsymbol {u}}=\Delta u\Delta v,\quad q=\left(1-{\frac {1}{\alpha }}\right)}

Porque(túq+s,tú){\displaystyle ({\boldsymbol {u}}q+{\boldsymbol {s}},{\boldsymbol {u}})}Por lo general, no se encuentra en la cuadrícula 4D, por lo que DFST adopta la interpolación trigonométrica para calcular los valores que no están en la cuadrícula.

El algoritmo consta de los siguientes pasos:

  • Muestrear el campo de luzLF(s,tú){\displaystyle L_{F}({\boldsymbol {s}},{\boldsymbol {u}})}con el período de muestreoΔs{\displaystyle \Delta s}yΔtú{\displaystyle \Delta u}y obtener el campo de luz discretizadoLFd(s,tú){\displaystyle L_{F}^{d}({\boldsymbol {s}},{\boldsymbol {u}})}.
  • AlmohadillaLFd(s,tú){\displaystyle L_{F}^{d}({\boldsymbol {s}},{\boldsymbol {u}})}con ceros tales que la longitud de la señal sea suficiente para FrFT sin aliasing.
  • Por cadatú{\displaystyle {\boldsymbol {u}}}, calcular la transformada discreta de Fourier deLFd(s,tú){\displaystyle L_{F}^{d}({\boldsymbol {s}},{\boldsymbol {u}})}y obtener el resultadoR1{\displaystyle R1}.
  • Para cada distancia focalαF{\displaystyle \alpha F}, calcular la transformada fraccional de Fourier deR1{\displaystyle R1}donde el orden de la transformación depende deα{\displaystyle \alpha }y obtener el resultadoR2{\displaystyle R2}.
  • Calcular la transformada discreta de Fourier inversa deR2{\displaystyle R2}.
  • Elimine los píxeles marginales deR2{\displaystyle R2}para que cada fotografía 2D tenga el tamaño(2nortes+1){\displaystyle (2{n}_{\boldsymbol {s}}+1)}por(2nortes+1){\displaystyle (2{n}_{\boldsymbol {s}}+1)}

Métodos para crear campos de luz

En gráficos por computadora, los campos de luz se producen típicamente mediante la renderización de un modelo 3D o fotografiando una escena real. En ambos casos, para producir un campo de luz, se deben obtener vistas desde una gran cantidad de puntos de vista. Dependiendo de la parametrización, esta colección generalmente abarca una porción de una línea, círculo, plano, esfera u otra forma, aunque también son posibles colecciones no estructuradas. [ 11 ]

Los dispositivos para capturar campos de luz fotográficamente pueden incluir una cámara de mano móvil o una cámara controlada robóticamente, [ 12 ] un arco de cámaras (como en el efecto de tiempo bala utilizado en Matrix ), una matriz densa de cámaras, [ 13 ] cámaras de mano , [ 14 ] [ 15 ] microscopios, [ 16 ] u otro sistema óptico. [ 17 ]

El número de imágenes en un campo de luz depende de la aplicación. Una captura de campo de luz de la estatua de la Noche de Miguel Ángel [ 18 ] contiene 24 000 imágenes de 1,3 megapíxeles, lo que se considera una cantidad considerable en 2022. Para que la renderización de campo de luz capture completamente un objeto opaco, se deben tomar imágenes de al menos la parte frontal y posterior. Menos evidente es que, para un objeto que se encuentra a ambos lados del plano st , se deben tomar imágenes con un espaciado fino en el plano uv (en la parametrización de dos planos mostrada anteriormente).

El número y la disposición de las imágenes en un campo de luz, y la resolución de cada imagen, se denominan conjuntamente "muestreo" del campo de luz 4D. [ 19 ] También son de interés los efectos de la oclusión, [ 20 ] la iluminación y la reflexión. [ 21 ]

Aplicaciones

Una fuente de luz orientada hacia abajo (FF') induce un campo de luz cuyos vectores de irradiancia se curvan hacia afuera. Utilizando cálculo, Gershun pudo calcular la irradiancia que incide sobre los puntos (P 1 , P 2 ) de una superficie. [ 22 ] )

Ingeniería de iluminación

La razón de Gershun para estudiar el campo de luz fue derivar (en forma cerrada) patrones de iluminación que se observarían en superficies debido a fuentes de luz de diversas formas posicionadas sobre estas superficies. [ 23 ] La rama de la óptica dedicada a la ingeniería de iluminación es la óptica no formadora de imágenes . [ 24 ] Utiliza ampliamente el concepto de líneas de flujo (líneas de flujo de Gershun) y flujo vectorial (vector de luz de Gershun). Sin embargo, el campo de luz (en este caso las posiciones y direcciones que definen los rayos de luz) se describe comúnmente en términos de espacio de fase y óptica hamiltoniana .

Renderizado de campo de luz

La extracción de cortes 2D apropiados del campo de luz 4D de una escena permite nuevas vistas de la misma. [ 25 ] Dependiendo de la parametrización del campo de luz y los cortes, estas vistas pueden ser perspectiva , ortográfica , de rendija cruzada, [ 26 ] cámaras lineales generales, [ 27 ] multiperspectiva, [ 28 ] u otro tipo de proyección. La renderización de campo de luz es una forma de renderización basada en imágenes .

Fotografía de apertura sintética

Integrar un subconjunto 4D apropiado de las muestras en un campo de luz puede aproximar la vista que capturaría una cámara con una apertura finita (es decir, no estenopeica ). Dicha vista tiene una profundidad de campo finita . Al deformar o distorsionar el campo de luz antes de realizar esta integración, se puede enfocar en diferentes planos frontoparalelos [ 29 ] u oblicuos [ 30 ] . Las imágenes capturadas por cámaras digitales que capturan el campo de luz [ 14 ] pueden volver a enfocarse.

Pantalla 3D

Presentar un campo de luz mediante tecnología que asigna cada muestra al rayo correspondiente en el espacio físico produce un efecto visual autoestereoscópico similar a la visión de la escena original. Las tecnologías no digitales para lograr esto incluyen la fotografía integral , los panoramagramas de paralaje y la holografía ; las tecnologías digitales incluyen colocar una matriz de microlentes sobre una pantalla de alta resolución o proyectar las imágenes sobre una matriz de microlentes mediante una matriz de proyectores de vídeo. Una matriz de cámaras de vídeo puede capturar y mostrar un campo de luz variable en el tiempo. Esto constituye esencialmente un sistema de televisión 3D . [ 31 ] Los enfoques modernos para la visualización de campos de luz exploran el codiseño de elementos ópticos y el cálculo compresivo para lograr resoluciones más altas, mayor contraste, campos de visión más amplios y otros beneficios. [ 32 ]

Imágenes cerebrales

La actividad neuronal se puede registrar ópticamente mediante la codificación genética de neuronas con marcadores fluorescentes reversibles como GCaMP , que indican la presencia de iones de calcio en tiempo real. Dado que la microscopía de campo de luz captura información volumétrica completa en un solo fotograma, es posible monitorizar la actividad neuronal en neuronas individuales distribuidas aleatoriamente en un gran volumen a la velocidad de fotogramas del vídeo. [ 33 ] La medición cuantitativa de la actividad neuronal se puede realizar a pesar de las aberraciones ópticas en el tejido cerebral y sin reconstruir una imagen volumétrica, [ 34 ] y se puede utilizar para monitorizar la actividad en miles de neuronas. [ 35 ]

Reconstrucción generalizada de escenas (GSR)

Este es un método para crear y/o refinar un modelo de escena que representa un campo de luz generalizado y un campo de materia reiluminizable. [ 36 ] Los datos utilizados en la reconstrucción incluyen imágenes, vídeo, modelos de objetos y/o modelos de escena. El campo de luz generalizado representa la luz que fluye en la escena. El campo de materia reiluminizable representa las propiedades de interacción de la luz y la emisividad de la materia que ocupa la escena. Las estructuras de datos de escena se pueden implementar utilizando redes neuronales, [ 37 ] [ 38 ] [ 39 ] y estructuras basadas en la física, [ 40 ] [ 41 ] entre otras. [ 36 ] Los campos de luz y materia están al menos parcialmente desenredados. [ 36 ] [ 42 ]

Estereogramas holográficos

La generación de imágenes y la predistorsión de imágenes sintéticas para estereogramas holográficos es uno de los primeros ejemplos de campos de luz calculados. [ 43 ]

Reducción del deslumbramiento

El deslumbramiento surge debido a la dispersión múltiple de la luz dentro del cuerpo de la cámara y la óptica del objetivo, lo que reduce el contraste de la imagen. Si bien el deslumbramiento se ha analizado en el espacio de imagen 2D, [ 44 ] es útil identificarlo como un fenómeno en el espacio de rayos 4D. [ 45 ] El análisis estadístico del espacio de rayos dentro de una cámara permite clasificar y eliminar los artefactos de deslumbramiento. En el espacio de rayos, el deslumbramiento se comporta como ruido de alta frecuencia y puede reducirse mediante el rechazo de valores atípicos. Dicho análisis puede realizarse capturando el campo de luz dentro de la cámara, pero esto resulta en una pérdida de resolución espacial. El muestreo de rayos uniforme y no uniforme puede utilizarse para reducir el deslumbramiento sin comprometer significativamente la resolución de la imagen . [ 45 ]

Véase también

Notas

  1. ↑ Faraday, Michael (30 de abril de 2009). «LIV. Reflexiones sobre las vibraciones de los rayos» . Philosophical Magazine . Serie 3. 28 (188): 345–350 . doi : 10.1080/14786444608645431 . Archivado del original el 18 de febrero de 2013.
  2. ↑ Mildenhall, Ben; Srinivasan, Pratul P; Tancik, Matthew; Barron, Jonathan T; Ramamoorthi, Ravi; Ng, Ren (2021-12-17). "NeRF: Representación de escenas como campos de radiación neuronal para la síntesis de vistas" . Communications of the ACM . 65 (1): 99– 106. doi : 10.1145/3503250 .
  3. ↑ Adelson 1991
  4. ↑ Wong 2002
  5. ↑ Gershun, fig. 17
  6. ↑ Arvo, 1994
  7. ↑ Levoy 1996
  8. ↑ Gortler 1996
  9. 1 2 3 Ng, Ren (2005). "Fotografía de cortes de Fourier" . Artículos de ACM SIGGRAPH 2005. Nueva York, Nueva York, EE. UU.: ACM Press. págs. 735–744 . doi : 10.1145/1186822.1073256 . ISBN  978-1-4503-7825-3. S2CID 1806641 . 
  10. ↑ Nava, F. Pérez; Marichal-Hernández, JG; Rodríguez-Ramos, JM (agosto de 2008). "La transformación de pila focal discreta" . 2008 16ª Conferencia europea sobre procesamiento de señales : 1– 5.
  11. ↑ Buehler 2001
  12. ↑ Levoy 2002
  13. ^ Kanada 1998; Yang 2002; Wilburn 2005
  14. 1 2 Ng 2005
  15. ↑ Georgiev, 2006; Marwah 2013
  16. ↑ Levoy 2006
  17. ↑ Bolles 1987
  18. ↑ "Un campo de luz de la estatua de la Noche de Miguel Ángel" . accademia.stanford.edu . Consultado el 8 de febrero de 2022 .
  19. ↑ Chai (2000)
  20. ↑ Durand (2005)
  21. ↑ Ramamoorthi (2006)
  22. ↑ Gershun, fig. 24
  23. ↑ Ashdown 1993
  24. ↑ Chaves 2015; Winston 2005
  25. ↑ Levoy 1996; Gortler 1996
  26. ↑ Zomet 2003
  27. ↑ Yu y McMillan 2004
  28. ↑ Rademacher 1998
  29. ↑ Isaksen 2000
  30. ↑ Vaish 2005
  31. ↑ Javidi 2002; Matusik 2004
  32. ↑ Wetzstein 2012, 2011; Lanman 2011, 2010
  33. ^ Grosenick, 2009, 2017; Pérez, 2015
  34. ↑ Pegard, 2016
  35. ↑ Grosenick, 2017
  36. 1 2 3 Leffingwell, 2018
  37. ↑ Mildenhall, 2020
  38. ↑ Rudnev, Viktor; Elgharib, Mohamed; Smith, William; Liu, Lingjie; Golyanik, Vladislav; Theobalt, Christian (21 de julio de 2022). "NeRF para la reiluminación de escenas exteriores". Conferencia Europea sobre Visión por Computadora (ECCV) 2022 : 1–22 . arXiv : 2112.05140 .
  39. ↑ Srinivasan, Pratual; Deng, Boyang; Zhang, Xiuming; Tancik, Matthew; Mildenhall, Ben; Barron, Jonathan (7 de diciembre de 2020). "NeRV: Campos de reflectancia y visibilidad neuronales para reiluminación y síntesis de vistas". CVPR : 1–12 . arXiv : 2012.03927 .
  40. ↑ Yu y Fridovich-Keil, 2021
  41. ↑ Kerbl, Bernhard; Kopanas, Georgios; Leimkühler, Thomas; Drettakis, George (2023-08-08). "3D Gaussian Splatting for Real-Time Radiance Field Rendering". arXiv : 2308.04079 [ cs.GR ].
  42. ↑ Zhang, Jingyang; Yao, Yao; Li, Shiwei; Liu, Jingbo; Fang, Tian; McKinnon, David; Tsin, Yanghai; Quan, Long (30 de marzo de 2023). "NeILF++: Campos de luz interreflectables para la estimación de geometría y materiales". pp. 1–5 . arXiv : 2303.17147 [ cs.CV ]. 
  43. ↑ Halle 1991, 1994
  44. ↑ Talvala 2007
  45. 1 2 Raskar 2008

Referencias

Teoría

  • Adelson, EH, Bergen, JR (1991). "La función plenóptica y los elementos de la visión temprana" , en Computation Models of Visual Processing , M. Landy y JA Movshon, eds., MIT Press , Cambridge, 1991, pp.  3–20.
  • Arvo, J. (1994). "El jacobiano de irradiancia para fuentes poliédricas parcialmente ocluidas" , Proc. ACM SIGGRAPH , ACM Press, pp.  335–342.
  • Bolles, RC, Baker, HH, Marimont, DH (1987). "Análisis de imágenes en el plano epipolar: un enfoque para determinar la estructura a partir del movimiento" , International Journal of Computer Vision , vol. 1, n.º 1, 1987, Kluwer Academic Publishers, págs. 7-55.
  • Faraday, M., "Pensamientos sobre las vibraciones de los rayos" Archivado el 18 de febrero de 2013 en Wayback Machine , Philosophical Magazine , S.3, Vol XXVIII, N188, mayo de 1846.
  • Gershun, A. (1936). "El campo de luz", Moscú, 1936. Traducido por P. Moon y G. Timoshenko en Journal of Mathematics and Physics , Vol. XVIII, MIT, 1939, pp.  51–151.
  • Gortler, SJ, Grzeszczuk, R., Szeliski, R., Cohen, M. (1996). "The Lumigraph" , Proc. ACM SIGGRAPH , ACM Press, pp.  43–54.
  • Levoy, M., Hanrahan, P. (1996). "Light Field Rendering" , Proc. ACM SIGGRAPH , ACM Press, pp.  31–42.
  • Moon, P., Spencer, DE (1981). El campo fótico , MIT Press.
  • Wong, TT, Fu, CW, Heng, PA, Leung CS (2002). "La función de iluminación plenóptica" , IEEE Trans. Multimedia , vol. 4, n.º 3, págs.  361–371.

Análisis

  • G. Wetzstein, I. Ihrke, W. Heidrich (2013) "Sobre multiplexación plenóptica y reconstrucción" , International Journal of Computer Vision (IJCV) , Volumen 101, Número 2, págs.  384–400.
  • Ramamoorthi, R., Mahajan, D., Belhumeur, P. (2006). "Un análisis de primer orden de la iluminación, el sombreado y las sombras" , ACM TOG .
  • Zwicker, M., Matusik, W., Durand, F., Pfister, H. (2006). "Antialiasing para pantallas 3D automultiscópicas" Archivado el 18 de octubre de 2016 en Wayback Machine , Simposio Eurographics sobre renderizado, 2006 .
  • Ng, R. (2005). "Fotografía de corte de Fourier" , Proc. ACM SIGGRAPH , ACM Press, pp.  735–744.
  • Durand, F., Holzschuch, N., Soler, C., Chan, E., Sillion, FX (2005). "Análisis de frecuencia del transporte de luz" , Proc. ACM SIGGRAPH , ACM Press, pp.  1115–1126.
  • Chai, J.-X., Tong, X., Chan, S.-C., Shum, H. (2000). "Muestreo plenóptico" , Proc. ACM SIGGRAPH , ACM Press, pp.  307–318.
  • Halle, M. (1994) "Estereogramas holográficos como sistemas de imágenes discretas" , en SPIE Proc. Vol. #2176: Holografía práctica VIII , SA Benton, ed., pp. 73–84. 
  • Yu, J., McMillan, L. (2004). "Cámaras lineales generales" , Proc. ECCV 2004 , Lecture Notes in Computer Science , pp.  14–27.

Cámaras

  • Marwah, K., Wetzstein, G., Bando, Y., Raskar, R. (2013). "Fotografía de campo de luz compresiva usando diccionarios sobrecompletos y proyecciones optimizadas" Archivado el 28-11-2021 en Wayback Machine , ACM Transactions on Graphics (SIGGRAPH) .
  • Liang, CK, Lin, TH, Wong, BY, Liu, C., Chen, HH (2008). "Fotografía de apertura programable: adquisición de campo de luz multiplexada" , Proc. ACM SIGGRAPH .
  • Veeraraghavan, A., Raskar, R., Agrawal, A., Mohan, A., Tumblin, J. (2007). "Fotografía moteada: cámaras mejoradas con máscara para campos de luz heterodinos y reenfoque de apertura codificada" , Proc. ACM SIGGRAPH .
  • Georgiev, T., Zheng, C., Nayar, S., Curless, B., Salesin, D., Intwala, C. (2006). "Compromisos de resolución espacio-angular en fotografía integral" , Proc. EGSR 2006 .
  • Kanade, T., Saito, H., Vedula, S. (1998). "The 3D Room: Digitalizing Time-Varying 3D Events by Synchronized Multiple Video Streams" , Informe técnico CMU-RI-TR-98-34, diciembre de 1998.
  • Levoy, M. (2002). Pórtico esférico de Stanford .
  • Levoy, M., Ng, R., Adams, A., Footer, M., Horowitz, M. (2006). "Microscopía de campo de luz" , ACM Transactions on Graphics (Proc. SIGGRAPH), Vol. 25, No. 3.
  • Ng, R., Levoy, M., Brédif, M., Duval, G., Horowitz, M., Hanrahan, P. (2005). "Fotografía de campo de luz con una cámara plenóptica de mano" , Informe técnico de Stanford CTSR 2005–02, abril de 2005.
  • Wilburn, B., Joshi, N., Vaish, V., Talvala, E., Antunez, E., Barth, A., Adams, A., Levoy, M., Horowitz, M. (2005). "High Performance Imaging Using Large Camera Arrays" , ACM Transactions on Graphics (Proc. SIGGRAPH), Vol. 24, No. 3, pp.  765–776.
  • Yang, JC, Everett, M., Buehler, C., McMillan, L. (2002). "Una cámara de campo de luz distribuida en tiempo real" , Actas del Taller de Renderizado Eurographics 2002 .
  • "La cámara CAFADIS"

Pantallas

  • Wetzstein, G., Lanman, D., Hirsch, M., Raskar, R. (2012). "Pantallas tensoriales: Visualización de campo de luz compresiva mediante pantallas multicapa con retroiluminación direccional" , ACM Transactions on Graphics (SIGGRAPH)
  • Wetzstein, G., Lanman, D., Heidrich, W., Raskar, R. (2011). "3D por capas: Síntesis de imágenes tomográficas para campos de luz basados ​​en atenuación y pantallas de alto rango dinámico" , ACM Transactions on Graphics (SIGGRAPH)
  • Lanman, D., Wetzstein, G., Hirsch, M., Heidrich, W., Raskar, R. (2011). "Polarization Fields: Dynamic Light Field Display using Multi-Layer LCDs" Archivado el 19 de febrero de 2015 en Wayback Machine , ACM Transactions on Graphics (SIGGRAPH Asia)
  • Lanman, D., Hirsch, M., Kim, Y., Raskar, R. (2010). "HR3D: Visualización 3D sin gafas mediante LCD de doble capa. Visualización 3D de alto rango mediante barreras de paralaje adaptativas al contenido". Archivado el 21 de junio de 2013 en Wayback Machine , ACM Transactions on Graphics (SIGGRAPH Asia).
  • Matusik, W., Pfister, H. (2004). "Televisión 3D: un sistema escalable para la adquisición, transmisión y visualización autoestereoscópica en tiempo real de escenas dinámicas" , Proc. ACM SIGGRAPH , ACM Press.
  • Javidi, B., Okano, F., eds. (2002). Tecnologías de televisión, vídeo y visualización tridimensionales , Springer-Verlag.
  • Klug, M., Burnett, T., Fancello, A., Heath, A., Gardner, K., O'Connell, S., Newswanger, C. (2013). "Un sistema de visualización de campo de luz escalable, colaborativo e interactivo" , Resumen de ponencias técnicas del simposio SID
  • Fattal, D., Peng, Z., Tran, T., Vo, S., Fiorentino, M., Brug, J., Beausoleil, R. (2013). "Una retroiluminación multidireccional para una pantalla tridimensional de gran angular sin gafas" , Nature 495, 348–351

Archivo

  • "El archivo de campos de luz de Stanford"
  • "Repositorio de Campos de Luz UCSD/MERL"
  • "El punto de referencia del campo de luz HCI"
  • "Archivo de Campo de Luz Sintética" Archivado el 26/11/2012 en Wayback Machine.

Aplicaciones

  • Grosenick, L., Anderson, T., Smith SJ (2009) "Selección elástica de fuentes para imágenes in vivo de conjuntos neuronales". De lo nano a lo macro, 6.º Simposio Internacional IEEE sobre Imágenes Biomédicas. (2009) 1263–1266.
  • Grosenick, L., Broxton, M., Kim, CK, Liston, C., Poole, B., Yang, S., Andalman, A., Scharff, E., Cohen, N., Yizhar, O., Ramakrishnan, C., Ganguli, S., Suppes, P., Levoy, M., Deisseroth, K. (2017) "Identificación de la dinámica de la actividad celular en grandes volúmenes de tejido en el cerebro de mamíferos" bioRxiv 132688; doi: Identificación de la dinámica de la actividad celular en grandes volúmenes de tejido en el cerebro de mamíferos .
  • Heide, F., Wetzstein, G., Raskar, R., Heidrich, W. (2013) "Síntesis adaptativa de imágenes para pantallas compresivas" , ACM Transactions on Graphics (SIGGRAPH)
  • Wetzstein, G., Raskar, R., Heidrich, W. (2011) "Fotografía Schlieren portátil con sondas de campo de luz" , Conferencia Internacional IEEE sobre Fotografía Computacional (ICCP)
  • Pérez, F., Marichal, JG, Rodríguez, JM (2008). "La transformada discreta de apilamiento focal" , Proc. EUSIPCO
  • Raskar, R., Agrawal, A., Wilson, C., Veeraraghavan, A. (2008). "Fotografía con conciencia del deslumbramiento: muestreo de rayos 4D para reducir los efectos del deslumbramiento de las lentes de las cámaras" , Proc. ACM SIGGRAPH.
  • Talvala, EV., Adams, A., Horowitz, M., Levoy, M. (2007). "Veiling Glare in High Dynamic Range Imaging" , Proc. ACM SIGGRAPH.
  • Halle, M., Benton, S., Klug, M., Underkoffler, J. (1991). "El UltraGram: un estereograma holográfico generalizado" , SPIE Vol. 1461, Holografía práctica V , SA Benton, ed., pp. 142–155. 
  • Zomet, A., Feldman, D., Peleg, S., Weinshall, D. (2003). "Mosaicing New Views: The Crossed-Slits Projection" , IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence (PAMI) , vol. 25, n.º 6, junio de 2003, págs.  741-754.
  • Vaish, V., Garg, G., Talvala, E., Antunez, E., Wilburn, B., Horowitz, M., Levoy, M. (2005). "Enfoque de apertura sintética mediante una factorización de deformación por cizallamiento de la transformación de visualización" , Actas del Taller sobre imágenes 3D avanzadas para seguridad y protección , en conjunto con CVPR 2005.
  • Bedard, N., Shope, T., Hoberman, A., Haralam, MA, Shaikh, N., Kovačević, J., Balram, N., Tošić, I. (2016). "Diseño de otoscopio de campo de luz para imágenes 3D in vivo del oído medio" . Biomedical optics express , 8 (1), pp.  260–272.
  • Karygianni, S., Martinello, M., Spinoulas, L., Frossard, P., Tosic, I. (2018). " Registro automatizado del tímpano a partir de datos de campo de luz ". Conferencia Internacional IEEE sobre Procesamiento de Imágenes (ICIP).
  • Rademacher, P., Bishop, G. (1998). "Imágenes de múltiples centros de proyección" , Proc. ACM SIGGRAPH , ACM Press.
  • Isaksen, A., McMillan, L., Gortler, SJ (2000). "Campos de luz reparametrizados dinámicamente" , Proc. ACM SIGGRAPH , ACM Press, pp.  297–306.
  • Buehler, C., Bosse, M., McMillan, L., Gortler, S., Cohen, M. (2001). "Renderizado Lumigraph no estructurado" , Proc. ACM SIGGRAPH , ACM Press.
  • Ashdown, I. (1993). "Fotometría de campo cercano: un nuevo enfoque" , Journal of the Illuminating Engineering Society , vol. 22, n.º 1, invierno de 1993, págs.  163-180.
  • Chaves, J. (2015) "Introducción a la óptica no formadora de imágenes, segunda edición" , CRC Press
  • Winston, R., Miñano, JC, Benítez, PG, Shatz, N., Bortz, JC, (2005) "Óptica sin imágenes" , Academic Press
  • Pégard, NC, Liu HY, Antipa, N., Gerlock M., Adesnik, H. y Waller, L. Microscopía de campo de luz compresiva para el registro de la actividad neuronal en 3D. Optica 3, n.º 5, págs.  517–524 (2016).
  • Leffingwell, J., Meagher, D., Mahmud, K., Ackerson, S. (2018). "Reconstrucción generalizada de escenas." arXiv:1803.08496v3 [cs.CV], pp.  1–13.
  • Mildenhall, B., Srinivasan, PP, Tancik, M., Barron, JT, Ramamoorthi, R., & Ng, R. (2020). "NeRF: Representación de escenas como campos de radiancia neuronal para la síntesis de vistas." Computer Vision – ECCV 2020, 405–421.
  • Yu, A., Fridovich-Keil, S., Tancik, M., Chen, Q., Recht, B., Kanazawa, A. (2021). "Plenoxels: Campos de radiación sin redes neuronales." arXiv:2111.11215, pp.  1–25
  • Pérez, CC; Lauri, A; et  al. (septiembre de 2015). "Neuroimagen de calcio en larvas de pez cebra en comportamiento utilizando una cámara de campo de luz lista para usar" . Journal of Biomedical Optics . 20 (9) 096009. Bibcode : 2015JBO....20i6009C . doi : 10.1117/1.JBO.20.9.096009 . PMID 26358822 . 
  • Pérez, CC, Lauri, A., Symvoulidis, P., Cappetta, M., Erdmann, A., y Westmeyer, GG (2015). Neuroimagen de calcio en larvas de pez cebra en comportamiento mediante una cámara de campo de luz lista para usar. Journal of Biomedical Optics, 20(9), 096009-096009.
  • León, K., Galvis, L., y Arguello, H. (2016). "Reconstrucción de campo de luz multiespectral (función plenóptica 5d) basada en detección compresiva con aperturas codificadas por colores a partir de proyecciones 2D" Archivado el 22-03-2017 en Wayback Machine Revista Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia 80, pp.  131.