2、标准全光相机的广义相机阵列模型

标准全光相机的广义相机阵列模型

1. 引言

全光相机通过在主镜头和图像传感器之间放置微透镜阵列，区分从特定点发出的每条光线的贡献。这使得场景中的一个点可以投影到传感器的多个位置，所捕获的光线集合被称为光场（LF）。本文聚焦于标准全光相机（SPC），其几何结构会生成未聚焦的微透镜图像（MIs）。SPC 通过重新组织相机在二维原始图像上捕获的像素，定义了几种类型的相机阵列。

1.1 相机阵列类型

• 物理微透镜相机阵列 ：原始图像显示了微透镜阵列中每个微透镜收集的像素，代表了放置在传感器前面的物理微透镜阵列捕获的图像。
• 虚拟视点相机阵列 ：视点图像（VIs）是通过为每个微透镜选择相对于微透镜中心的相同像素位置获得的。这种重新排列定义了一个具有共面投影中心和非常窄基线的虚拟相机阵列。

1.2 研究目标

SPC 可以通过应用剪切操作或创建表面相机图像（SCams）来定义额外的相机，这些相机收集在场景中任意点相交的光线。然而，与之相关的相机几何结构尚未定义。本文旨在推导 SPC 与可以从该相机获得的多个视点和微透镜相机阵列之间的映射关系。

2. 相关工作

此前的研究在相机阵列映射方面取得了一定进展，但仍存在不足：
- Dansereau 等人提出了图像空间和物体空间中光场的映射，但未提供该映射与微透镜或视点相机投影矩阵的联系。
- Bok 等人定义了微透镜和视点相机的投影矩阵，但未建立与原始 SPC 模型的关系，且提出的视点相机几何结构无法解释主镜头世界焦平