Lytro Light Field Camera

[Bernd71]

Ich vermute, dass die gesamte Technik erst dann interessant wird, wenn Auflösung nicht mehr ein Thema ist - ein KB Sensor mit 200 MP und einer Richtungsauflösung von 16 hätte immerhin noch eine Ortsauflösung von 12 MP - sowas wäre wirklich verlockend.
Wechselobjektive wären aber immernoch problematisch.
criz.

Wenn einem dann die Beugung keinen Strich durch die Rechnung macht.

 

[crizmess]

wenn möglich, lies bitte wirklich einmal die Diss. Es ist- noch dazu für eine durchaus bahnbrechende wissenschaftliche Arbeit - sehr lesbar geschrieben. Als Nicht-Physiker/Mathematiker kann man - wie ich - den Formelkram auch auslassen - der Text und die sehr guten Ilustrationen sind ausreichend für ein gutes Basis-Verständnis der Technik....

Es ist ja auch nur eine Dissertation eines Philosophen

in partial fulfillment of the requirements
for the degree of
doctor of philosophy

criz.

 

[Bernd71]

Das kann ich mir nicht vorstellen, das geht ja auch mit einer Fachkamera nicht.

Die Position von der aus man quasi schaut, verändert sich dadurch nicht. Wenn ich einen Würfel fotografiere und vor mir frontal eine der Flächen habe, dann sehe ich nichts von der linken und der rechten Fläche. Das sehe ich aber, wenn ich mit zwei Augen schaue.

Ich glaube nicht, dass man das durch Mathematik lösen kann, weil man das aus der Position in der Mitte beim besten Willen einfach nicht sieht.

Das meinte ich. Die nicht sichbaren Bereich muss man dann interpolieren. Im kleinen Umfang wie im Beispiel Bild ist das möglich aber die Grenzen sollten schnell erreicht sein. Bei deinem Würfelbeispiel wird es nicht klappen.

 

[Lochkamera]

Die Position von der aus man quasi schaut, verändert sich dadurch nicht.

Eine Lichtfeldkamera fotografiert nicht aus einer Richtung. Entweder baut man mehrere Objektive über- & nebeneinander oder man teilt die Lichtstrahlen der Frontlinse in mehrere Sektoren auf und zeichnet diese Einzeln auf. Die Lytro macht letzteres.

Eine normale Kamera kann die Frontlinse auch teilen. Die Blende entfernt die Randstrahlen und lässt nur die Mitte durch.

 

[crizmess]

Das kann ich mir nicht vorstellen, das geht ja auch mit einer Fachkamera nicht.

Das könnte man auch mit einer Fachkamera - ist aber vermutlich eher selten. Man kann das auch mit einer Spiegelreflexkamera, da sogar öfters als man denkt.

Aber spielen wir doch ein bisschen Lichtfeldkamera:
Das erste Bild ist mit der größten Eintrittspupille die ich besitze gemacht - ein Samyang 85/1.4. Auf die Anschlag an die Naheinstellgrenze.
Beim zweiten Bild habe ich einen Karton mit einem kleinen Loch (4x4mm) vor die Kamera gehalten - daher der Braunton, Sorry. Den Karton habe ich so gehalten, dass das Loch war dabei soweit auf der linken Seite war, dass es gerade noch in der Eintrittspupille war.
Das dritte Bild war - ohne die Kamera zu bewegen - den Karton so zu halten das das Loch auf der rechten Seite war.

Was ist hier passiert?
Durch das Abschatten mit dem Karton habe ich die Eintrittspupille auf einen kleinen Teil beschränkt - in einer Lichtfeldkamera kann man das sehr einfach machen indem man nur Strahlen aus einer bestimmten Richtung anschaut (nämlich die Strahlen, welche durch den gleichen Teil der Eintrittspupille gehen - unser kleines Loch sozusagen).
Durch verschieben des Kartons kann ich nun - innerhalb der Blende meiner Optik - die Position der Eintrittspupille bestimmen und damit eben auch die Perspektive.

Aber wo kommt die Information von z.B. der Sahnepackung her?
Das interessante ist - diese Information ist im ersten Bild schon enthalten - nur sehen wir sie nicht. Wir sehen nur die verschmierte Überlagerung von allen Teilbildern gleichzeitig. Wenn wir aber die Richtungsinformation haben können wir diese Überlagerung "aufheben" oder wir halten einen Karton vors Objektiv und verhindern somit das die anderen Teilbilder diese Information wieder verschmieren.


P.S.
Es gibt ein Bauteil in einer Spiegelreflexkamera, welches dieses Prinzip ausnutzt.
Es ist das AF-Modul - zum fokussieren nimmt dieses jeweils Strahlenbündel die durch gegenüberliegende Teile der Eintrittspupille gehen und vergleicht diese. Im Prinzip ist das eine einfache Triangulation mit der Blende als Basis.

criz.

 

[AvTvM]

Danke - sehr anschaulich!

ein "Mikrolinsenarray" bestehend aus einem braunen Karton mit pinhole.

 

[fewe]

Das könnte man auch mit einer Fachkamera - ist aber vermutlich eher selten. Man kann das auch mit einer Spiegelreflexkamera, da sogar öfters als man denkt.

Wow! Großartig, vielen Dank. Ich muss gestehen, ich verstehe es noch immer nicht ganz.

Hat es vielleicht damit eine gewisse Ähnlichkeit: Wenn man eine Lochblende - also in der Größe wie für eine Lochkamera - vor das Objektiv gibt, dann funktioniert eine Kamera wie eine Lochkamera und das Objektiv ist eigentlich egal. Wenn man nun dieses Loch einmal möglichst weit links und möglichst weit rechts positioniert, dann müsste man also eben die zwei Aufnahmen aus unterschiedlicher Position bekommen. Bei einem Loch mit 4mm ist dieser Effekt also nicht so stark und das Objektiv als solches ist wirksam. Kann man das in etwa so erklären?

Vielen Dank auch für die Mühe für die Testfotos für mich war das sehr erhellend, wenngelich ich es noch nicht ganz verstanden habe.

 

[Gast_88823]

Es ist ja auch nur eine Dissertation eines Philosophen

Im Gegensatz zu der eines Juristen, Mediziners oder Theologen. "Habe nun ach! Philosophie, Juristerei und Medizin, und leider auch Theologie! durchaus studiert mit heißem Bemühn." - die vier klassischen Wissenschaften.

In USA orientieren sich die Doktorgrade noch heute daran - jeder Ingenieur, Informatiker oder Naturwissenschaftler wird zum Ph. D., "philosophiae doctor", weil er weder Jurist noch Theologe oder Mediziner ist.

Aber gute Lesbarkeit für Laien ist nicht das entscheidende Merkmal für den Wert einer wissenschaftlichen Arbeit.

Zur Perspektivänderung: die ist damit nur möglich im Rahmen der Größe der Eintrittspupilel des primären Objektivs. Das ist bei Nicht-Makroaufnahmen nicht viel und sogar für 3D (Pupillenabstand bei realer Perspektive) zu wenig.

Von der systeminherenten indiskutabel niedrigen Auflösung ganz zu schweigen. In einem Jahr wird hier niemand mehr drüber reden.

 

[AvTvM]

Selbst wenn sich entgegen meiner einschätzung die lichtfeldkamera beim ersten Anlauf nicht durchsetzen sollte ... Dann kommt es eben erst in ein paar Jahren. Beim elektroantrieb für Autos hat es ja auch über 100 Jahre gedauert von den ersten versuchen bis zur massenmarktreife. Aber die Büchse der Panorama ist offen und neben der lichtfeldkamera werden uns die herkömmlichen Kameras zunehmend beschnitten und engstirnig 2D vorkommen. Wir werden das ganze lichtfeld eines objektivs aufzeichnen und nutzen können und wollen. Es gibt uns als "Bildmachern" zusätzliche Freiheitsgrade und gestalterische Möglichkeiten. So ähnlich wie der unterschied zwischen schwarz-weiß und Farbe.

 

[-drs-]

blablabla... wir werde es sehen

 

[Halo5000]

Gut ein paar sind hier Feuer und Flamme für diese neue Technik - was auch schön ist. Doch sollte man dies jetzt nicht zu sehr in den Himmel loben. Das Super-Argument, dass man keine unscharfen Fotos bzw. Fehlfokuse mehr hat, zählt bei mir nicht, da bei fast allen meinen Fotos der Fokus stimmt. Wird sich zeigen, ob es diese Technik wirklich schafft oder ob es nur so ein Hype wie 3D bei den TVs ist, der alle Jahre wiedermal kommt

 

[lathspell]

Das Super-Argument, dass man keine unscharfen Fotos bzw. Fehlfokuse mehr hat, zählt bei mir nicht, da bei fast allen meinen Fotos der Fokus stimmt.

Und wenn der z.B. wunderbar auf den Augen des Models liegt und dafür der zufällig durchs Bild rauschende erste Marsianer auf der Erde komplett im Bokeh untergeht, dann wird die eigentliche Idee hinter dieser Technik vielleicht etwas klarer: nämlich dass man einen damit dokumentierten Moment völlig unterschiedlich erleben und durchstöbern kann, und zwar so, wie man es als Betrachter gern möchte. Man kann je nach Wunsch die Modelaugen scharf haben oder den Marsianer. Oder vielleicht sogar beides.

Ich gebe zu, dass dieses Beispiel ein bisschen überspitzt ist; aber der erste sinnvolle Ansatz für eine Bewertung dieser Idee ist, sich von der Vorstellung eines Kamerabildes als Ding mit Breite X, Höhe Y und exakt sitzendem Fokus bei Zwometerachtzig zu lösen. Nennen wir den Output dieser Kameraart doch wirklich einfach nicht Foto, vielleicht fällt es dann leichter ... "Brauche ich nicht, bei mir sitzt der Fokus immer" verhält sich zu der Kamera wie "Flugzeug brauche ich nicht, mein Auto bringt mich bis zum Supermarkt und zurück". Manche brauchen ein Flugzeug, manche können sich vorstellen, was sie mit einem Flugzeug anfangen könnten, und manche haben einfach Spaß mit einem Flugzeug.

 

[Halo5000]

Ich gebe zu, dass dieses Beispiel ein bisschen überspitzt ist;

Ja etwas
Nein mich kann das einfach nicht begeistern - aber so lange es weiterhin Kameras mit AF gibt, hab ich keine Probleme mit dieser neuen Überdrüber-Technik

 

[Lochkamera]

Ich habe neue Erkenntnisse bezüglich des Sensors gewinnen können.

Meine 3 x 3 Matrix (Bild 1) kann ich verwerfen.

Ausgangspunkt ist weiterhin das Bild von der Baumkrone und diese diagonalen Punktmuster (Bild 2). Ein Kreis umringt von 6 anderen Kreisen taucht da auf, aber es ist nur ein Fragment vom Ganzen. Man sieht ja deutlich, dass es auch Musterfragmente mit mehr als 3 Kreisen in einer Reihe gibt.

Das Vorhandensein von Hotpixeln gibt weiteren Aufschluss. Das Schiffsmodell-Foto mit Handy-Frau (Bild 3) enthält einige weiße Pixel, die beim Fokussieren deutlich sichtbar wandern. Obwohl diese weißen Punkte relativ dicht beieinander liegen, wandern diese mit unterschiedlicher Geschwindigkeit und in unterschiedlichen Richtungen. Es sind horizontale, vertikale und diagonale Bewegungen sichtbar.

Schiffsmodell-Living-Picture ansehen: https://www.lytro.com/lytro-camera-launch/342/embed

Ich vermute nun einen Sensor mit 19 Einzelsensoren (Sechseck mit Kantenlänge=3, siehe Bild 4). Die Zahl 2 steht für einen "langsamen" Hotpixel und Zahl 3 für die Schnellen. Ein Hotpixel auf Zahl 1 wäre selten und würde stationär sein. Ein weißes Staubkörnchen auf dunklem Hintergrund würde sich genauso verhalten.

Ein größeres Sechseck kann es nicht sein, da die Info 11Megarays und 1080 x 1080 Pixel Exportauflösung dann nicht mehr passt.

761 x 761 x 19 = 11.003.299

761x761 Pixel entspricht in der Auflösung ungefähr einem Sensor mit Bayer-Pattern@1080x1080 Pixel, da dessen Grünkanal zu 50% interpoliert ist.

Ein Sechseck mit Kantenlänge=4 hätte 37 Sensoren. 545 x 545 x 37 = 10.989.925 ....545 wäre nicht mehr wirklich HD-Auflösung.


Bild 5 zeigt eine Signatur auf, die sich bei der Darstellung von "Gestrüpp" ergibt. Diese schrägen Muster tauchen u.a. auch bei der Baumkrone (Bild 2, Kreis mit X) auf, also sowohl bei den neuesten Lytrokameras als auch älteren Testmodellen.

Die 5 Perspektiven aus der GIF-Animation werden von einem Sensor mit 19 Pixel in Sechseckanordnung auch aufgenommen. http://blog.lytro.com/news/lytro-demo-at-asiad-allthingsd/#more-664

Ungeklärt ist die Aufnahme der Farbe. Vermutlich sind ein oder zwei Sensoren je Seckseck mit einem Farbfilter versehen. Wenn von 19 Sensoren einer fehlt, lässt sich das wahrscheinlich verschmerzen und der Wert wird aus der Umgebung interpoliert.

 

[Lochkamera]

Mir ist noch eine Sache aufgefallen. Die Farbkanäle scheinen immer gleich zu sein, also egal worauf fokussiert wird.

(siehe Anhang)

Farbfehler in der Gummistruktur...die Fehlfarben rücken trotz Fokusverschiebung keine Pixelbreite ab.

https://www.lytro.com/lytro-camera-launch/293/embed

.

 

[fewe]

Wird sich zeigen, ob es diese Technik wirklich schafft oder ob es nur so ein Hype wie 3D bei den TVs ist, der alle Jahre wiedermal kommt

3D ist diesmal kein Hype, das geht jetzt mit allen besseren Fernsehern und BD-Playern. Und es kommen ja laufend Filme in 3D heraus. In zehn Jahren wird 3D so normal sein wie heute Stereo-Audio. Es wird halt - wie bei Audio - so lang dauern, bis auch genügend Material in 3D vorliegt. Aber diesmal schaut es sehr danach aus, dass 3D bleibt.

 

[fewe]

Mir ist noch eine Sache aufgefallen. Die Farbkanäle scheinen immer gleich zu sein, also egal worauf fokussiert wird.

Ich habe den Eindruck, die Fotos sind nicht wirklch aufgenommen, sondern simuliert. Daher führt es evtl. nicht weiter, diese zu analysieren. Alles, was unscharf ist, ist ziemlich gleich stark unscharf. Das kann nicht stimmen.

Damit will ich nicht sagen, dass die Kamera in Wirklichkeit nicht funktioniert, aber es könnte sich auch um reine Demos handeln, die einfach nur das zeigen, was in etwa zu erwarten ist.

Wäre das vielleicht eine Erklärung?

 

[Lochkamera]

Alles, was unscharf ist, ist ziemlich gleich stark unscharf. Das kann nicht stimmen.

Die Fotos sind von einer Kompaktkamera mit Blende 2. Insofern ist das Repertoir sehr begrenzt.

Aber es gibt schon Unterschiede. Zum Beispiel das Foto mit dem Bergsteiger ist recht heftig unscharf, wenn man auf das Seil fokussiert.

http://www.lytro.com/living-pictures/160/embed

 

[rud]

Die Fotos sind von einer Kompaktkamera mit Blende 2. Insofern ist das Repertoir sehr begrenzt.

Inzwischen nicht mehr -> http://gh.de/?cat=dcam&xf=1468_2.0#xf_top

 

[Halo5000]

3D ist diesmal kein Hype, das geht jetzt mit allen besseren Fernsehern und BD-Playern. Und es kommen ja laufend Filme in 3D heraus. In zehn Jahren wird 3D so normal sein wie heute Stereo-Audio. Es wird halt - wie bei Audio - so lang dauern, bis auch genügend Material in 3D vorliegt. Aber diesmal schaut es sehr danach aus, dass 3D bleibt.

Echt? Wir sitzen daheim und sehen uns Filme in FullHD ohne 3D-Brille mit einem BR-Player an ... mehr brauchen wir nicht - das Erlebnis ist optimal. 3D beeindruckt mich gar nicht - da das Bild Dynamik verliert und ich nicht das scharfstellen kann, was ich möchte. Aber gut, für viele sind die Filme nur gut, wenn "jetzt in 3D" oben steht Mal sehen, wie sich das mit dieser Kamera hier enwickelt ... vielleicht wirds was, vielleicht auch nicht. Gibt aber laut diesem Forum hier noch diverse Steine aus dem Weg zu räumen.

Inzwischen nicht mehr -> http://gh.de/?cat=dcam&xf=1468_2.0#xf_top

Ja der Trend bei den Kompaktkameras geht momentan zu lichtstarken, fix verbauten Objektiven.