德国Raytrix三维光场相机(3D相机)-四維光场技术

Raytrix 三维光场相机(3D相机)-四維光场技术

在数字化及网络化时代，数据流通快速，相机将快速进入光场相机时代，而科学与工业级用之三维光场相机将会是工业界重要的新应用。

所谓之光场，指的是空间中任意点发出的任意方向的光的集合。Raytrix的基本构成原理，就是在相机的主镜头与高画素影像传感器中间加入一片特制微型镜头数组，而且每一个微型镜头对应多个像素。透过镜头的折射，可以将景物的影像聚集到微型镜头数组前，透过其上的微型镜头会将此聚集的影像再成像，并投射到高画素影像传感器。

Raytrix三维光场相机拥有实时长景深及不失焦的特点，可有效应用于科学与工业级用途，及3D立体显示技术。

Light Field (光场)

Plenoptic

● Throughput and counting rays ● Conservation of throughput ● Area sources and irradiance ● Form factors and radiosity ●Light Field = radiance function on rays ● Conservation of radiance ● Measurement equation

藉由Raytrix三维光场相机所获得之三维光场影像，经过复杂之四维图像处理，可达成之主要功能有下列四项：

一、 立体深度信息之影像

二、全幅对焦之影像

三、具有立体视差之多视角影像

四、可软件自由对焦之影像

↓只需一次取像, 即可得到3D影像和3D深度資訊圖

相关应用领域：专业立体摄影、立体显微术、立体影像制作、四维安全监控、自动光学检测、三维形貌检测、光场科学应用。

相關应用例子如下：

研究发展 : 计算机摄影、三維微粒流場速度影像分析

机器视觉 : 太空、军事、视觉检测、条码扫描

视讯影像 : 三维立体电视、光场电影

安全监控 : 人脸辨识、交通监控、瞳孔扫描

消费电子 : 智能型手机、汽车导航、视讯、摄影

一般传统相机 v.s. Raytrix 光场相机

 

光場相機軟件

新系列的Raytrix相机记录了完整的4D光场的场景。相比于标准的相机，只记录一个平面的二维投影的场景，交付由Raytrix相机中的图像数据可以转换成，从不同的角度和具不同的再聚焦调整设置。因此，由Raytrix相机软件可以计算出包含许多不同的二维图像的4D光场。相机软件Raytrix不仅是容易使用且实时运行，这使其适用于许多实时图像处理应用。

图像可呈现具不同参数的4D光场数据：

• 立体感

•3D深度估计

•多视角的观点

• 软件再聚焦

经由raytrix摄像头软件，你可以呈现Raytrix相机系列的光场信息。有了强大的Raytrix光场相机软件API/ SDK接口，您可以轻松地整合Raytrix相机到您的软件或任何其他的软件程序包。

↓可变的基线

↓ 2D & 3D影像

2D影像(X轴平移) & 3D影像(X轴平移) & 2D影像(放大缩小)

 

R5 Camera

R11 Camera

R25 Camera

R29 Camera

实例

3D裸眼自动立体显示器

3D光场相机系列之3D裸眼自动立体显示器，无观测点人数限制，可广泛应用于各方面，例如: 可用于计算机后期制作之24英寸3D显示器，或用于演讲和展览之55吋3D显示器。

 

 

3D专业摄影

↓3D专业摄影 :维多利亚内衣广告。请优酷观看!

http://v.youku.com/v_show/id_XNTcwMzEzMzAw.html

↓ 3D光场相机3D运动摄影 : 可快速撷取运动中的物体影像

3D光场相机之3D远距摄影 & CCTV监控录像系统 相关应用

3D远摄应用

↓3D远距&街景摄影 : 重建三维信息展示 – 即使在一个物体到镜头的距离为400米, 可以软件重新再聚焦和扩展景深。

↓3D远距&街景摄影, 请至优酷观看!

v.youku.com/v_show/id_XNTc0ODMzMzg4.html

CCTV 监控录像系统: 3D 场景监控 & 3D 人脸辨识

↓2D影像 & 3D影像 & 3D深度图(色码深度图、线网点深度图、网点深度图)

↓CCTV 监控录像系统 — 3D 场景监控

一次拍摄获得长景深之清晰影像: 2D影像 & 3D影像 & 3D深度图

↓3D光场相机之3D 人脸辨识 : 脸部影像 & 深度图

↓3D光场相机之3D虹膜辨识

↓人脸辨识之详细解说, 请至优酷观看!

v.youku.com/v_show/id_XNTc4MzE0MDU2.html

海洋学应用 : 3D水下摄影

深度過濾 — 一次光場捕捉之其中3張圖像，每張影像有不同的聚焦深度。

照明 — 测试可以采集图像在不到一半的亮度。

↓下图为一般相机和光场相机(0.4光线)的比较

艺品扫描

Skype视频会议应用

医美&医疗应用–3D辨识。 仅需要一次快照的Raytrix摄像系统光场技术的基础上计算3D深度地图和多视图的角度。结合一张对象的纹理的3D深度信息，改进和延伸识别和分类。

↓ 医疗应用 — 皮肤检测

3D 打印应用

3D航拍图像 — 2D影像 & 深度重建影像

隐形眼镜量测

→ 缺陷检出，如:色块、污损、脏污、异物、瑕疵、气泡、孔洞、污点、缺边、缺口、裂痕、锯齿、毛边、刮痕、刮伤、附着物等。

 

光场自动化检测范例

插头检测 (3D等高线深度图)、组件检测、3D瓶子侦测

 

 

裂缝检测、LED 焊线检测、自动生产线检测

 

试管液体高度检测

螺纹检测

 

视觉检测 : IC 崩角

 

视觉检测 : IC 脚

 

视觉检测 : PCB

视觉检测 : IC 边角45度量测角

↓ PCB 锡球高度

 

视觉检测 : 3D 接合线(Wire Bonding) & 点焊(Spot Weld)检测

→ Wire bonding 检测应用，如:焊线间隙不足、焊线路径不对、断线、缺焊线、焊线过高、焊线过紧、焊线崩塌

 

视觉检测 : 金属表面量测

植物研究 : 3D植物影像

 

 

动物研究 : 3D昆虫影像

 

显微镜应用

 

工业及生物医疗 : 3D内视镜应用

 

 

 

生物显微镜 : 生物细胞

 

其他物体量测应用

 

研究发展 : 3D流体分析

 

其他范例 – 2D & 3D深度图(色码深度图、面网点深度图、网点深度图、线网点深度图)

 

 

 

光场技术–体感侦测：手势侦测与辨识。

v.youku.com/v_show/id_XNTcwMzE0Nzgw.html

v.youku.com/v_show/id_XNTg4OTQxMzky.html

粒子图像测速PIV(Particle Image Velocimetry)。请至优酷观看!

v.youku.com/v_show/id_XNzAyMjUwMjgw.html

光场技术–3D机器视觉及机械手臂检测。请至优酷观看!

v.youku.com/v_show/id_XNjM3MjI1MTAw.html

3D人臉辨識 → 光场技术只需要一次快照即可计算3D深度图和多角度的摄影信息。针对传统CCD截取的问题,3D深度信息的结合, 可改善脸部影像质地和延伸脸部识别和分类。 请至优酷观看!

v.youku.com/v_show/id_XNTcwMzE0MTA4.html

光场技术–产线三维尺寸量测。 请至优酷观看!

v.youku.com/v_show/id_XNTcwMzA1NzY0.html

光场技术–生命科学：植物生长过程。请至优酷观看!

v.youku.com/v_show/id_XNTcwMzEyMTcy.html