光场渲染

（计算机图形学文献中被引用次数第四的论文，根据谷歌学者）

摘要：

有人提出了许多穿越场景的技术重新显示先前渲染或数字化的视图。技术也已经建议通过扭曲输入图像在视图之间进行插值，使用深度信息或多个图像之间的对应关系。在本文中，我们描述了一种从任意视图生成新视图的简单而健壮的方法没有深度信息或特征匹配的相机位置，只需合并并重新采样可用图像。这项技术的关键在于将输入图像解释为4D功能的2D切片-光字段。这个函数完全描述了光线通过固定照明的静态场景中无障碍的空间。

我们描述了一种光场的采样表示法，它允许高效创建和显示向内和向外的视图。我们有从渲染和数字化图像的大阵列中创建光场。后者是通过安装在计算机控制的摄像机获得的机架。创建光场后，可以在中构建新视图通过在适当的方向提取切片来实现实时性。自从该方法依赖于高采样率，我们描述了一种压缩系统能够压缩我们产生的超过系数为100:1，保真度损失很小。我们还解决了创建期间的抗锯齿问题，以及切片提取期间的重采样问题。

其他可用信息：

• 带低分辨率数字的格式化纸
  （1996年5月的版本出现在Siggraph’96：gzipped postscript、440KB或PDF格式、3MB或
  1996年7月版，版式更正：PDF格式，3MB）
• 高分辨率图3：使用线空间可视化光线覆盖
  (压缩的postscript，89KB或JPEG，114KB)
• 高分辨率图4：使用线空间可视化采样均匀性
  (gzipped postscript，104KB或JPEG，129KB)
• 高分辨率图6：光场的两种可视化
  (gzipped postscript，612KB或JPEG，122KB)
• 高分辨率图9：我们的原型相机机架
  (带gzip的后记，731KB或JPEG，31KB)
• 高分辨率图13：切片提取中插值的影响
  (压缩的postscript，132KB或JPEG格式，35KB)
• 高分辨率图14和15：来自四个光场的示例图像，
  和来自压缩光场的图像
  (gzipped postscript，490KB或JPEG，222KB)

• SIGGRAPH 96年演讲中的幻灯片
• 96年Siggraph视频（5分钟，RealVideo，24MB）

• lifview交互式光场查看器，它是
• LightPack Light Field创作和渲染包
• 斯坦福光场档案
• 录制的交互式会话通过我们的实时光场查看器
• 首次演示合成聚焦光场（蜡笔光场）

本文与Lumigraph论文的相似之处

许多人评论了这篇论文和Siggraph’96诉讼中紧随其后的报纸[1]。偶数符号是相似的。这些相似之处并不是巧合很容易解释。

光场的概念并非源于这些论文。作为中的脚注我们的论文解释说，这个想法可以追溯到Arun Gershun 1936年的经典论文矢量辐照度场[2]和Parry Moon后期关于标量的论文辐照度场，他称之为光场[3]。想法是许多人观察到自由空间中的光场减小为4D函数人们（请参阅我们的论文中的引文）。通过提取2D切片通过这个4D功能，可以构建场景的新透视图我们的，可以追溯到1993年马克·莱沃伊（Marc Levoy）笔记本中的一幅素描[4]。想法使用光线与两个平面的交点参数化光场，以及光场抗锯齿与相机光圈之间的关系，也是我们的。（后一种观点也出现在全息文献中。）这些想法传达给了Lumigraph论文的作者，他们是已经在采集和表示图像阵列1995年3月、4月、8月和11月的偶然会议。这些会议引导他们走上类似的发展道路。使用3D几何的想法图像重建期间的信息，以及从中构建光场的信息不规则采样的输入图像是他们的。

令人高兴的是，这两篇论文都被接受出版，而且都是独一无二的贡献。我们两个小组之间的交流也解释了符号的相似性：我们用u、v和s、t来表示相机和焦距平面；他们用s，t和u，v来表示这两个平面。这个Lumigraph论文的致谢部分正确地将我们贡献的想法。

顺便说一下，就像“光场”一样，“发光仪”这个词有一个长而多姿多彩的单词历史。1950年左右，现代艺术家奥斯卡·菲辛格发明了一种用于表演灯光表明，他称之为发光仪。伴随着音乐，这些节目是由费辛格等人在国际上表演和拍摄的。1951年，他与艺术评论家合作，将该设备命名为“发光仪”朱尔斯·兰斯纳。这个词的早期使用是由于乔治·豪斯曼，他是第一个将电影节目带到新西兰的人。1900年左右，他以“豪斯曼教授的Lumigraph Company”的名义参观。（感谢大卫·科勒（David Koller）。）

工具书类

[1] Gortler，S.J.、Grzeszczuk，R.、Szeliski，R.和Cohen，M。，发光仪，程序。96年SIGGRAPH，ACM，1986年，第43-54页。

[2] A.Gershun。，光场，莫斯科，1936年。P.Moon和G.Timoshenko于年翻译数学与物理杂志,第十八卷，麻省理工学院，1939年，第51-151页。

[3] Moon，P.，Spencer，D.E。，光场,麻省理工学院出版社，1981年。

[4] 勒沃伊，M。，重新启动像素以生成透视图,斯坦福5号笔记本第64页，1993年5月。