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Raytrix 三維光場相機(3D相機)-四維光場技術

在數字化及網絡化時代，數據流通快速，相機將快速進入光場相機時代，而科學與工業級用之三維光場相機將會是工業界重要的新應用。

所謂之光場，指的是空間中任意點發出的任意方向的光的集合。Raytrix的基本構成原理，就是在相機的主鏡頭與高畫素影像傳感器中間加入一片特制微型鏡頭數組，而且每一個微型鏡頭對應多個像素。透過鏡頭的折射，可以將景物的影像聚集到微型鏡頭數組前，透過其上的微型鏡頭會將此聚集的影像再成像，并投射到高畫素影像傳感器。

 

 

 

 

 

 

 

Raytrix三維光場相機擁有實時長景深及不失焦的特點，可有效應用于科學與工業級用途，及3D立體顯示技術。

 

 

Light Field (光場)

 

 

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三維光場相機所獲得之三維光場影像，經過復雜之四維圖像處理，可達成之主要功能有下列四項：

一、 立體深度信息之影像

二、全幅對焦之影像

三、具有立體視差之多視角影像

四、可軟件自由對焦之影像

↓只需一次取像, 即可得到3D影像和3D深度資訊圖

 

 

相關應用領域：專業立體攝影、立體顯微術、立體影像制作、四維安全監控、自動光學檢測、三維形貌檢測、光場科學應用。

 

 

相關應用例子如下：

研究發展 : 計算機攝影、三維微粒流場速度影像分析

機器視覺 : 太空、軍事、視覺檢測、條碼掃描

視訊影像 : 三維立體電視、光場電影

安全監控 : 人臉辨識、交通監控、瞳孔掃描

消費電子 : 智能型手機、汽車導航、視訊、攝影

 

 

一般傳統相機 v.s. Raytrix 光場相機

 

 

光場相機軟件

 

 

新系列的Raytrix相機記錄了完整的4D光場的場景。相比于標準的相機，只記錄一個平面的二維投影的場景，交付由Raytrix相機中的圖像數據可以轉換成，從不同的角度和具不同的再聚焦調整設置。因此，由Raytrix相機軟件可以計算出包含許多不同的二維圖像的4D光場。相機軟件Raytrix不僅是容易使用且實時運行，這使其適用于許多實時圖像處理應用。

圖像可呈現具不同參數的4D光場數據：

• 立體感

•3D深度估計

•多視角的觀點

• 軟件再聚焦

經由raytrix攝像頭軟件，你可以呈現Raytrix相機系列的光場信息。有了強大的Raytrix光場相機軟件API/ SDK接口，您可以輕松地整合Raytrix相機到您的軟件或任何其他的軟件程序包。

↓可變的基線

 

 

↓ 2D & 3D影像

 

 

 

 

2D影像(X軸平移) & 3D影像(X軸平移) & 2D影像(放大縮小)

 

 

 

 

 

 

R5 Camera

 

 

 

 

R11 Camera

 

 

 

 

R25 Camera

R29 Camera

 

 

 

 

 

 

實例

 

 

3D裸眼自動立體顯示器

3D光場相機系列之3D裸眼自動立體顯示器，無觀測點人數限制，可廣泛應用于各方面，例如: 可用于計算機后期制作之24英寸3D顯示器，或用于演講和展覽之55吋3D顯示器。

 

 

 

 

3D專業攝影

 

 

 

 

 

 

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↓ 3D光場相機3D運動攝影 : 可快速擷取運動中的物體影像

 

 

 

 

3D光場相機之3D遠距攝影 & CCTV監控錄像系統 相關應用

 

 

 

 

3D遠攝應用

 

 

↓3D遠距&街景攝影 : 重建三維信息展示 - 即使在一個物體到鏡頭的距離為400米, 可以軟件重新再聚焦和擴展景深。

 

 

 

 

 

 

 

 

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CCTV 監控錄像系統: 3D 場景監控 & 3D 人臉辨識

↓2D影像 & 3D影像 & 3D深度圖(色碼深度圖、線網點深度圖、網點深度圖)

 

 

 

 

 

 

↓CCTV 監控錄像系統 -- 3D 場景監控

一次拍攝獲得長景深之清晰影像: 2D影像 & 3D影像 & 3D深度圖

 

 

↓3D光場相機之3D 人臉辨識 : 臉部影像 & 深度圖

 

 

 

 

↓3D光場相機之3D虹膜辨識

 

 

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海洋學應用 : 3D水下攝影

 

 

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 -- 測試可以采集圖像在不到一半的亮度。

↓下圖為一般相機和光場相機(0.4光線)的比較

 

 

 

 

藝品掃描

 

 

 

 

Skype視頻會議應用

 

 

 

 

醫美&醫療應用--3D辨識。 僅需要一次快照的Raytrix攝像系統光場技術的基礎上計算3D深度地圖和多視圖的角度。結合一張對象的紋理的3D深度信息，改進和延伸識別和分類。

 

 

 

 

↓ 醫療應用 -- 皮膚檢測

 

 

 

 

3D 打印應用

 

 

 

 

 

 

3D航拍圖像 -- 2D影像 & 深度重建影像

 

 

 

 

隱形眼鏡量測

→ 缺陷檢出，如:色塊、污損、臟污、異物、瑕疵、氣泡、孔洞、污點、缺邊、缺口、裂痕、鋸齒、毛邊、刮痕、刮傷、附著物等。

 

 

 

 

 

 

光場自動化檢測范例

 

 

插頭檢測 (3D等高線深度圖)、組件檢測、3D瓶子偵測

 

 

 

 

 

 

裂縫檢測、LED 焊線檢測、自動生產線檢測

 

 

 

 

試管液體高度檢測

 

 

 

 

螺紋檢測

 

 

 

 

 

 

視覺檢測 : IC 崩角

 

 

 

 

 

 

視覺檢測 : IC 腳

 

 

 

 

視覺檢測 : PCB

 

 

 

 

視覺檢測 : IC 邊角45度量測角

 

 

↓ PCB 錫球高度

 

 

 

 

視覺檢測 : 3D 接合線(Wire Bonding) & 點焊(Spot Weld)檢測

→ Wire bonding 檢測應用，如:焊線間隙不足、焊線路徑不對、斷線、缺焊線、焊線過高、焊線過緊、焊線崩塌

 

 

 

 

 

 

 

 

視覺檢測 : 金屬表面量測

 

 

 

 

植物研究 : 3D植物影像

 

 

 

 

 

 

動物研究 : 3D昆蟲影像

 

 

 

 

 

 

顯微鏡應用

 

 

 

 

 

 

工業及生物醫療 : 3D內視鏡應用

 

 

 

 

 

 

 

 

生物顯微鏡 : 生物細胞

 

 

 

 

 

 

其他物體量測應用

 

 

 

 

研究發展 : 3D流體分析

 

 

 

 

其他范例 - 2D & 3D深度圖(色碼深度圖、面網點深度圖、網點深度圖、線網點深度圖)

 

 

 

 

 

 

 

 

光場技術–體感偵測：手勢偵測與辨識。

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光場技術–3D機器視覺及機械手臂檢測。請至優酷觀看!

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3D人臉辨識 → 光場技術只需要一次快照即可計算3D深度圖和多角度的攝影信息。針對傳統CCD截取的問題,3D深度信息的結合, 可改善臉部影像質地和延伸臉部識別和分類。 請至優酷觀看!

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