¿Cuáles son los funcionamientos básicos de la cámara de campo de luz Lytro?

lytro.com describe su nueva cámara de campo de luz como capaz de capturar todo el campo de luz, en lugar de solo un plano de luz, lo que permite un conjunto completamente nuevo de posibilidades de procesamiento posterior, incluido el enfoque y el ajuste de perspectiva.

¿Qué tipo de sensor podría "capturar cada haz de luz en todas las direcciones en cada momento"? ¿Cómo se codificaría y manipularía una cantidad de información esencialmente infinita? ¿Habría una lente por adelantado en algún sentido tradicional?

Aquí está la disertación del inventor: http://www.lytro.com/renng-thesis.pdf

¿Alguien puede reducir esto para aquellos de nosotros que estamos familiarizados con las tecnologías tradicionales?

La manera fácil de pensar en esto es la siguiente:

Imagine que en lugar de una cámara, tuviera una cuadrícula de 100 cámaras en una matriz de 10x10. Cuando disparas un tiro, cada uno de ellos dispara al mismo tiempo. Cada uno tendrá una visión ligeramente diferente de lo que está tomando una foto. Existen algunos modelos matemáticos que puede usar para ordenar la ingeniería inversa de la imagen y reconstruirla de diferentes maneras. De eso se trata, excepto que en lugar de 100 cámaras, tienes miles, y todas están formadas por una serie de lentes justo por encima del plano del sensor. Entonces, la imagen que sale del sensor de la cámara tiene un montón de círculos de imágenes parciales que difieren ligeramente de la que está al lado. Luego usan las matemáticas para reensamblar una sola imagen de esas imágenes parciales.

Aquí está mi resumen después de leer el artículo muy accesible de Ren Ng.

En una cámara digital tradicional, la luz entrante se enfoca en un plano, el sensor, que mide el brillo en cada celda fotosensible, píxel. Esto produce una imagen final en el sentido de que la trama de valores resultante se puede trazar como una imagen coherente.

Una cámara de campo de luz ( Plenoptic ) utiliza el mismo tipo de sensor, pero coloca una serie de microlentes frente al sensor. Esto se convierte en el plano de imagen y define la resolución en píxeles de las imágenes postprocesadas en lugar del sensor en su conjunto. Cada microlente captura los rayos de luz para las diferentes direcciones, produciendo una "imagen de sub-apertura" que se graba en un grupo de células en el sensor. Un diagrama útil del artículo:

La fotografía convencional que se habría formado se puede obtener sumando el conjunto de imágenes de sub-apertura para cada píxel. Pero el punto es que las derivaciones se hacen posibles mediante el uso de cálculos de trazado de rayos. (Leonardo de Vinci sería envidioso). En particular, la profundidad de campo puede ser manipulada, desacoplando así los grilletes tradicionales de apertura / profundidad de campo. La corrección de la aberración de la lente también puede ser factible.

El documento caracteriza que el campo de luz "total", y "todas" las direcciones de luz, pueden capturarse, cuando en realidad eso estaría limitado por el número de microlentes, el estado del sensor debajo de cada uno, etc. Por supuesto, como cualquier cosa de lo contrario, si se le puede dar una resolución suficiente, se podría decir "prácticamente todo". Así que supongo que las cámaras plenoptic anunciarían el recuento de píxeles y el recuento de rayos.