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Darstellung, Aufnahme und Wiedergabe von Lichtfeldern mit kontinuierlicher Raum/Winkel-Auflösung

Die Lichtfeldaufnahme gehört zum Themengebiet der Computational Cameras. Dieses Forschungsfeld untersucht, wie die Beschränkungen der konventionellen digitalen Bildaufnahme umgangen werden können. Prinzipiell lässt sich der für die optische Wahrnehmung des Menschen wichtige Lichttransport mit Hilfe einer plenoptischen Funktion (plenoptic function) beschreiben. Ein konventioneller Bildsensor kann nur einen zweidimensionalen Ausschnitt dieser Funktion aufnehmen.

Durch zeitliche oder räumliche Multiplexingverfahren lässt sich die Abtastung auf vier Dimensionen erweitern. Eine solche Abtastung wird als Lichtfeld (light field) bezeichnet. Basierend auf diesen Daten lassen sich durch entsprechende Algorithmen sehr interessante Effekte erzielen, beispielsweise die nachträgliche Verschiebung der Fokusebene bzw. virtuelle Kamerapositionen.

In diesem Forschungsprojekt wird ein Spiegel-Aufnahmesystem entwickelt, um eine kontinuierliche Lichtfeldabtastung zu realisieren. Durch die Spiegel werden zusätzliche virtuelle Kamerapositionen erzeugt. Von Interesse ist hierbei die Form der Spiegelfläche und deren Einfluss auf die Abtastung. Basierend auf einem möglichst optimalen Spiegelsetup ist eine dynamische Lichtfeldaufnahme denkbar, bei der nicht nur eine statische Aufnahme sondern eine Videosequenz verarbeitet wird.

Visualisierung der Simulation von Lichtstrahl- und Spiegelrekonstruktion.