Următorul conținut este
furnizat sub o
licență Creative Commons.
Sprijinul dumneavoastră va ajuta
MIT OpenCourseWare să
continue să ofere
gratuit resurse educaționale de înaltă calitate.
Pentru a face o donație sau pentru a
vizualiza materiale suplimentare
din sute de cursuri MIT,
vizitați MIT OpenCourseWare
la ocw.mit.edu.
RAMESH RASKAR: Deci ar
trebui să sărbătorim.
Premiul Nobel este
pentru imagistica de data aceasta.
Ah, desigur, fibra optică, dar
cui îi pasă de fibra optică?
Dar este și despre
lumină și imagini.
Și acesta este punctul pe care l-am
spus acum câteva săptămâni
despre cum, în imagistică,
continuați să obțineți premii Nobel.
Dar cumva în alte domenii,
doar nici un premiu Nobel.
Desigur, [INAUDIBLE]
a trimis un e-mail.
Nu știu dacă ți-am spus asta.
Și crede că premii
precum Premiul Nobel și toate
cele care au supraviețuit
importanței lor, pentru că au
încercat mereu să alimenteze
această noțiune că știința
se mișcă de către un grup select de
oameni care lucrează în locuri selectate
și vin cu
descoperiri uimitoare -
cum ar fi, indivizi selecționați.
Și știm că nu
așa funcționează lumea acum.
Chiar și dezvoltarea
fibrei optice,
nu este vorba doar de o persoană sau de o
echipă, ci sute de oameni
au adus contribuții extraordinare

și la fel cu cipul CCD pentru
care a fost premiul Nobel.
Și știi,
poate cineva să se fi gândit la asta.
Poate că cineva l-a
implementat.
Dar, în același timp,
sunt foarte mulți oameni implicați.
Deci este oarecum înșelător
să identifici unul sau doi
oameni drept cei care au
făcut toată diferența.
Apropo, inventatorul
câmpurilor de lumină, despre
care vom
vorbi, Lichtman, a
primit și un premiu Nobel.
Dar nu a primit
Premiul Nobel pentru câmpuri luminoase.  A
primit un
premiu Nobel pentru inventarea
fotografiei color, care este foarte
strâns legată de urmele luminoase.
Este surprinzător.
Vom discuta despre asta astăzi.
PUBLIC: [INAUDIBIL]
RAMESH RASKAR: Deci
misiunea are de fapt
două opțiuni, desigur,
iar partea de câmp luminos
are mai multe părți,
mai multe sub-părți.
Dar nu te lăsa intimidat de
toate lucrurile pe care ar trebui să le faci.
Este mai ales o chestiune de
cât de mult vrei să faci.
Și pe baza
antecedentelor tale, așa că dacă
știu că ai o mulțime de
cunoștințe în câmpuri luminoase
și așa mai departe, așa
ca Rohit
acolo, de exemplu,
m-aș aștepta ca el să aprofundeze destul de
mult în sarcină.
Dar aceia dintre voi care
nu au atât de mult
fundal în optică
sau aceia dintre voi care
nu programați și utilizați--
sau nu aveți un
fundal de programare
și nu folosiți niște instrumente bazate pe GUI
pentru a face misiunea propriu-zisă,
bineînțeles că voi  așteaptă-
te să nu-- doar să termini
prima parte, dar nu-- prima
sub-parte, dar nu toate părțile.
Așa că vă vom
normaliza într-un fel performanța în
funcție de antecedentele
și abilitățile dvs.
Așa că poate doriți să-mi trimiteți un
e-mail separat în cazul în care
întâmpinați probleme
și spuneți, hei,
nu am atât de mult
cunoștințe în acest domeniu.
Dar sarcina
este, practic,
este să faci
poze și să faci
o medie a acestor fotografii.
Așa că atunci când tu...
trebuie să faci o fotografie, să
o schimbi și să o adaugi
la altă imagine.
Deci, conceptele
sunt foarte simple,
iar dacă faci
prima sub-parte,
ar trebui să poți face și alte
sub-părți foarte repede dacă te
mai gândești la asta.
Dar din nou, având în vedere că
ai timp limitat,
nu trebuie să
mergi până la capăt.
În regulă, deci ceea ce
voi face
este să încep să vorbesc
despre câmpurile luminoase
și apoi, la jumătate, ne
vom întoarce și vom vorbi
despre sarcină, OK?
Deci, dacă sunteți în fotografie
sau sunteți nou în aparate de fotografiat,
oamenii aruncă întotdeauna
cioturile-- în tine--
opritorul F și obiectivul rapid
și obiectivul lent și OK
și adâncimea de câmp.
Și Ankit a acoperit-
o puțin,
dar este întotdeauna foarte confuz.
Și fotografi, la fel
ca orice alt grup de cult,
încearcă întotdeauna să facă
mai exotic și mai
dificil de înțeles
ceea ce spun.
Așa că sfatul meu general
este ca cercetător,
ca student, ca om de
știință, să
scapi de tot
jargonul și să te concentrezi
pe parametrii cu adevărat simpli.
Deci, F stop, de exemplu,
este foarte complicat
și nu este doar
complicat,
dar este de fapt greșit.
Numerele pe care le folosesc
sunt de fapt greșite.
Sunt reduse
uneori cu până la 10%.
Și creșterea numărului F
sau scăderea numărului F
nu este foarte clar ce
înseamnă, deoarece este
inversul -- deci un
F 2,8 față de F 5,6,
5,6 este de fapt
mai mic decât 2,8.
Lucrăm cu asta.
În microscopie și
imagistica științifică,
ei folosesc
deschiderea numerică, care
este mai semnificativă
deoarece o diafragmă numerică -
când o deschidere devine
mai mare, deschiderea numerică
devine mai mare și face parte
din ordine într-un mod științific.
Deci, să vedem.
Deci întregul concept de
câmp luminos ar putea părea foarte străin
și vă veți întreba de ce
trebuie să-l studiem.
Dar odată ce am înțeles această
relație dintre punctele 3D și
pixelii și
razele 2D și relația
dintre diferitele
raze și așa mai departe,
toate aceste concepte
precum adâncimea câmpului și numărul F
și toate acestea vor
deveni extrem de clare,
iar tu nu vei  Gândiți-vă la ele
ca la niște cantități abstracte,
dar la cantități cu o
anumită semnificație reală.
Bine, așa că am
început să ne
gândim la spațiul razelor.
Și apoi ne-am dat seama
că razele au
cinci dimensiuni pentru că
există un punct și o direcție.
Deci trei grade de libertate pentru
punct și doar două grade
de libertate pentru
direcție - de ce
nu sunt șase grade de
libertate așa cum avem în altă parte?
De obicei au trei
pentru translație,
trei pentru rotație.
Aici avem trei
doar pentru translație,
două pentru rotație.
PUBLIC: Pentru că
nu există [INAUDIBIL]..
RAMESH RASKAR: Îmi pare rău?
PUBLIC: Nu există
nici un [INAUDIBIL]..
RAMESH RASKAR: Nu există niciun rol.
PUBLIC: Da.
RAMESH RASKAR: Ignora asta.
Dar să-mi dau seama că
uneori nu
trebuie să folosești cinci dimensiuni.
Deci poți scăpa
cu patru dimensiuni.
În ce caz se întâmplă asta?
PUBLIC: Aproximație cu două planuri
?
RAMESH RASKAR:
Aproximație cu două plane?
E bine, dar de ce
vă permite să treceți de la...
de ce nu putem trece de la
5 grade 2?
[INAUDIBIL] Ridicați mâna?
OK, hai să-l luăm pe următorul.
PUBLIC: Îți
pasă doar de o singură rază
sau de un singur punct?
RAMESH RASKAR: Exact.
Deci, dacă nu aveți acest
uploader la mijloc,
intensitatea de pe
această parte va
fi intensitatea
de pe cealaltă parte.
Așa că o puteți folosi doar ca o
cantitate cu patru dimensiuni.
Și acum
cantitățile patru dimensionale,
putem specifica mai multe moduri.
Putem specifica fie
o poziție 2D și un unghi 2D,
fie o putem face ca o
parametrizare în două plane,
unde aveți un
punct 2D pe un plan
și un punct 2D pe celălalt.
Și asta se întâmplă într-un fel
în lumea 3D.
Deci coordonatele UV pe acest
plan și coordonatele SD
pe acel plan, și asta
definește direcția razei.
Acum care este dezavantajul?
Mă voi întoarce la asta.
Așa că îți vei da seama
că atunci când
vorbim despre toate
aceste optici și raze
și
cantități geometrice, ne vom
gândi mereu la ele în câmpie.
Deci lumea reală este 3D
și razele sunt în spațiul 4D.
Dar, de dragul
discuției, lumea noastră
este doar 2D,
câmpia, iar razele
au câte dimensiuni?
PUBLIC: 2D.
RAMESH RASKAR: Două
dimensiuni, bine?
Deci ceva ciudat se
întâmplă deja, nu?
Pentru că am mers... într-o
lume 3D, razele sunt 4D.
Dar într-o lume 2D,
razele sunt...
PUBLIC: 2D.
RAMESH RASKAR: --2D, nu?
Există deja o nepotrivire
și, pe măsură ce mergem înainte,
vă veți da seama de unde
vine asta.
Bine, așa că cea mai mare parte a discuției noastre
va rămâne în câmpie.
Deci lumea noastră este 2D.
Razele noastre sunt 2D.
Există un grad de libertate
pentru poziție în aceasta.
Deci, în acest caz, un grad
de libertate pentru poziție
și un grad de libertate
pentru unghi, OK?
Deci acestea sunt cele două
dimensiuni pentru rază.  Îl
putem exprima fie
ca poziție și unghi,
fie ca poziție și poziție.
Acum pare destul de bine.
Sunt niște raze aici, care
nu pot fi reprezentate foarte bine
cu această reprezentare, care,
este în regulă să le reprezinte aici.
Dar ei nu pot fi
reprezentați aici.
Care raza este aici?
Da?
PUBLIC: Cele care sunt
paralele cu avionul?
RAMESH RASKAR: Exact.
Deci e ceva... dacă
o rază este verticală aici, nu
va
intersecta niciodată ambele planuri.
Deci este dificil
de exprimat
în această formulare specială.
Și dacă vă gândiți
la implementare,
atunci orice rază care este --
chiar dacă nu este verticală,
dar aproape de verticală
va avea probleme de eșantionare.
Nu vei putea
reprezenta asta acolo unde te afli.
Și aici, nu
aveți această problemă
pentru că veți obține --
veți folosi o
poziție 3D diferită,
iar theta phi este întotdeauna definit.
Deci asta face foarte simplu.
Bine, deci acum, dacă
poți construi asta, o matrice,
mașina care poate vedea
totul peste tot
în fiecare lungime de undă,
câte dimensiuni este?
PUBLIC: 7D.
RAMESH RASKAR: Şapte
dimensiuni, nu?
Cinci... deci ne întoarcem
la acesta.
5 dimensiuni aici plus
lungimea de undă și aceea.
PUBLIC: OK.
RAMESH RASKAR: OK.
Acum ne vom apropia din ce în ce mai mult
de acea matrice care
vede peste tot.
Și vom începe
cu o matrice de camere.
Și vom spune
că o serie de camere
pot capta câmpul luminos.
Cum se întâmplă asta?
Aici avem... să vedem.
Imaginați-vă în acest avion,
voi pune un set de camere.
Și pentru fiecare cameră,
tamponul de cadre pe care îl
voi
indica ca S și T.
Deci, fiecare poziție a camerei de aici
este dată de coordonatele UV,
iar tamponul de cadru
al fiecărei camere
este specificat de ST.  La fel și
ST, bine?
Deci așa suntem.
Avem avionul UV.
Am de gând să pun o cameră aici.
Și apoi am avionul ST.
Și ceea ce voi
spune este că pentru această cameră,
voi arăta toate
acestea [INAUDIBILE]..
Deci, după cum puteți vedea, imaginea
începe să devină foarte dezordonată
în lumea reală.
Așa că ne întoarcem să-l găsim.
Și ei merg chiar aici.
Deci acesta este avionul meu U
și acesta este avionul meu S.
Am de gând să pun o cameră aici.
Camera aici, camera
aici și camera aici.
Și când spun că plasați
o cameră acolo,
mă refer cu adevărat că
centrul de proiecție,
orificiul
camerei, este plasat aici.
Așa că am pus o cameră pinhole
aici și senzorul înapoi aici.
Și ceea ce face
este că pentru fiecare pixel
prin gaura asta, ei
trage raza aici.
Din nou, vom
gândi ca grecii.
Camera ar trebui să fie plasată
în lume [INAUDIBIL]..
Și coordonatele acestor
pixeli sunt acum și mai mici.
Dar poziția
fiecărei camere [INAUDIBILĂ]..
Deci poate că acest u este egal cu 1,
u este egal cu 2, u este egal cu 3,
u este egal cu 4 și așa mai departe.
Și, în mod similar, pe
coordonatele x, oricare ar fi,
merge coordonată [INAUDIBILĂ].
Și spunem că
această cameră poate capta
toate razele care trec prin ele.
Și apoi această cameră
[INAUDIBILĂ] plus toate razele
care [INAUDIBILĂ].
Deci o afacere foarte asemănătoare
cu [INAUDIBLE]..
Mă duc la cameră,
schimb, schimb, schimb, schimb.
Și va capta
toate acele raze.
Anumite raze lipsesc aici.
Nu sunt aici pentru a captura,
de obicei [INAUDIBIL]..
Deci, capturarea... dacă
fac o fotografie de aici,
voi captura în continuare
1.000 de raze corespunzătoare
fiecărei coordonate X.
Dacă merg aici, am
mai capturat 1.000 de raze.
Deci, în această imagine, am
capturat peste 4.000 de raze.
Și folosesc razele fără a
specifica ce înseamnă.
Dar cred că toată
noțiunea de raze...
un fel de mușcătură care face asta.
Deci ce lipsește?
PUBLIC:
Distribuția punctelor [INAUDIBIL]..
RAMESH RASKAR: Exact.
Deci, aș spune că
atunci când q este egal cu 0,5,
acele raze nu sunt
captate.
Deci asta este viața.
Lumea este continuă.
Și cumva, se va
discretiza și [INAUDIBIL]..
OK, dar asta e în regulă.
Este destul de aproape ca să
începem să reprezentăm
lumea într-o rezoluție 4D.
Deci, acum, dacă cineva
vă întreabă care este
dimensionalitatea
lumii, oamenii
spun, desigur, da, este 3D.
Dar ce este chestia asta?
Lumea este de fapt patru.
Și este aproape un
concept dificil de transmis.
Dar alte moduri de a gândi
la aceeași situație
este să vă imaginați dacă
construiți o hologramă.
Ai o hologramă și
stai în fața ei.
Și holograma are un
sistem de coordonate ST.
Și în timp ce îți miști capul,
vezi o nouă imagine care iese
din această hologramă, nu?
Deci, dacă mă mișc în
direcția U,
văd un set diferit de imagini.
Dar dacă îmi mișc capul în sus
și în jos, atunci [INAUDIBLE]
văd imagini noi în
direcția v.
Deci, holograma înregistrează, de asemenea,
raze cu patru dimensiuni
pe anumite afișaje,
perpendiculare [INAUDIBIL]..
El înregistrează și
o versiune 4D.
Deci, pentru a înregistra o vedere printr-
o fereastră, de exemplu,
trebuie să mă adaptez la un
set de date cu patru dimensiuni
într-o lume bidimensională.
Și aceasta este problema [INAUDIBILĂ].
Și acesta este de fapt
invers.
Vom
captura lumea.
Și când surprindeți lumea
prin fereastră, din nou,
înregistrăm un
[INAUDIBIL] cu patru dimensiuni.
Așa că încercați să
discutați cu prietenii dvs.
unde lumea este 3D sau 4D.
Poate că [INAUDIBILUL] au
mai luat o dimensiune.
Bine, așa că acum
avem camere RF
și ne vom
gândi la cum se
poate realiza acest lucru
nu cu camerele RF,
ci doar cu o singură cameră.
Deci, camera RF este
foarte asemănătoare
cu aceasta, doar un set de camere
cu o grămadă de senzori
în spate.
Și în ceea ce
privește fotografia,
vrem să ne gândim
cum putem realiza
asta doar cu o singură cameră.
Așadar, sunt câteva concepte pe care
urmează să le
analizăm cu mai multă atenție.
Una este că o imagine care este
creată pentru un punct 3D
este de fapt o sumă de
mai multe imagini create
de diferite părți ale lentilei.
Deci, dacă avem un obiectiv întreg
și acoperiți toate aceste părți
și apoi faceți
asta mai des,
se va crea o singură imagine.
Apoi, dacă blochez la unul în care îl
vedem pe acesta deschis,
vei primi o altă
imagine și așa mai departe.
Și în acest caz, voi obține,
cred, cinci imagini diferite.
Acum care este diferența
dintre cele cinci imagini.
Puteți
vedea întotdeauna indiciu aici.
Parcă aș pune
o cameră aici,
apoi am pus camera aici,
apoi am plasat o cameră aici,
aici și aici.
Așadar, este ca și cum deschiderea unei părți
a diafragmei sau a sub-apertura
este la fel ca și cum mișcați o cameră,
dar în interiorul deschiderii
oculului.
Dacă deschiderea ta este de numai
aproximativ 25 de milimetri,
întreaga schimbare este de numai
aproximativ 25 de milimetri.
Dar există o diferență
între această situație
și această situație, bine?
Deci, pentru că toate
acestea sunt niște găuri
și nu există optica în el
și acesta are coșuri,
dar există o formă specială.
Dacă te uiți doar
la orice secțiune,
cum arată?
Nu te uita la întregul obiectiv.
Privește doar o secțiune.  Îmi
pare rău?
PUBLIC: Trapezul?
RAMESH RASKAR: Trapez, care
este trunchierea unei prisme,
nu?
Deci, vă puteți gândi la o
lentilă ca fiind formată
din secțiuni ale unei prisme.
Și, desigur, această
prismă este trunchiată aici.
Și această prismă este
trunchiată aici.
Și aceasta este doar o placă
de sticlă, doar o [INAUDIBILĂ]..
Deci este doar o
bucată plată de sticlă.
Chiar nu face nimic.
Și așa în liceu,
când se spune...
când lumina ajunge în
centrul lentilei,
nu schimbă lumina.
Este o placă de sticlă.
Desigur, lumina trece prin el.
Și aici, întreaga prismă.
Deci intră lumina
și se deviază.
Deci avem doar un set de prisme.
Aici avem doar
un set de găuri.
Deci, să mai atribuim o dată unele dintre acele
coordonate.
Vom spune
poziția camerei, nu?
Poziția camerei
aici este dată de U
și poziția pixelului
este dată de S. Aici
puteți ignora a
doua variabilă.
Și vom
încerca să înțelegem
acest spațiu cu patru dimensiuni
pe care camera l-a capturat.
Vă voi da un
punct de referință aici,
adică dacă o cameră poate captura
această reprezentare în patru dimensiuni
a luminii, a
surprins tot ceea ce
trece prin
obiectivul respectiv și include
faza și toate acele informații.
Deci, toate
informațiile geometrice despre lume
sunt complet
captate de această
reprezentare cu patru dimensiuni.
Așa că, odată ce ai
asta, desigur,
poți să te întorci și să
faci orice vrei.
Puteți face reorientare digitală.
Puteți estima forma 3D.
Puteți introduce obiecte noi
în el, orice doriți.
Asta e tot ce poți obține.
Deci, doar mergând cu două dimensiuni
mai sus, de la 2D la 4D,
este o reprezentare completă.
Și de aceea este atât de
important să surprindeți
asta pentru prelegeri,
deoarece dacă
doriți să vă gândiți la orice aplicație de
fotografie sofisticată
, aceasta este
informația maximă pe care o puteți obține.
Mai avem
lungimea de undă și timpul
și polarizarea și așa mai
departe, dar acestea nu sunt
dimensiuni geometrice.
Dimensiunile geometriei sunt doar
spațiu și unghi sau două spațiu
și așa mai departe.
Bine, așa că, așa cum am spus, ne vom
gândi la lungimi
ca fiind alcătuite dintr-o
succesiune de prisme.
Și când captezi
un film ușor,
ajungi să obții o
imagine care arată așa.
Deci imaginea de aici versus
aici versus aici versus aici
va avea o mică paralaxă
pe măsură ce vă deplasați.
Va arăta aproape
la fel, dar va
exista o paralaxă foarte mică.
Deci, dacă te uiți la
acest set de imagini,
arată aproape la
fel și sunt surprinse
de o cameră cu câmp luminos.
Dar dacă vezi foarte
atent, atunci distanța
dintre ochi și
urechea corpului
se schimbă de sus în jos.
Aici aproape
atinge ochiul.
Și aici, există un
decalaj semnificativ între...
deci sunt aceste
mici goluri și sunt
sigur că atunci când faci
acest experiment în care
te uiți la ceva cu
ochiul stâng versus ochiul drept,
pare să se schimbe.
Degetul tău pare să se miște.
Și asta este paralaxa
pe care o introduci.
Și acesta este
același efect care se
întâmplă aici, deoarece
paralaxa dintre ochi
este de doar aproximativ șase centimetri.
Dar asta este suficient pentru a
crea schimbare și relativ
la anumite poziții.
PUBLIC: Care este o metodă
de captare a fazei?
RAMESH RASKAR: Deci vom
veni să discutăm despre asta.
Este o întrebare foarte importantă.
În regulă, și Marc Levoy
și grupul său de la Stanford
sunt lideri mondiali în ceea ce
privește multe tipuri de camere cu câmp luminos
și, de asemenea,
aplicațiile lor
în diferite domenii.
Așa că am luat o mulțime de diapozitive
din prezentările lui
și le-a aplicat și
pentru microscopie și așa mai departe.  În
regulă, deci foarte pe scurt...
Nu sunt sigur că am dreptate.
OK, foarte pe scurt,
există și alte moduri în care
poți reprezenta asta.
Deci, acum, ne gândim
la un plan UV și un
plan ST și doar la
intersecția acestora.
Dar, în funcție de
aplicația dvs., este
posibil să aveți și altele.
Poate ai o sferă.
Și tăiați emisfera,
cele două emisfere.
Și orice punct din această
emisferă și orice punct
din acea emisferă împreună
vor crea și o rază.
Sau, în unele cazuri,
doriți să creați
un colector 2D convenabil,
iar poziția pe colector
și câmpul theta față
de scufundare pot fi, de asemenea, electrice.
Deci, doar aceia dintre voi care se
gândesc la asta matematic,
există un continuum între
câmpurile de lumină flexibile
și parametrizarea în două plane
[INAUDIBIL]..
Bine, așa că să
revenim la vorbirea
despre câmpul luminos
din interiorul camerei.
Deci, de ce o cameră tradițională
captează acest câmp luminos 4D?
Deci ai un punct de
focalizare clară.
Motivul pentru care [INAUDIBIL] se
îndoaie la lentilă
și converg
către un fotodetector.
Și toată strălucirea venită
din direcții diferite
este integrată
împreună pentru a ajunge la--
și aceasta este înregistrată ca
intensitate [INAUDIBIL]..
Deci ceea ce obții
acolo sunt doar două--
deci senzorul de zbor, obții o imagine 2D.
Întrebarea este,
ce obținem în plus
atunci când surprindem un câmp luminos 4D
în termeni de [INAUDIBIL]?
PUBLIC: Deci, acum,
comprimă toate unghiurile
în [INAUDIBIL]
extrage unghiurile.
RAMESH RASKAR: Exact.
Deci aceasta este cea mai
importantă întrebare.
Ține minte, o repet de
mai multe ori.
Dar acum vrem să
aflăm nu doar
totalul întregului
spațiu, ci și
valoarea fiecăreia
dintre aceste reguli.
OK, și de unde
provin razele individual?
Ele provin din
diferite părți ale lentilei.
Deci există o
relație foarte interesantă
între obiectiv și senzor.
Și dacă realizezi această
relație geometrică, s-
ar putea să poți
recupera această prelegere 4D.
Așa că [INAUDIBLE] și studentul său au
venit cu o idee în 1992
să încerce să construiască
un dispozitiv compact.
Ideea originală a fost din nou
prezentată de Lippmann în 1908,
acum mai bine de 100 de ani.
Deci conceptul de
câmp luminos a fost de
aproximativ 100 de ani.
Și apoi Brenning
la Stanford în 2005 a
creat acest
dispozitiv cu adevărat frumos
care poate captura foarte compact și
un câmp luminos.
Ideea de bază este
foarte simplă.
Mutați senzorul
puțin mai în spate,
doar câțiva micrometri,
apoi înlocuiți acest plan
cu un set de microlensuri.
Și dacă te uiți doar
la acestea două aici,
este foarte asemănător cu
afișajul lenticular
sau cu afișajul pe bază de microlens pe
care îl vezi pe cutiile de cereale
și rigle și așa mai departe.
Dar acum o vom folosi
pentru imagini, mai degrabă decât
pentru afișare.
Și așa au
construit dispozitivul.
Ei au plasat aceste
matrice de microlensuri.
Pasul fiecărui microlens
este de 125 de microni, iar pixelul
în sine este de aproximativ 9 microni.
Deci, sub fiecare
matrice de microlensuri de aici, aveți aproximativ 9
pe 9 pixeli--
scuze, 14 pe 14 pixeli.
Îmi pare rău.
Și apoi, ceea ce
vor face ei
este să înregistreze
lumina care vine în 14
direcții diferite.
Asta
înseamnă, practic, că vor
tăia
lentila în 14 segmente
și vor capta
lumina care ar fi apărut
dacă tocmai aș deschide
prima parte a acesteia
și le-aș bloca pe
celelalte 13, apoi
am deblocat doar  al doilea
și a blocat totul.
Deci, cele 14 fotografii pe
care le-aș fi
făcut expunând o singură
sub-apertura odată, le
puteți surprinde
într-o singură fotografie.
Da.
AUDIENTĂ: Deci am o întrebare
despre matricea [INAUDIBILĂ].
Iese vreodată vreuna dintre raze
în afara acelei zone de 14 pe 14
și lovește un alt
fel de lucru?
Deci...
RAMESH RASKAR: Deci
nu vine de aici.
Este ceva de
aici, dar vino și...
PUBLIC: Da.
RAMESH RASKAR:
--și strică imaginea?
PUBLIC: Da.
RAMESH RASKAR: Aceasta este
o întrebare grozavă.
Este o întrebare grozavă
și vom ajunge la asta.
Și practic se
referă la numărul F
sau la unghiurile relative de deschidere
ale lentilei principale
și ale microlentillei.
PUBLIC: Dar scopul este ca
asta să nu se întâmple, nu?
RAMESH RASKAR: Exact, da.
Nu doar că nu ar trebui să se
întâmple în ceea ce privește suprapunerea,
dar nici nu doriți
leziuni negre aici.
Așa că doriți să puneți
imaginile sub-apertura cât mai
strânsă posibil.
Și acestea sunt câteva
exemple în acest sens.
Da.
PUBLIC: Deci, de ce nu pot să
cred asta ca [INAUDIBIL]?
Adică, este o matrice destul de drăguță
la care lucrezi.
Poate mă pot gândi
la el, la sistem,
ca la ecuațiile mele negative
[INAUDIBILE]
și, dacă cunosc
parametrii necunoscutelor,
atunci pot doar să rezolv.
Nu am nevoie
să-- un extra--
RAMESH RASKAR: Excelent.  E
o întrebare foarte bună.
Deci, aceia dintre voi
care considerați asta
ca la un fel de proiecție
a unui spațiu 4D pe un senzor 2D
vor spune: OK,
trebuie să existe o modalitate prin care
pot recupera
imaginea 4D, reprezentarea 4D,
din această imagine 2D, nu?
Și de fapt,
depinde de scenă, s-
ar putea să o faci.
Dar, în general, această inversiune
este foarte instabilă pentru că...
o să explic.
Pentru că dacă ai...
deci ce înseamnă să
surprinzi de fapt această imagine?
Dacă am ceva care este
foarte clar în focalizare,
atunci toate razele
au convergit spre asta.
Deci nu există aproape nicio informație
înregistrată despre relația
dintre asta și asta și asta.
Și să vedem dacă nu
mă concentrez.
Atunci voi obține o neclaritate aici.
Și ne vom uita la asta mai mult.
Și toate neclaritățile vor
merge una peste alta.
Deci, practic, reducem
dimensiunile setului de date
și sperăm să căutăm
și să recuperăm un set de date cu emisii mai mari
.
PUBLIC: Dar chiar dacă
ceva în termeni de--
OK, deci ceea ce spui
este că probabil că nu
rezolvi acest lucru important
pentru că obții
ecuații liniare [INAUDIBILE].
RAMESH RASKAR: Da.
PUBLIC: [INAUDIBIL].
Încerc să înțeleg
de ce [INAUDIBIL] doar pentru că,
concentrându-mă pe însumări,
coeficienții
tuturor variabilelor
vor fi foarte
mici pentru fiecare senzor?
RAMESH RASKAR: Este
o problemă mai mare
decât asta pentru că
nu uitați,
trecem de la patru dimensiuni
la două dimensiuni.
Ceea ce spui este valabil atunci când
trecem de la două dimensiuni
la două dimensiuni.
Dar dacă trec de la patru
dimensiuni la două dimensiuni,
există o reprezentare semnificativă--
este o reprezentare cu pierderi
a semnalului.
Dacă am o scenă foarte unică
care în sine nu
are un câmp luminos 4D care
se stinge, atunci o
pot aminti [INAUDIBIL].
AUDIENTĂ: [INAUDIBIL]
Sensarea lungă [INAUDIBILĂ] [INAUDIBILĂ]
nu avea doar
informații complete -
RAMESH RASKAR: Exact.
PUBLIC: Dar asta înseamnă
că nu pot rezolva de fapt?
RAMESH RASKAR: În majoritatea
cazurilor, nu poți.
PUBLIC: [INAUDIBIL]
patru pixeli ca--
sau patru [INAUDIBILI]
scenă originală ca un pixel.
RAMESH RASKAR: Da.
PUBLIC: Pot să rezolv asta?
RAMESH RASKAR: Deci, pentru a-ți reformula
întrebarea, spui,
cum pot pune la coadă o
rezoluție
și să recuperez o reprezentare cu patru dimensiuni
, nu?
Și exact asta se
întâmplă aici
cu o fizică al naibii.
Deci, în loc să vă gândiți la
asta doar ca
lentilă și senzor, dacă
luați ceva ajutor de la fizică
și optică, atunci se
dovedește că acea inversare
este posibilă.
PUBLIC: Dar de ce
nu pot să îmi placă [INAUDIBLE]
doar
stabilitatea teoretică?
Deoarece [INAUDIBIL]
mic [INAUDIBIL]
proces fizic [INAUDIBIL]
ecuația poate avea independent?
RAMESH RASKAR: Este doar
stabilitate numerică.
Da, vreau să spun, în primul rând,
treci de la 4D la 2D.
Uneori, chiar și trecerea 2D în
2D, este posibil să nu fie inversabilă.
Și aici, pentru că
treci de la 4D la 2D,
este și mai provocator.
PUBLIC: [INAUDIBLE]
nu a avut
[INAUDIBLE] complet, complet.
RAMESH RASKAR: Exact.
PUBLIC: [INAUDIBIL]
RAMESH RASKAR: Exact.
Publicul: Ar trebui să fie
posibil să rezolvăm asta.
RAMESH RASKAR: Deci un
bun exemplu în acest sens
este în astronomie și
îl vom vedea mai târziu.
Ne uităm la o stea.
Și clar, dacă faci
o fotografie a stelei,
în diafragma
obiectivului, steaua
nu se schimbă atât de mult.
Deci, în mod clar, sunt
date redundante.
Și apoi câmpurile luminoase sunt folosite
acolo pentru a afla de fapt
aberația din aer.
Deci acesta este un exemplu pe care îl privim.
Dar aceasta este o
întrebare foarte importantă
pentru că vom
intra mereu în asta.
Întotdeauna vrem să facem
mai mult cu mai puțin, nu?
Deci, o motivație este
modul în care un senzor 2D
va capta cumva mai multe informații.
Și vom
folosi fie unele optice
și unele
tehnici fizice, fie vom
folosi unele
tehnici de calcul.
Și cel mai bun scenariu
sau cea mai bună strategie
este de fapt combinarea celor două.
Combină o abordare fizică și cea
computațională
pentru a-l recupera pe cel mic.
Și lucrurile pe care le-am văzut
la ultima clasă,
de exemplu, a putea
spune dacă un măr este
real sau fals sau a fi capabil să
citească o carte de joc și toate
astea, este o
problemă similară, corect,
pentru că lumea
are dimensiuni mari,
și avem doar un senzor 2D.
PUBLIC: OK, deci o
întrebare despre asta.
Nu ar fi asemănător dacă aș
lua senzorul foto
și ceva
și l-aș muta
înainte ca să
nu convergă toate razele?
Adică, aștept
să-i despart.
Când le-aș primi
înainte ca acestea să converge?
RAMESH RASKAR: Te
gândești la direcția corectă.
Există mai multe moduri în care
puteți recupera toate razele 4D.
Puteți... cel mai simplu ar fi
să blocați o parte din ea
și să faceți mai multe fotografii.
Deci asta este multiplexarea timpului.
Acesta este multiplexarea spațială
pentru că renunț la
o rezoluție aici pentru a putea
recupera direcția razei.
Deci schimb
rezoluția spațială
cu rezoluția unghiulară, nu?
Și apoi tehnica pe care o
descrii spune,
de ce să nu miști
senzorul înainte și înapoi
și să faci mai multe fotografii?
Și asta este de fapt ceea ce este
folosit în astronomie pentru a recupera
aberația de pe
cer și așa mai departe.
Deci dacă aș fi venit cu
asta acum câteva zeci de ani.
De fapt, în 1967,
diversitatea fazelor a fost, cred,
inventată de un
profesor de la Tufts.
În regulă, deci doar o
bucată din acel lucru pe care l-am
văzut mai devreme că
putem face imaginea de 16 megapixeli
acum, 4.000 pe 4.000.
Dar apoi pentru că fiecare microlensă
va fi tratată acum ca doar un
pixel, mai degrabă un megapixel.
Dar sub un megapixel,
ai 14 pe 14 pixeli.
Deci, în ceea ce privește megapixeli,
aveți doar o imagine de 292 x 293.
Dar pentru că fiecare megapixel
are 14 pe 14 dedesubt,
putem face o
refocalizare digitală dintr-o singură fotografie.
Deci, aceasta este
multiplexare spațială, deoarece
schimbăm spațiu cu unghi.
Deci, iată un exemplu în care
ați spus: OK,
vreau să renunț la patru pixeli pentru a
obține unghiuri pentru un singur pixel.
Așa că acum am renunțat la 14
pe 14 pentru un megapixel.
Dar totuși, asta implică
utilizarea opticii suplimentare,
iar visul tău este că pot face
asta fără să schimb nimic,
nu?
Este corect?
PUBLIC: Puteți
focaliza partea din stânga a imaginii de
aproape și partea din stânga a
imaginii [INAUDIBILĂ]
în spate?
RAMESH RASKAR: Da,
poți face asta
și asta face parte
din sarcină.

Acum este posibil să aveți o focalizare înclinată.  Spre
deosebire de
schimbarea plană a focalizării,
puteți avea o focalizare care
nu este la o adâncime constantă,
ci într-o anumită înclinare.
Și fotografia tilt shift
, pe care am
văzut-o chiar în
prima clasă, unde
unghiul tău dintre lentile...
de obicei, când
ai un obiectiv în centru,
ceea ce este focalizat aici.
Și folosind legea [INAUDIBILĂ], dacă
deplasez senzorul de aici
în aici, atunci focalizarea plană se
schimbă de acolo spre acolo.
Deci diferite lucruri
intră în atenție.
Dar, de fapt, dacă îi
înclinați pe acești tipi,
atunci focalizarea plană reală
a fost pe [INAUDIBIL]..
Și principiul [INAUDIBIL]
spune că acest caz și acest caz se
vor întâlni la un moment dat.
Dar cu camera cu câmp luminos,
puteți face acest lucru direct.
Și puteți decide
acest efect ulterior,
după enunțul problemei.
Planul de focalizare
nu se
schimbă cu adevărat [INAUDIBIL] și așa mai departe.
Așa că vă recomand să faceți
acea parte a sarcinii.
Puteți sări peste primul
și mergeți doar pentru acea parte.
Deoarece modul în care se

realizează reorientarea, așa cum am
discutat data trecută,
veți
lua toate aceste 14
imagini în cazul unei linii plate
și veți pur și simplu să le mutați și să le adăugați.
Iar modul în care le mutați și le adăugați
decide acea focalizare plană.
Dacă nu schimb și
adaug, mă concentrez la infinit.
Dacă mă schimb puțin și
adaug, încep să mă concentrez mai aproape.
Dacă schimb mai mult și adaug, mă
concentrez foarte aproape.
Dar apoi nu
le schimb pe toate la fel.  Pe
unele le pot schimba
mai mult, iar pe altele mai puțin.
Și apoi mă pot concentra
pe [INAUDIBIL]..
Continuă.
PUBLIC: [INAUDIBIL] pentru a
presupune că estomparea pixelilor va
fi constantă sau [INAUDIBIL] cu
siguranță pentru un anumit pas.
RAMESH RASKAR: Ce
vrei să spui cu asta?
Puteți repeta?
PUBLIC: Deci, pe măsură ce vă scufundați pentru
o anumită focalizare [INAUDIBILĂ].
RAMESH RASKAR: Corect.
PUBLIC: Pixelul [INAUDIBIL]
pentru a vedea ce este [INAUDIBIL]..
RAMESH RASKAR: Mm-hm.
PUBLIC: Este o
presupunere rezonabilă?
RAMESH RASKAR: Este o
presupunere rezonabilă.
Este o presupunere rezonabilă
că fiecare punct la o anumită
adâncime va avea
aceeași cantitate de neclaritate.
Când începeți să vă gândiți
la separarea lungimii
și așa mai departe, veți
realiza de fapt
că acest lucru este adevărat doar în
partea de mijloc a imaginii.
Dar pe măsură ce mergeți la
periferia imaginii,
începeți să obțineți niște
efecte de separare a lungimii.
Dar la aproximarea de ordinul întâi
,
puteți presupune că întregul
lanț are același debordare.
Și asta este ceea ce
distinge o cameră ieftină
de o cameră scumpă --
pentru că pentru o cameră ieftină,
centrul este de bună calitate,
dar periferia nu.
Și o
cameră scumpă va încerca să folosească
mai multe obiective și
tot felul de trucuri
pentru a se asigura că această
afirmație este adevărată.
Bine, așa că acum ajungem
la partea care
sugerează un fel de concept între
calculul științific și
câmpurile luminoase.
Deci, când vrei să...
există tot acest
concept de optică adaptivă
care este folosit în astronomie
și telescoape și așa mai departe.
Și ceea ce spune pur și simplu
este că, dacă mă
uit la o stea
care este foarte departe,
atunci fronturile de undă care
vin de la stea
ar trebui să fie în mare parte plane.
Așa că imaginați-vă că, pentru
o piatră în apă,
începe să creeze
lungimi de undă
în care dacă mergeți
suficient de departe,
acestea devin în mare parte
vibrații plane [INAUDIBILE].
Deci totul este clar între
stea și unde ești tu.
Toate fronturile de undă
ar trebui să arate plane.
Dar dacă există unele perturbări din
cauza aerului cald și așa mai departe,
aceasta va fi distorsionată.
Deci, să spunem că acesta este...
aici este aer cald.
Nu există nimic aici,
ceea ce conceptual este
același cu a pune o bucată de
sticlă aici și nimic peste ea.
Deci, aici, lumina
continuă așa cum este.
Dar aici, lumina
încetinește și durează puțin mai mult
să se aprindă.
Și astfel frontul de undă va
arăta cam așa.
Și pe măsură ce mergi mai departe,
toate încep să se conecteze.
Acum vă puteți imagina că este un
alt buzunar de aer cald
undeva aici.
Și atunci tipul ăsta
va încetini.
Așa că vei începe să cauți
așa ceva, așa.
Deci fronturile de undă sunt îndoite.
Acum, modul în care este gândit
în știință și imagistică
este că, dacă vreau să fac o
fotografie acestei stele care
este departe și
fronturile de undă sunt îndoite astfel,
imaginea pe care o voi
obține nu va fi clară
sau de fapt va fi neclară.
Și ți se întâmplă asta,
corect, dacă te uiți doar
la aer cald sau la o scenă de ceață...
OK, nu o scenă de ceață,
ci doar dacă te
uiți peste râu spre
Boston, chiar și într-o zi senină,
deoarece
variațiile de temperatură
pe  apa versus pământ,
luminile nu vor fi ascuțite.  Vor fi
neclare.
Și de fapt, de-a lungul
timpului, par
să se schimbe
puțin [INAUDIBIL]..
Și asta se întâmplă
pentru că la un moment dat, s-a
îndoit în acest fel.  În
altă clipă, s-a
îndoit invers
pentru că buzunarul se schimbă.
Buzunarul de aer se
schimbă în sus și în jos.
Deci aceasta este o mare
problemă pentru telescoape,
deoarece ar dori
să vadă acest lucru foarte clar.
Și acesta este un exemplu în care
știm că ar trebui să ne uităm
la ceva care este foarte
departe și într-adevăr nu
[INAUDIBIL] pentru că [
INAUDIBIL] este complet negru aici
și există o galaxie
sau ceva [INAUDIBIL]
aici foarte  , foarte departe.
Așa că ceea ce mi-aș dori să
fac este să-i iau pe toți acești tipi.
Și dacă pot într-un fel,
printr-o altă metodă, să îmi dau seama
care
este această tulburare,
vreau să creez un mecanism
astfel încât, atunci când iese, să
revină
la frumos și curat.
Așa că înainte de asta, ar trebui să spun
că într-o situație normală, într-
o situație amicală, din
același punct, lumina se ridică.
Este paralel.
Și apoi amintiți-vă de
bucata de sticlă
care este cea mai groasă, nu?  Deci
încetinește destul de mult.
Și aici,
sticla este foarte subțire.
Merge destul de repede.  În
regulă, deci ceea ce apare
ca undă plană
începe să devină un
concav pentru că nu uitați,
aceasta a încetinit cel
mai mult și aceasta a încetinit cel
mai puțin.
Și aceasta se va
reduce la unul.
Deci, acesta este un fel de
mod real de propagare de a gândi
modul în care se formează imaginea.
Iar reprezentarea razelor
va fi obiectivul nostru, punctul nostru de vedere.
Ele merg paralel.
Este o prismă.
Și fiecare prismă,
piesa de mijloc a acestui pahar,
trece direct prin.
Aceasta este o prismă
cu acest film ușor.
Deci raza este puțin îndoită.
Acesta este practic
prismă [INAUDIBIL]..
Și în cele din urmă,
formează [INAUDIBIL]..
Dar apoi [INAUDIBIL].
Și arătând aceste două
exemple, ceea ce realizăm
este că nu ne gândim la modul în care
diferitele părți ale lentilei
influențează imaginea primită.
Așa că revenind la
acest exemplu în care
doriți să vă ocupați de a privi
ceva care este foarte departe,
atunci pot--
așa că am menționat acest
front de undă distorsionat aici.  Mai
întâi îl pot reflecta
dintr-o oglindă.
Și ceea ce voi
face este pentru că forma
acestei oglinzi va
fi exact opusă
acestui lucru anume.
Așa că voi face
așa ceva.
Și când asta a fost
adevărat, deși a
fost cheltuit așa aici, când se
stinge, va fi [INAUDIBIL].
Și atunci pot pune un obiectiv
și pot captura imaginea.
Deci așa se
face în astronomie.
Și această
oglindă deformabilă se deformează
la mii de Herți.
Și cum calculează ei
care sunt perturbațiile?
Stie cineva?
Ei trage de fapt
un laser care
ionizează la o anumită înălțime.
Deci practic
creează o stea virtuală.
Uneori o numesc stea
pilot.
Și fac o poză cu asta.
Și știu că steaua ar
trebui să arate ca un punct.
Deci, orice modificare a
aspectului acelei stele
este un indiciu al modului în care
aerul dintre telescop
și stratosferă
afectează lumina care vine.
Și astfel poți folosi acel
mecanism pentru a corecta...
astfel încât steaua pilot să
acționeze practic ca o calibrare
și să transmită acel semnal
către oglinda deformabilă.
Și va corecta
acel front de undă care vine.
Deci, dacă avem același lucru,
poți să ieși în aer cald
unde ai acele miraje
pe o stradă, pe o autostradă
sau peste apă și poți
corecta în timp real.
Dar asta este cu adevărat,
foarte scump.
PUBLIC: Pentru a face o
fereastră, [INAUDIBIL]..
RAMESH RASKAR: Deci
vrei să o corectezi
sau vrei să
creezi iluzia
că afară este aer cald?
PUBLIC: Iluzie, da.
RAMESH RASKAR: Da,
cred că poți.
Da, e destul de ușor.  Va
fi un
efect foarte interesant.
De fapt, ceea ce poți face este să
iei o bucată de sticlă.
Și vreau să spun, singura
proprietate cheie a mirajului
este că nu este doar faptul că
ai o inversare.
Toată lumea este familiarizată cu
mirajul aici, unde aveți...
este Walter [INAUDIBIL].
PUBLIC: Cred că este John.
RAMESH RASKAR: John, îmi pare rău.
Îți place și cu asta?
PUBLIC: Da.
RAMESH RASKAR: OK.
Doar spune-mi și voi trece
pe partea cealaltă.
În caz de miraj,
ai autostrada.
Tu conduci pe aici.
Eu stau aici.
Și așa raza
merge drept.
[INAUDIBIL].
OK, și uneori, practic,
creezi obiectivul [INAUDIBIL]..
Și ceea ce vezi
în imagine este
că ai drumul
care merge spre tine.
Atunci vezi
cerul albastru, nu?  Să ne
uităm înapoi aici.
Și apoi vezi mașina care
vine din cealaltă parte.
Deci ai această inversiune.
Și asta este foarte asemănător
cu această inversare,
deoarece aerul din apropierea
drumului este foarte fierbinte.
Este [INAUDIBIL].
PUBLIC: [INAUDIBIL]
RAMESH RASKAR: Îmi pare rău?
AUDIENTĂ: Este din cauza
împrăștierii Bragg [INAUDIBILĂ]?
RAMESH RASKAR:
Risipirea Bragg?
Da, se reflectă și asta.
Reflecția [INAUDIBILĂ]
și așa mai departe pentru că din nou,
schimbarea [INAUDIBILĂ].
Schimbare foarte minoră
răspândită pe kilometri.
Deci, oricum, motivul pentru
care aduc asta în discuție
este modul în care este calculat--
acum împușci o stea pilot
și vrei să-ți dai seama
cum este filtrat aerul.
Cum fac asta?
PUBLIC: Ramesh.
RAMESH RASKAR: Da.
PUBLIC: Cum vor ei să-și
imagineze acele vedete pilot?
Deci spuneți că le împușcați
cu un laser, nu?
RAMESH RASKAR: Da.
AUDIENTĂ: Ar trebui [INAUDIBIL]
pentru ca ei să poată vedea.
RAMESH RASKAR: Nu,
ionizează aerul
și doar vezi
acest punct luminos.
[INAUDIBIL]
PUBLIC: Și apoi
compensând doar

variațiile sferice reale.
RAMESH RASKAR: Exact.
PUBLIC: Pentru că
există și alte abateri
datorate masei și [INAUDIBIL].
RAMESH RASKAR: Se
schimbă foarte rapid.  În
fiecare secundă,
aerul se schimbă.
Deci numai dacă
o compensezi o dată,
asta nu este suficient de bun
pentru că se schimbă fiecare.
OK, deci acum avem
steaua pilot.
Cum îți dai seama cum să
deformezi acele oglinzi?
Ei captează un câmp luminos.
Dar nu așa
explică ei.
Explicați-l folosind
noțiunea de
senzor de front de undă [INAUDIBIL].
Acesta este modelul pe care îl folosesc.
Sunt foarte
scumpe pentru că sunt de
foarte bună calitate.
Tot ce fac ei este
acest front de undă să vină
și au un obiectiv foarte
asemănător cu cel pe care l-am văzut
de la [INAUDIBLE] la Stanford.
Și imaginea care se găsește
aici vă spune de fapt
cum se îndoaie lumina.
Deci, să revenim la
imaginea noastră de aici.
Știm că dacă aveți un obiectiv
și frontul de undă călătorește
în paralel,
forma imaginii undei este...
PUBLIC: Focal.
RAMESH RASKAR: Focal.
Exact cu focala.
Dacă frontul de undă se schimbă,
unde se vor forma?
Formație [INAUDIBILĂ], nu?
Deci un particular...
Acesta este A. Acesta este B.
Imaginea lui A va fi formată aici.  Se va
forma B.
Deci, din nou în optica undelor, dacă
lumina vine de aici,
imaginea va veni aici.
Dacă lumina vine de aici,
imaginea va veni aici.
[INAUDIBIL]
Acum, ceea ce se întâmplă aici
este că nu avem acest obiectiv,
dar avem un set de lentile.
Deci vom avea lentile, lentile,
lentile, lentile și așa mai departe.
Dacă te uiți la un
cer foarte senin sus pe steaua pilot,
fronturile de undă se vor amplifica.
Și toate imaginile se vor forma
exact în același timp.
Dar ai menționat, din cauza
perturbării, că ai,
cred, un exemplu foarte simplu.
Ai ceva care
merge direct
și ceva la fel.
Acesta este un exemplu.
Acum, ceea ce se va întâmpla
este că această cale, când
lovește aceste lentile,
este [INAUDIBIL]
făcută în aceeași locație.
Dar pentru aceasta
, care este înclinată,
imaginea va fi formată
ușor decentrat.
Deci pot căuta
această imagine, nu?
Inițial, punctul era în
mijloc, mijloc, mijloc, mijloc.
Și acum, după
aberație, punctul real
va fi deplasat.
Deci acești doi tipi sunt bine,
dar acești doi tipi, unii s-au
schimbat la mijloc.
Și asta vă spune cum
se îndoaie valurile.
Doar alimentați acest
semnal diferențiabil.
Simți oglinda, iar
oglinda va [INAUDIBIL]..
E la fel de simplu.
Dar aceasta este, de asemenea, [INAUDIBIL]
pentru că te poți gândi la asta
ca la o perturbare a acestui lucru.
Deci, în acest caz, undele
călătoresc în linie dreaptă.
Deci axa optică.
Și în acest caz,
valurile călătoreau
[INAUDIBIL] așa.
Și de aceea
băieții ăștia ajung aici.
Se îndepărtează ușor.
Și tipul ăsta merge [INAUDIBIL].
Deci noțiunea de
câmp luminos este, de asemenea,
foarte compatibilă cu
noțiunea de fronturi de undă.
Mai sunt câteva detalii,
dar, din nou, păstrați-l simplu.
Este, de asemenea, folosit în oftalmologie
pentru a observa orice aberații
ale cristalinului ochiului.  Exact
aceeasi idee.  Ai... hai să
vedem.
Ai avut retina aici.
Ai putea cumva să
atribui fasciculul
și să creezi un punct luminos, mic.
Dacă totul este bine,
lumina va trece prin el
și va crea acest
set de puncte în mijloc.
Dacă există o aberație în
lentilă, acest front de undă se va îndoi,
iar punctele
nu ar fi în centru,
dar vor fi
compensate [INAUDIBIL]..
Deci, într-un singur
instantaneu, vă pot spune
care este variația
șirului.  este.
Există un
element critic aici despre
care nu
vorbesc, și
anume atunci când scoți această curbă
, nu
obții cu adevărat toată grosimea sau
adâncimea acestei curburi,
dar
lipsește o informație.
Ce este asta?
Perfect.
PUBLIC: [INAUDIBIL]
RAMESH RASKAR: Faza
sau-- primești faza,
dar obții doar--
PUBLIC: E 2 pi, nu?
RAMESH RASKAR: Exact.
Este modular 2 pi.
Este modular 2 pi, ceea ce
înseamnă că dacă... să
presupunem că am pus o
bucată de sticlă aici,
iar arma merge
aici așa.
Și dacă pun... deci să
presupunem că există
o bucată de sticlă care plutește în
jos exact cu o lungime de undă.
Pot pune o bucată de sticlă
cu grosimea de două ori mai mare.
Și lumina să fie întârziată
cu două lungimi de undă.  De
aceea, aceasta este îngrijorarea.
Întârzierea de fază este calculată
doar de mai multe [INAUDIBILE]..
Așa că există o fază de
împachetare care are loc.
Deci, dacă ai o formă ca
asta, dacă ai o formă,
hai să vorbim despre asta.
Deci această imagine de aici
arată de fapt
că este înfășurată în fază.
Deci s-ar putea să arate ca o
mulțime de discontinuități.
Dar, practic,
începe de la margine
și nu există nicio diferență.
Și există... această
curbură aici este îndoită.
Și apoi pare să sară
de, să zicem, aici până aici.
Dar, de fapt, este o
suprafață continuă.
Este doar împachetat în fază.
Și acest concept este folosit
în multe alte domenii.
Dacă sunteți familiarizat cu
radarul cu deschidere sintetică
sau aranjarea.
Obțineți niște valori care sunt
lucruri specifice [INAUDIBILE].
Deci aici avem
paralele pe care le
vedeți pe deasupra transparentelor.
Dacă aveți o astfel de lentilă,
perturbând o lentilă foarte groasă,
puteți crea o
lentilă foarte subțire care,
practic, ajută la panta.
Și iei această
pantă chiar aici.
Luați această pantă chiar aici.
Luați panta aceea,
puneți asta aici.
Cel din mijloc este doar...
începe cu noi și așa mai departe.
Și acesta și acesta--
din nou, în
cazurile centrale, [INAUDIBIL]..
Deci lupa plată
este [INAUDIBILĂ]
sau [INAUDIBILĂ] mare de deasupra
proiectorului [INAUDIBIL].
Toate arată [INAUDIBIL].
Este întotdeauna la
margini ca [INAUDIBLE]..
Deci aici, există
o suprafață mică.
Nu sunt de fapt... acestea
sunt doar modele conceptuale.
Dar dacă se afișează [INAUDIBLE],
nu contează cu adevărat.
Este încă acea densitate.
Dar aici, evaluările
limitelor [INAUDIBIL]..
Există câteva probleme acolo.
Dar multe dintre acele probleme
bazate pe acest [INAUDIBIL]..
Și aici, ceea ce
spui [INAUDIBIL], voi
tăia acest
pahar în mai multe plăci
și voi păstra
una în ultima.  dală.
Așa că o voi păstra pe
aceasta, pe aceasta și pe aceasta, pe aceasta
, pe
aceasta, și apoi mă voi
duce la ultima lespede, această lespede.
Asta funcționează cu obiectivul tradițional.
[INAUDIBIL]
Și un concept similar este
aplicabil și
pentru faza [INAUDIBIL].
Deci, medicul dumneavoastră poate
vedea că într-un ochi perfect,
toate punctele
sunt în centru.
Dar dacă există
aberații, punctele se
vor deplasa pe
centru și tot ce
trebuie să faci din punct de vedere matematic
este această direcție, deci ținând
cu gradientul, gradientul 2D.
Deci trebuie să faci
o integrare 2D
pentru a recupera suprafața.
Trebuie să rezolvi
ecuația lui Poisson.
Și pentru cei dintre voi
care sunt familiarizați cu cum să
treceți de la gradienți 2D
la câmpuri de înălțime 2D,
este un proces simplu.
PUBLIC: Când îți testează
ochiul, care test este acesta?
Este cel în care scanează
lumina din spatele ochiului tău?
RAMESH RASKAR: Nu am
ochelari.
Și nu am contacte.
Oricine altcineva?
PUBLIC: [INAUDIBIL]
RAMESH RASKAR: Corect.
PUBLIC: [INAUDIBIL]
RAMESH RASKAR: Exact, da.
Acesta este un punct foarte bun.
Este un punct foarte bun.
Deci, toate aceste discuții pe care le
avem, în
cazul în care am avut până acum despre ambele,
sunt pentru o anumită lungime de undă.
Deci, să presupunem că este o
culoare roșie sau neagră.
Este legat de acest
tip special de distorsiune.
Dar avea lumină verde,
lumină albastră, [INAUDIBILĂ],
atunci distorsiunile
sunt în funcție
de zonele refractate.
Indicele de refracție este o
funcție a lungimii de undă.s
Deci distorsiunile sunt, de
asemenea, o funcție a...
și astfel aberațiile pe care le
veți vedea sau mecanismul de focalizare pe care îl
veți vedea vor fi diferite
la diferite lungimi de undă.
Și vom intra în asta
puțin mai târziu
când vorbim despre [INAUDIBIL].
Deci, acesta a fost
un mic ocol
al modului în care undele și
razele sunt conectate
și modul în care conceptul de
câmp luminos este folosit în multe zone.
OK, deci să începem să ne
distrăm puțin
cu această secvență de imagini.
Așa că am văzut ultima dată că
puteți vedea prin ocluzii.
Și asta este ceea ce vei
face pentru misiunea ta.
Și gândiți-vă puțin la
modul în care aceste raze diferite
ne permit să
obținem aceste efecte, bine?
Acum, unele dintre diapozitive vor avea
ceva matematică și ceva geometrie.
Deci, cei dintre voi care sunteți
interesați, rămâneți treji.
Aceia dintre voi care
nu sunteți interesați,
puteți ignora
aceste diapozitive în mare parte.
Dar pentru cei dintre voi care
doresc cu adevărat să se gândească la razele de lumină,
acesta este un
concept extrem de puternic.
Și când
vizualizați câmpul luminos,
vorbiți despre
poziție și unghi.
Unii oameni îl numesc spațiu de fază.
În obiectele Fourier, este
spațiul și frecvența spațială
sau spectrograma.
Și tot ceea ce spune
este că, din nou,
dacă reveniți la
linia plată de reprezentare a razelor,
există poziție
și există unghi.
Așa că pot lua această rază verde și
o pot reprezenta într-un spațiu de poziție și unghi
.
Poziția este neagră, așa.
Există x aici și p acolo.  O să
iau această
rază verde, să îi găsesc poziția x,
care este x1.
Și este într-un anumit
unghi, theta i.
Și o să pun asta.
Poate exista o altă cale care
începe din același punct,
dar la un unghi diferit,
deci aceeași poziție
pentru un unghi diferit.
Dar ăsta de aici?
Acesta are o
poziție diferită pentru același unghi
ca și raza verde.
Deci x2.
Este o poziție și
un unghi diferit, la fel ca roșul.
Deci este la fel cu raza roșie.
Este această diagramă foarte clară/
Pentru că tot revenim
la aceasta, această
diagramă specială.
OK, acum ceva...
putem începe să ne gândim
cum se va propaga viața.
Și dacă facem
prima misiune,
banca optică virtuală,
asta este ceea ce vei face.
Și odată ce vedeți aceste
două diapozitive,
va fi
clar cum se face acest lucru.
Acum să vedem că această rază se
propagă din acest plan
în acest plan.
Dacă se deplasează cu
o distanță de z,
pot scrie
noua coordonată
ca pur și simplu
coordonata originală plus unghiul
înmulțit cu distanța.  În mod
obișnuit, ați avea,
cred, un [INAUDIBIL]..
Dar un unghi mic [INAUDIBIL].
Și apoi noua coordonată x
este doar vechea coordonată x
[INAUDIBILĂ].
Deci cum poți reprezenta
asta aici?
Deci, dacă te uiți la
punctele originale,
OK, voi lua
griul verde și îi voi schimba poziția x.
Dar poziția sa theta nu se
schimbă, deoarece
merge în continuare în aceeași direcție.
Deci poziția sa este x1 prim.
Dar unghiul este încă theta.
Așa că îl voi lua pe acest
tip verde și
îl voi muta la dreapta pentru a
reprezenta această cale critică.
Vreau doar să
o mut de aici pe aici.
Și acești tipi se
vor schimba și ei.  Se
vor deplasa la dreapta
dacă sunt deasupra acestui plan
și se vor deplasa la stânga
dacă se află sub acest plan.
Deci creați o forfecare a
reprezentării x theta.
Și acest lucru este inutil.
De ce ne gândim
la acest spațiu dual
când ne putem gândi doar la
spațiul primordial al lumii reale?
Dar din nou, devine
extrem de ușor să-l analizezi
în acest spațiu dual de x theta.
Este clar asta?
PUBLIC: Nu am înțeles
de ce au fost
afectați ceilalți dacă mișcai doar
raza verde [INAUDIBIL]..
RAMESH RASKAR: Deci, dacă iau
acum această rază,
gândește-te la ce va
fi x2 pentru aceasta.
Așa că am început cu x2.
A început cu x2 și theta g.
Și acum vrem să
găsim noul x2 prim.
Va fi x2 plus o
ecuație similară -- z ori theta g.
Deci nici nu are puritate.
Și în funcție de cât de departe
sunteți aici, pur și simplu merge mai departe.
Deci, asta înseamnă că dacă
raza a fost de fapt
paralelă cu axa optimă
și perpendiculară pe acest plan,
x nu se va schimba și
teta nu se va schimba.
Deci, dacă ai norocul
să fii pe acest ecuator
aici pe axa optică,
nimic nu se va schimba, cu adevărat.
Are
sens pentru toată lumea?
Bine, deci haideți să facem
câteva exerciții rapide
pentru a ne asigura că suntem cu toții la asta.
Dacă există un punct
și o sursă de lumină -
și iată un exemplu în care
așa ceva este foarte simplu.
Am un bec, LED,
și emite
lumină în toate direcțiile.
Cum pot reprezenta
acel spațiu index theta?
Deci există un anumit x.  O să-l pun undeva

aici.
Și va
cuprinde toate thetas-urile.
PUBLIC: Linia verticală?
RAMESH RASKAR: Deci va fi
o linie verticală, foarte bună.
Acum, dacă iau, dacă îl
las să se propage...
sau să spunem că am
o lumină nouă pentru aici.
Acolo unde lumina
merge foarte departe
și toate razele vin la
unghiuri de 10 grade față
de axa optică,
ce va spune asta?
PUBLIC: [INAUDIBIL]
RAMESH RASKAR: O
linie orizontală pentru că
acoperă toate coordonatele x,
dar numai cu teta
de 10 grade.
Asta o să facem.
Bine, deci sunt două
exemple foarte simple--
punct care este foarte
aproape, linie verticală--
punct care este foarte departe.
Gândește-te la o stea...
linie orizontală.  De
aceea
crezi că sunt două.
Vom putea construi
o mulțime de mașini
pentru a înțelege cum putem crea
niște efecte cu adevărat uimitoare
pentru utilizarea câmpurilor de lumină.
BINE.