1.光场成像：从理论到实现

光场成像的雏形可以追溯到1903年Ives发明的双目视差显示系统中运用的针孔成像技术，通过在主透镜的像面处放置针孔面阵列，从而使原像面处的光辐射按角度进行重分布后记录在光探测器上，避免了角度信息的丢失。

1908年，Lippman发明集成照相术，后来被广泛运用于三维全息成像。通过用微透镜阵列代替针孔面阵列，在底片上接收到有微小差别的一系列基元图像，消除了Ives装置中的弥散斑。

Gershun在1936年提出光场的概念，将其定义为光辐射在空间各个位置向各个方向的传播。他认为，到达空间不同点处的光辐射量连续变化，能够通过几何分析进而积分的方法来计算像面上每点的光辐射量。但是，由于计算量庞大，能够进行高次运算的计算机尚未出现，所以当时未能对其理论进行验证。 

1948 年， Gabor 利用 2 束相干光干涉记录下物体衍射未聚焦的波前，获得第一张全息图。如果把 这张全息图看作是包含方向和位置信息的光辐射函数，那么这其实也是一张特殊的光场图像，而非传统 只记录强度信息的二维图像。 

20世纪六七十年代，Okoshi、Dudnikov、Dudley、Montebello等学者对IP技术进行了不断的改进，微透镜阵列在成像方面的作用也得以凸显。

随着计算机技术的不断发展和微透镜制作精度的提高，Adelson于1992年将光场理论成功运用到计算机视觉，并提出全光场理论。

光场理论的进一步完善归功于1996年Levoy的光场渲染理论，他将光场进行参数化表示，并提出计算成像公式。在此基础上，2005年，Ng发明了第一台手持式光场相机，其原理简单，使用方便。2006年，Levoy将LFR理论运用于显微成像，并研制出光场显微镜，能够一次曝光得到多个视角多组焦平面图像，从而得到大景深的显微图片，并可进行三维重建。

目前，随着光电技术及器件的发展和光场理论的进一步完善，光场成像正逐步渗透到航空拍摄、动画渲染、安全监视、科学仪器、摄影传媒、立体显示等各个领域，并朝着集成化、实用化、多元化的方向迈进。

2.光场的定义及其获取方式 

光场实质上就是空间中所有光线光辐射函数的总体。光线携带二维位置信息(u，v)和二维方向信息(θ，φ)在光场中传递。根据Levoy的光场渲染理论，空间中携带强度和方向信息的任意光线，都可以用2个平行平面来进行参数化表示，光线与这2个平面相交于2点，形成一个四维光场函数L(u，v，x，y)。