Об'єктом вивчення у цій галузі є процес перенесення енергії випромінювання. Світлове поле невіддільне від поля електромагнітного випромінювання, проте якісно від нього відрізняється, оскільки залишає осторонь питання про природу світла. Це поле-макрокосмос по відношенню до часу і простору, оскільки просторова і тимчасова структури поля електромагнітного випромінювання в теорії світлового поля не розглядаються. Фактично це -геометрія плюс привнесене до неї уявлення про перенесення енергії
Термін «світлове поле» був використаний Гершуном А. А. у класичній науковій праці за радіометричними властивостями світла у тривимірному просторі (). Він ввів векторне подання деяких величин у існуючі положення теоретичної фотометрії, що дозволило підійти до нового для світлотехніки питання про кількісну оцінку якості освітлення та у багатьох випадках успішно вирішити його.
Надалі термін Світлове поле було перевизначено дослідниками у галузі комп'ютерної графіки.
У році Майкл Фарадей у своїй лекції «Роздуми про коливання променів» вперше припустив, що світло має бути інтерпретоване як поле, приблизно так само як магнітні поля, над якими він працював на той час уже кілька років.
Примітки
Література
- Гершун А. А. «Світлове поле», Москва, .
Wikimedia Foundation. 2010 .
- Токін, Борис Петрович
- Newton Game Dynamics
Дивитись що таке "Світлове поле" в інших словниках:
СВІТОВЕ ПОЛЕ- поле світлового вектора просторів. розподіл світлових потоків. Теорія С. п. Розділ теор. фотометрії. основ. харкі С. п. світловий вектор, що визначає величину і напрямок перенесення променистої енергії, і скалярна величина порівн. сферич.… … Фізична енциклопедія
світлове поле
Світлове поле- поле світлового вектора. Теорія С. п. розділ теоретичної фотометрії, в якому розподіл освітленості знаходять, застосовуючи загальні методи розрахунку просторового розподілу.
поле світла- šviesos laukas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. light field vok. Lichtfeld, n rus. поле світла, n; світлові поля, n pranc. champ de lumière, m; champ lumineux, m … Fizikos terminų žodynas
НЕЛІНІЙНА ОПТИКА- Розділ оптики, що охоплює дослідження поширення потужних світлових пучків у тв. тілах, рідинах і газах та їх впливу зі своїм. Сильне світлове поле змінює оптичне. хар ки середовища (показник заломлення, коеф. поглинання), які стають … Фізична енциклопедія
Нелінійна оптика- розділ фізичної оптики, що охоплює дослідження поширення потужних світлових пучків у твердих тілах, рідинах та газах та їх взаємодію з речовиною. З появою Лазерів оптика отримала у своє розпорядження джерела когерентного ... Велика радянська енциклопедія
ФУР'Є-ОПТИКА- Розділ оптики, крім перетворення світлових полів оптич. системами досліджується за допомогою фур'є аналізу (спектрального розкладання) та теорії лінійної фільтрації. Початок використання в оптиці ідей спектрального розкладання пов'язаний з іменами Дж. Фізична енциклопедія
Гершун, Андрій Олександрович- Андрій Олександрович Гершун Дата народження: 9 (22) жовтня 1903(1903 10 22) Місце народження: Санкт Петербург Дата смерті … Вікіпедія
КВАНТОВА ОПТИКА- розділ статистичної оптики, що вивчає мікроструктуру світлових полів та оптич. явища, в яких видно квант. природа світла. Подання про квант. структуру випромінювання введено в ньому. фізиком М. Планком у 1900. Статистич. структуру інтерференц. поля… … Фізична енциклопедія
РАДІОГОЛОГРАФІЯ- метод запису, відновлення та перетворення хвильового фронту ел. магн. хвиль радіодіапазону, зокрема діапазону НВЧ. Методи Р. Прямі аналоги методів оптич. голографії. Як і там, голографіч. процес зводиться до отримання (реєстрації). Фізична енциклопедія
Світлове поле після фільтра утворює три пучки. Третій пучок, що відповідає останньому члену (5.56), відхиляється щодо осі у протилежний бік.
Світлове поле Ui (x y) відповідає першій експозиції.
Соленоїдальними світловими полями є поля у безповітряному рівнояркому просторі.
Це світлове поле є дифракцією плоскої хвилі, що падає на голограму. Видно, що виникає лише дифракція першого порядку, як і має бути, коли коефіцієнт пропускання (38.14) змінюється по гармонійному: кому закону [ порівн.
Скануючи світлове поле об'єкта, відновлене записом Н, цей зонд зареєструє точно такі ж сиг-пали, як і у разі реєстрації поля, безпосередньо відображеного від об'єкта О. Використовуючи дані таких вимірювань, можна з дуже великою точністю визначити найдрібніші деталі будови взагалі вже не існуючого об'єкта. Для технічних додатків останнє набагато важливіше, ніж створити ілюзію присутності об'єкта у мозку людини: адже точність і об'єктивність - це те, що необхідно сучасної техніці.
Нехай об'єктне світлове поле Ui (x, у) перевідображається позитивною лінзою на деяку площину Н у просторі зображень. Для спрощення подальших міркувань вважаємо, що поверхня об'єкта збігається з передньою площиною фокальної лінзи.
Розрахунок світлового поля випадку великих (до - 108) дуже складний і складає ЕОМ. Однак картина поля, що виходить із розрахунків, добре збігається з тією, що випливає з простих ф-л геом.
Імпульс світлового поля дорівнює сумі імпульсів фотонів. Подання світлового поля як колективу фотонів замінює класичну картину світлових хвиль. Остання повинна розглядатися як окремий випадок, подібно до того, як класична механіка є окремим (граничним) випадком квантової механіки.
У слабких світлових полях відбувається од н фотон-на І. В енотових полях високої інтенсивності можлива мпогофотонпая іонізація. Однак надзвичайно висока щільність потоку фотонів у лазерному пучку робить можливою багатофотопну І. Експериментально в розріджених парах лужних металів спостерігалася І.
У сильному світловому полі в нелінійному середовищі може відбуватися взаємодія оптичних хвиль не тільки один з одним, а й з акустичними та молекулярними коливаннями речовини.
У потужних світлових полях або сильнонелінійних середовищах вищі члени розкладання поляризації перестають бути малими: пЕп - 1 - ха, тоді розкладання (1) втрачає сенс, а відповідний ряд (2) перестає сходитися. Такі проблеми виникають, зокрема, щодо насичення переходу у системі дворівневих атомів у полі ел.
Розділ дуже простий у використанні. У запропоноване поле достатньо ввести потрібне слово, і ми видамо список його значень. Хочеться відзначити, що наш сайт надає дані з різних джерел – енциклопедичного, тлумачного, словотвірного словників. Також тут можна познайомитись з прикладами вживання введеного вами слова.
Світлове поле
поле світлового вектора (див. вектор поле). Теорія С. п. ≈ розділ теоретичної фотометрії, в якому знаходять розподіл освітленості, застосовуючи загальні методи розрахунку просторового розподілу світлового потоку. Проекція світлового вектора на будь-який напрямок, що проходить через точку, дорівнює різниці освітленості двох сторін малого майданчика, поміщеної в цій точці перпендикулярно даному напрямку. Розмір та положення світлового вектора не залежать від системи координат. У теорії С. п. використовується поняття про світлові лінії, аналогічне поняттю силових ліній у класичній теорії фізичних полів.
Вікіпедія
Світлове поле
Світлове поле- функція, яка описує кількість світла, що поширюється у будь-якому напрямку через будь-яку точку простору. У 1846 році Майкл Фарадей у своїй лекції «Роздуми про коливання променів» вперше припустив, що світло має бути інтерпретоване як поле, приблизно так само як магнітні поля, над якими він працював на той час уже кілька років. Фраза «світлове поле» була використана Гершуном А. А. у класичній науковій праці з радіометричних властивостей світла у тривимірному просторі (1936). Надалі фраза була перевизначена дослідниками у галузі комп'ютерної графіки.
На даний час останнім писком технологій у галузі віртуальної реальності є технології світлового поля. Ці слова часто вживають, але мало де пояснюється, що є під цим на увазі. Незважаючи на те, що технологія (як і багато інших, популярних зараз технологій) є досить старою (ще Майкл Фарадей запропонував інтерпретувати світло, як електромагнітне поле), в ній ще багато темних плям для простого обивацького розуміння і далеко не всім, у тому числі і мені зрозумілі його можливості у сфері віртуальної реальності та реалістичного рендерингу.
Отже, світлове поле - функція, яка описує кількість світла, що розповсюджується у будь-якому напрямку через будь-яку точку простору.
Найпростіше описати її як функцію від двох площин. 
Захоплення світлових полів.
І тут ми переходимо до практичного застосування. Саме функцію двох площин використовують сучасні камери світлового поля. Це площина об'єктива та площина матриці. По суті, це була б звичайна фотографія. Але нам потрібне саме світлове поле. Тобто дані з різних напрямків. Для отримання різних точок зору потрібна велика кількість камер. 
Однак це досить складне інженерне завдання (я вже мовчу, що різні матриці можуть давати різні значення в балансі білого, наприклад). Тому перед величезною матрицею пленоптичної (як їх називають) камери ставиться масив мікролінз, кожна з яких фокусує зображення на свою ділянку матриці.
Як ви знаєте, на одній і тій же матриці виходить цілий масив знімків. А значить, дозвіл знімків ніякий, в порівнянні з можливостями матриці. Щоб отримати 1 мегапіксельний знімок, потрібно хоча б 10 мегапіксельний сенсор.
Крім масиву мікролінз можна використовувати звичайну пластинку з отворами за принципом камери-обскури (pinhole-камера). Це набагато дешевше лінз, але негативно впливає на світлосилу.
Дослідницька лабораторія MERL компанії Mitsubishi Electric вдалася до апертури, що кодує, - спеціальної маски з прозорих і непрозорих ділянок, розміщеної перед матрицею. Стверджується, що це дозволяє уникнути втрат у роздільній здатності знімка. Але тема затихла ще у 2009 і з того часу нічого про це не чути.
Проте, навіщо весь сир-бор? Що такого дає масив камер у порівнянні зі звичайним знімком у високій роздільній здатності? Масив камер дозволяє дві речі.
1. Міняти фокусну відстань. 
Тепер не буде об'єктів поза фокусом, проінтегрувавши дані всіх знімків, можна вибрати будь-яке фокусування (насправді залежить від дозволу, чим вона нижче, тим менше можливостей).
2. Невелика зміна точки огляду. 
От задля цього ефекту.
Нагадаю, що за деякі межі висувати голову не можна. Але у певних межах можна бути абсолютно вільним. Фактично це просто розширення можливостей 360-відео, що сприяє більш повному зануренню.
Рендеринг світлових полів.
А тепер звернемося до рендерингу світлових полів. До далекого 1996 року.
Як бачимо, використовуються самі площини і методи. Створюється 2 зображення.
Зліва знаходиться масив проекції площини (u,v) на площину (s,t), тобто вся передня площина (перспективний вигляд) проектується на невелику частину задньої поверхні (матриці). Це перспективний вид із точки матриці через об'єктив. З іншого боку вигляд трохи відрізнятиметься.
Справа знаходиться кутові розподіли світла навколо точок на задній площині (s, t). Це карти відбивної спроможності. Вони з перспективним видом. Обидва масиви інтегруються і з них будується коректне зображення. Без використання зд-моделей, текстур тощо. Лише два зображення.
Однак, ви можете бачити принципові недоліки світлових полів - смикання, зображення, що перескакує, і низька роздільна здатність. При досить великому обсязі даних. Цей убогий (щоправда, з повним оглядом на 360) лев на відео важить аж 400 мбайт. Щоправда, алгоритми стиску дозволяють скоротити цю цифру до 3 мегабайт.
Але основний принцип не сильно відрізняється від хитрощів древніх програмістів, які за допомогою купи спрайтів показували нам 3д на стародавніх комп'ютерах і приставках. І, якщо ви думаєте, що з 1996 року багато що змінилося, то ви сильно помиляєтеся. Ось сучасний рендеринг світлових полів.
Як бачимо, якщо придивитися, то помітні смикання та перескоки. Спостерігайте за ящиками наприкінці відео.
Але давайте розвивати ідею рендерингу світлових полів далі. Світлові поля - це аж ніяк не 3д-моделі і робота з ними більше схожа на роботу у фотошопі, ніж у зд-студіо. Немає роботи з полігонами, а отже немає роботи з нормалями, рейтрейсингом, рейкастингом.
Взяти, наприклад, освітлення. Тут воно розраховується зовсім інакше. Знімається звичайне 360-градусне фото оточення та на його основі складає карту освітлення, яку потім міксують зі світловим полем (купою зображень із різних ракурсів) моделі.
https://www.youtube.com/watch?v=UUvAVjUnE8M
Цілком реалістично і жодного рейтрейсингу. А головне – супершвидко.
І, звичайно, і освітлення, і модель можуть бути динамічним відео, а не статичними зображеннями.
Проекція тіні теж може легко вираховуватись із силуету певного кадру.
Дисплеї світлового поля.
Для початку просто створимо голограму із зоряних воєн.
Беремо анізотропне дзеркало, ставимо на платформу, що обертається, під 45 градусів до горизонту, зверху світим проектором з високою частотою кадрів. Для кожного кута своє зображення. І привіт, Star Wars!
Погралися та вистачить. Переходимо до серйозних ВР-проблем.
Наприклад, до конфлікту між вергенцією та акомодацією наших очей. Пояснимо, вергенція – це одночасний рух обох очей у протилежних напрямках для збереження цілісності бінокулярного зображення. І якщо віртуальний об'єкт знаходиться дуже близький до «камери», то очі одночасно спробують звести оптичні осі (вергенція) і сфокусуватися на об'єкті (акомодація), що і викличе неприємні відчуття, аж до симптомів морської хвороби та втоми м'язів очей, що нерідко супроводжується головним болем. . Загалом оку треба давати фокусуватися на різних відстанях, а для цього можна використовувати світлове поле. У новому шоломі NE-LF (Near Eye Light Field) замість однієї екранної панелі встановлено відразу дві, один за одним, на відстані приблизно п'яти міліметрів. Така конструкція є «світлопольним стереоскопом». Зображення різних панелях мають різні зони чіткості, утворюючи єдине світлове поле (light field). Це дає оку опору для природного фокусування і позбавляє неприємних відчуттів.
Але це все сурогат. І нвідіа розробила прототип справжніх окулярів світлового поля з набором мікролінзів поверх OLED-дисплея. Практично звернули камеру світлового поля.
У результаті картинка чітка, прямо біля очей, тобто не треба витягнутої штуки на морді, очі не втомлюються, їм все природно.
Відгадайте, що не таке? Що не так було із камерою світлового поля? Який її головний недолік? Правильно, дозвіл.
Ну і останній у списку, але найнадійніший таємничий стартап Magic Leap. Який обіцяє нам технологію світлового поля для доповненої реальності.
Зі своєю операційною системою та іншими плюшками.
Про стартап абсолютно нічого не відомо публіці. Взагалі. Таємниця, вкрита мороком. Однак він примудрився зібрати 2 млрд доларів інвестицій, Карле! Звісно, не на кікстарті, а від великих компаній. І, звичайно, він їм показав щось таке, від чого рука, не замислюючись, потяглася до гаманця. Хто б дав такі бабки за пару роликів?
Нещодавно Magic Leap приголомшив нас новиною, продемонструвавши свої технічні досягнення.
Знаєте, що це? Пластмаська? Скляшка? Лінза? Екран? Не вгадали. Навіть не намагайтеся.
Magic Leap заявляє, що це фотонний чіп світлового поля! Ні більше, ні менше. Звісно, це продукт нанотехнологій із відповідним цінником. Видихнули?
А тепер спробуємо розібратися. Покопаємось у патентах.
Дифракційні оптичні елементи (ДОЕ) можна розуміти як дуже тонкі «лінзи», які забезпечують формування променя, поділ променя та розсіювання чи гомогенізацію. У Magic Leap використовують лінійні дифракційні грати з круглими лінзами для поділу променя на фронті хвилі та створення променів з потрібним фокусуванням. Таким чином, світло спрямовується вам у вічі, і створюється відчуття, що воно знаходиться в коректній фокальній площині.
Ці ДОЕ є вкрай тонкими, вони можна порівняти з довжиною хвилі світла, яким вони управляють. Головним недоліком цих пристроїв є жорстка прив'язка до певної функції. Вони не можуть працювати за різних довжин хвилі і змінювати властивості під різні точки фокусування в реальному часі. Тому доводиться застосовувати кілька таких Дифракційних Оптичних Елементів. Кожен із яких заточений на певну фокусну відстань. В даному випадку використовується кілька шарів ДОЕ, стверджується, що їх можна вмикати та вимикати. Для проміжних значень фокусу використовуються комбінації шарів. Зміна активного набору ДОЕ змінює шлях, яким світло залишає фотонний світлопольовий чіп. Крім того, Magic Leap пафосно, з таємничим придихом, запевняла, що навчилася створювати темряву за допомогою світла. Якщо поставити один ДОЕ на внутрішній поверхні лінзи і ще один на зовнішній, ми можемо придушувати світло приблизно так само, як це реалізовано в навушниках із системою шумоподавлення. Витяг з патенту:
Така система може бути використана для придушення світла з плоского хвилеводу по відношенню до фонового світла або світла реального світу, частково як у навушниках з системою шумозаглушення.
На кожному ДОЕ формується своя фокальна площина (шар), які композиція вже становить підсумкову картинку. Такі так, це багатошаровий фотонний наночіп. Нічого не вдієш.
Або скельця і розлучення на 2 млрд доларів)).
Ну а насамкінець хотілося б запропонувати інший спосіб створення світлового поля. Майже забутий.
Щоправда, тут також дозвіл не вражає.
Обмеження та переваги.
Основною перевагою є вкрай висока реалістичність та природність. Майже кінематографічність. Враховуючи, як це важливо для занурення у ВР, цей напрямок явно не закинуть. Однак, хотілося б нагадати, що методи фотограмметрії дають схожі результати.
У принципі ці методи дуже схожі, так як фотограмметрія теж будується з відео і фото, але, на відміну від світлових полів, генерує не карти-картинки, а стандартні моделі, обтягнуті фототекстурами. На жаль, досить важкі (багатополігональні) та далекі від оптимальності. По суті, світлові поля методами фотограмметрії можна перевести в 3д-модель (хоч і не дуже просто), а з 3д-моделі досить легко наскриншотити світлове поле.
Отже, одне може цілком перейти в інше.
Треба розуміти, що світлові поля – це не зд-моделі. Вони не інтерактивні. Вони можуть бути відеоанімацією, але не скелетною комп'ютерною анімацією. Це об'ємний відеоролик, не більше. Це не зд-моделі, вони не знають колізій та об'єму, хоча в них можна сховати колізн-бокси та змінювати анімації скриптами. Але процедурна анімація, руйнування об'єктів, регдол та інші фішки неможливі. Це скоріше фони та задники, ніж реальні інтерактивні NPC. Звичайно, велика кількість анімацій зможе пом'якшити цей недолік. Ось тільки обсяги даних для світлових полів перевищують будь-які розумні межі. Повторюся, це купа фото, знятих практично з усіх ракурсів. А для анімацій це не фотографії, а відео. Досить великі моделі (кімната, наприклад) можуть займати десятки гігабайт. З іншого боку, на відміну, від зд-моделей немає жодного значення їх складність\кількість полігонів. Світлові поля вкрай ощадливі до обчислювальних ресурсів (нещадні до пам'яті) і можуть забезпечити 90 кадрів на секунду для віртуальної дійсності без видюхи за тисячу доларів. Втім, складність об'єкта може зашкодити його стиску. Стиснути кубик на відео можна набагато краще, ніж модель людини. Знову ж таки, на відміну від моделей немає обмежень на полігони тощо. Тільки розмір відео. Але для обчислювальних ресурсів немає значення, яке відео крутити. Аватар або симпсони, плеєр пофіг.
На моє глибоке переконання будуть використовуватися змішані технології.
Фотограмметрія + світлові поля = кінематографічність + інтерактивність.
І той, хто зараз заточуватиме софт під фотограмметричне сканування, ігрові движки під рендеринг світлових полів, і відеокодеки з апаратним прискоренням для стріммінгу без затримок, може цілком схопити куш. Однак поки що не можуть навіть стримати фулХД по вайфаю в одному приміщенні із затримкою хоча б у 50ms, не дивлячись на будь-які апаратні міракасти. Тож не все так просто.