生成代表与光场数据相关联的散景的数据的方法和装置与流程

本发明存在于全光成像领域，并且涉及用于生成与光场内容相关联的散景信息的技术。

背景技术：

图像采集设备将三维场景投影到二维传感器上。在操作期间，传统的捕获设备捕获场景的二维(2-d)图像，其表示到达设备内的光传感器(或光检测器或感光点)的光量。然而，该2-d图像不包含关于到达光传感器的光线的方向分布的信息，其可以被称为光场。例如，在采集期间丢失深度。因此，传统的捕获设备不存储关于来自场景的光分布的大部分信息。

光场捕获设备，也称为“光场数据采集设备”，已被设计为通过从该场景的不同视点捕获光来测量场景的四维(4d)光场。因此，通过测量沿着与光传感器相交的每个光束行进的光的量，这些设备可以捕获额外的光学信息，特别是关于光线束的方向分布的信息，以用于通过后处理提供新的成像应用。通过光场捕获设备采集/获得的信息被称为光场数据。光场捕获设备在此被定义为能够捕获光场数据的任何设备。存在几种类型的光场捕获设备，其中：

-全光设备，其使用放置在图像传感器与主透镜之间的微透镜阵列，如文献us2013/0222633中所描述；

-相机阵列，如由wilburn等人在“highperformanceimagingusinglargecameraarrays.”acmtransactionsongraphics(tog)24，第3期(2005)：765-776和专利文献us8514491b2中所描述。

光场数据处理尤其包括但不限于：生成场景的重聚焦图像，生成场景的透视图，生成场景的深度图，生成扩展景深(edof)图像，生成立体图像，和/或这些的任何组合。

通过光场采集设备采集的图像或视频可能需要被传送到其他设备，例如传送到显示设备。

当用户希望在其显示设备上显示光场内容时，他/她可以选择内容的不同部分，以使内容的不同部分对焦和离焦。焦平面设置在所需深度，并且深度数据用于对用户选择的图像的部分进行重新聚焦。

然而，合成的图片相应地可能缺乏真实性和美学质量。实际上，由透镜产生的图像的离焦部分是模糊的。这样的模糊的美学质量被称为散景，其可以被定义为“透镜呈现光的离焦点的方式”。透镜像差和孔径形状的差异导致一些透镜设计以令人赏心悦目的方式使图像模糊，而其他则产生令人不愉快的或分散注意力的模糊。

当呈现来自光场内容的图像或视频时，在模糊美学方面尽可能接近常规图像或视频来显示图像，即显示具有良好散景属性的图像将是令人感兴趣的。

因此，将期望提供一种用于对代表光场内容的信号进行编码和解码的技术，其将适于光场成像的特性，并且其将允许图像或视频内容的真实的和/或美学的呈现。

考虑到前述内容而设计了本发明。

技术实现要素：

根据本发明的第一方面，提供了一种生成代表散景的数据的计算机实现的方法，所述散景与光学系统的物空间中的由经过所述光学系统的光瞳以及在所述光学系统的物空间中的与所述光学系统相关联的传感器的至少一个像素的共轭的光射线集所占据的体积相关联，由所述光射线集所占据的所述体积被称为像素束，包括：

-通过计算将表示像素束的截面的采样的第一多边形的顶点连接到表示光瞳的采样的第二多边形的顶点的射线与第一表面的交点集的凸包络，生成代表与像素束相关联的散景的数据。

这样的方法使得能够传达与给定像素束相关联的合成散景形状。这样的方法的优点在于，它保留了根本物理的几何形状。根据本发明的实施例的方法是快速的，并且呈现在由像素束的集合表示的光场内容的整个成像工作流程中固有地传达散景形状的优点。

根据本发明的实施例的方法的另一个优点在于，这样的方法是通用的，因为其依赖于多边形的使用。

根据生成代表散景的数据的方法的实施例，像素束的截面对应于传感器的像素的共轭，光瞳对应于光学系统的入射光瞳，并且第一表面对应于所述光学系统的焦平面。

这对应于合成成像。在根据本发明的方法的该实施例中，像素束是位于光学系统的物空间中的物像素束。

根据生成代表散景的数据的方法的实施例，像素束的截面对应于通过另一光学系统的所述像素束与平面的交点的共轭，光瞳对应于光学系统的出射光瞳，并且第一表面对应于与光学系统相关联的传感器。

在根据本发明的方法的该实施例中，像素束是位于光学系统的图像空间中的图像像素束。

根据生成代表散景的数据的方法的实施例，第一多边形包括p个顶点，并且第二多边形包括n个顶点，将第一多边形的p个顶点连接到第二多边形的n个顶点的射线的数量是n乘p的乘积的倍数。

看来，根据本发明的实施例的方法的复杂性随着第一和第二多边形的顶点的数量线性增加。针对在处理期间的存储单元中的对准(alignment)问题，对于p和n，四的倍数是优选的。

在位于光学系统的物空间中的像素束的情况下，根据本发明的实施例获得的散景对应于p乘以n个点的凸包络。

在位于光学系统的图像空间中的像素束或图像像素束的情况下；并且更具体地说，在像素束对应于两个重叠锥体的联合体的情况下，所获得的散景形状对应于n乘以2p个点的凸包络。在这种情况下，每个p点的集对应于通过光瞳的点的采样椭圆的图像。

本发明的另一目的是一种用于生成代表散景的数据的装置，所述散景与光学系统的物空间中的由经过所述光学系统的光瞳以及在所述光学系统的物空间中的与所述光学系统相关联的传感器的至少一个像素的共轭的光射线集所占据的体积相关联，由所述光射线集所占据的所述体积被称为像素束，所述装置包括处理器，所述处理器被配置为：

-通过计算将表示像素束的截面的采样的第一多边形的顶点连接到表示光瞳的采样的第二多边形的顶点的射线与第一表面的交点集的凸包络，生成代表与像素束相关联的散景的数据。

根据用于生成代表散景的数据的装置的实施例，像素束的截面对应于传感器的像素的共轭，光瞳对应于光学系统的入射光瞳，并且第一表面对应于所述光学系统的焦平面。

根据用于生成代表散景的数据的装置的实施例，像素束的截面对应于通过另一光学系统的所述像素束与平面的交点的共轭，光瞳对应于光学系统的出射光瞳，并且第一表面对应于与光学系统相关联的传感器。

根据用于生成代表散景的数据的装置的实施例，第一多边形包括p个顶点，并且第二多边形包括n个顶点，将第一多边形的p个顶点连接到第二多边形的n个顶点的射线的数量是n乘p的乘积的倍数。

本发明的另一目的涉及一种用于呈现散景的设备，所述散景与光学系统的物空间中的由经过所述光学系统的光瞳以及在所述光学系统的物空间中的与所述光学系统相关联的传感器的至少一个像素的共轭的光射线集所占据的体积相关联，由所述光射线集所占据的所述体积被称为像素束，所述设备使用根据本发明的实施例的方法所获得的。

由本发明的元件实现的一些处理可以是计算机实现的。因此，这样的元件可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、驻留软件、微代码等)的形式，或者将软件和硬件方面(其通常都可以在此称为“电路”、“模块”或“系统”)组合的实施例的形式。此外，这样的元件可以采用包含在任何有形的表达介质中的计算机程序产品的形式，具有包含在介质中的计算机可用程序代码。

由于本发明的元件可以以软件实现，所以本发明可以被实施为用于在任何合适的载体介质上提供到可编程装置的计算机可读代码。有形载体介质可以包括诸如软盘、cd-rom、硬盘驱动器、磁带设备或固态存储设备等的存储介质。瞬态载体介质可以包括诸如电信号、电子信号、光信号、声信号、磁信号或电磁信号(例如微波或rf信号)之类的信号。

附图说明

现在将仅通过示例的方式并且参考以下附图来描述本发明的实施例，附图中：

图1示出了由经过相机的光学系统的光瞳的光射线集所占据的体积，

图2示出了根据本发明的实施例的表示像素束的单叶双曲面，

图3示出了单叶双曲面及其渐近锥，

图4示出了根据本发明的实施例的由两个同轴的、部分重叠的锥体表示的像素束，

图5是示出根据本发明的实施例的用于生成代表与像素束相关联的散景的数据的装置的示例的示意框图，

图6是用于说明根据本公开的实施例的用于生成代表与像素束相关联的散景的数据的处理的流程图，

图7a-7c表示根据本发明实施例的由多边形采样的像素束的截面，

图8a-8f表示根据本发明的另一实施例的由多边形采样的像素束的截面，

图9表示根据本发明的实施例的通过第二光学系统成像的像素束。

具体实施方式

如本领域技术人员将理解的，本原理的方面可以实施为系统、方法或计算机可读介质。因此，本原理的方面可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、驻留软件、微代码等)的形式，或者将软件和硬件方面(其通常都可以在此称为“电路”、“模块”或“系统”)组合的实施例的形式。此外，本原理的方面可以采取计算机可读存储介质的形式。可以使用一个或多个计算机可读存储介质的任何组合。

对于任何光学采集系统，其可以是全光的或不是全光的，除了表示由光学采集系统捕获的4d光场数据的原始图像或对极图像之外，感兴趣的是获得与所述光学采集系统的传感器的像素和所述光学采集系统的物空间之间的对应关系相关的信息。知道光学采集系统的物空间的哪个部分被属于所述光学采集系统的传感器的像素正在感测实现诸如去多路复用、去镶嵌、重新聚焦等的信号处理操作的改进，以及由具有不同特性的不同光学系统捕获的图像的混合。此外，与光学采集系统的传感器的像素和所述光学采集系统的物空间之间的对应关系相关的信息与光学采集系统无关。

本公开引入图1上所示的像素束10的概念，其表示经过相机(图1中未示出)的光学系统11的光瞳以及相机的传感器的像素在垂直于光瞳表面的方向上在光学系统的物空间中的共轭的光射线集所占据的体积。

光射线集通过所述光学系统11的光瞳14由相机的传感器13的像素12感测。光学系统11可以是适用于照相机或摄像机的透镜的组合。光学系统的光瞳被定义为通过所述光学系统(即在所述孔径光阑之前的光学采集系统的透镜)看到的孔径光阑的图像。孔径光阑是限制经过光学采集系统的光学系统的光量的开口。例如，位于相机透镜内部的可调节叶片光圈是透镜的孔径光阑。被许可通过光圈的光量由光圈开口的直径来控制，光圈开口的直径可以根据相机的用户想要许可的光量来适配。例如，使孔径更小减少被许可通过光圈的光量，并且同时增加聚焦的深度。由于透镜的一部分的折射作用，光阑的表观尺寸可以大于或小于其物理尺寸。规范地说，光瞳是通过位于物理光阑与观察空间之间的光学采集系统的所有透镜的孔径光阑的图像。

像素束10被定义为当经由入射光瞳14传播通过光学系统11时到达给定像素12的光射线的光线锥。当光在自由空间中在直线上行进时，这样的像素束10的形状可以由两个部分来定义，一个是像素12的共轭15，另一个是入射光瞳14。像素12由其非空表面及其灵敏度映射来定义。

在本发明的第一实施例中，像素束30可以由如图2所示的单叶双曲面表示，其由两个元素支持：光瞳24和像素12在物空间中的共轭25。

单叶双曲面是可以支持光射线的光线锥的概念并且符合物理光束的“集光率(étendue)”的概念(与物理光束的截面上的能量保存有联系的概念)的直纹表面。

如图3所示，单叶双曲面30大部分与其渐近锥31、32相同，除了其最小截面的基本区域，称为腰部35，其对应于物空间中的共轭15。对于诸如光场相机之类的全光系统，这是执行通过多路径射线的空间采样的区域。具有退化到该区域中的点的独特锥体的采样空间是不够的，因为像素12灵敏度在其表面上的几十平方微米上是重要的，并且不能由具有无限小的表面的数学点(就像是锥尖)来表示。

在本发明的实施例中，每个像素束10、20、30由四个独立参数zp,θx,θy,a(定义在光瞳14、24前面的像素共轭15、35的位置和大小)以及六个光瞳参数xo,yo,zo,θx0,θy0,r(其定义光瞳14、24的位置、取向和半径)来定义。当通过单叶双曲面表示，共享相同的光瞳14、24时，这六个光瞳参数对于像素束的集合是共同的。实际上，像素束表示通过光瞳14由像素12感测的光学系统11的物空间中的光射线集所占据的体积，即对于给定的耦合像素12/光瞳14、24对应于唯一的像素束10、20、30，但是多个不同的像素束可以由相同的光瞳14、24支持。

在其中对表示像素束10、20、30的单叶双曲面的参数进行定义的坐标系(x,y,z)的原点o对应于如图1所示的光瞳14的中心，其中z轴定义垂直于光瞳14、24的表面的方向。

参数θx,θy定义相对于光瞳14中心的入射的主射线方向。它们取决于传感器13上的像素12位置和光学系统11的光学元件。更准确地说，参数θx,θy表示定义像素12的共轭15离开光瞳14的中心的方向的剪切角。

参数zp表示沿着z轴的像素束10、20、30的腰部35或像素12的共轭15的距离。

参数a表示像素束10、20、30的腰部35的半径。

对于可以对光学失真和场曲率进行建模的光学系统11，参数zp和a可以经由参数化函数取决于参数θx和θy。

四个独立参数与像素12及其共轭15有关。

定义像素束10、20、30的六个互补光瞳参数是：

-r，其表示光瞳14、24的半径，

-xo,yo,zo，其表示光瞳14、24中心在(x,y,z)坐标系中的坐标，以及

-θx0,θy0，其表示光瞳14、24在参考(x,y,z)坐标系中的取向。

这六个光瞳参数与光瞳14、24有关。另一个参数c被限定。这样的参数c取决于与像素12及其共轭15有关的参数zp和a并且取决于与光瞳14、24有关的参数r。参数c定义像素束10、20、30的角孔径α，并由下式给出：

因此，参数c的表达式由以下方程给出：

在物空间中，属于限定像素束10、20、30的表面的点的坐标(x,y,z)是以上定义的与光瞳14以及像素的共轭15有关的参数集的函数。因此，使得能够生成表示像素束10、20、30的单叶双曲面的方程(2)是：

表示像素束10、20、30的相同双曲面的参数方程(3)是：

其中v是使得能够从生成双曲线中生成像素束10、20、30的(x,y)平面中的角度，v在[0,2π]区间中变化，并且z∈[0,∞]是沿着定义垂直于光瞳14、24的表面的方向的z轴的坐标。方程(2)和(3)是在像素12及其共轭15的截面为圆形并且光瞳14、24的截面也是圆形的假设上写的。

当像素束要由其参数方程表示时，与所述光学采集系统的传感器的像素和所述光学采集系统的物空间之间的对应关系有关的信息可以采用包括四个独立参数zp,θx,θy,a(定义在光瞳14、24前面的像素共轭15、35的位置和大小)以及六个光瞳参数xo,yo,zo,θx0,θy0,r(其定义光瞳14、24的位置、取向和半径)的参数集的形式。

因此，除了表示由光学采集系统捕获的4d光场数据的原始图像或对极图像之外，还提供该参数集，以便在处理4d光场数据时使用。

在本发明的第二实施例中，像素束40可以由两个同轴的、部分重叠的锥体(如图4所示的前锥体41f和后锥体41r)表示，其由两个元素支持：光瞳44和像素42在物空间中的共轭45，即在像素上成像的物空间中的表面。

前锥体41f是由像素42和光瞳44限定的凸截体的图像。凸截体的顶点位于超过光学采集系统的传感器。通过构造，前锥体41f会聚在光学采集系统的物空间中，并且前锥体41f的顶点位于像素45的共轭或像素束40的腰部与光瞳44之间。前锥体41f从光瞳44在像素42处所对的立体角导出。

后锥体41r是由像素42和光瞳44限定的锥体的图像，其顶点位于光瞳44与光学采集系统的传感器之间。通过构造，后锥体41r的顶点位于超过光瞳40的腰部45。后锥体41r不必会聚在光学采集系统的物空间中，在某些情况下其可能退化成圆柱体或发散锥体。在后一种情况下，发散锥体的顶点位于光学采集系统的图像空间中，即在光瞳44的入射之前。

前锥体41f和后锥体41r共享相同的旋转轴，该旋转轴是连接光瞳44的中心和腰部45的中心的线。

锥体是可以支持光射线的光线锥的概念并且当组合两个锥体时符合物理光束的“集光率(étendue)”的概念(与物理光束的截面上的能量保存有联系的概念)的直纹表面。锥体与平面的交集是圆锥曲线，如双曲面，其可以由多个系数表征。考虑到其顶点，锥体可以由三个角度参数来表示：从锥体的旋转轴测量的极角，直到顶角，以及由两个角度给出的旋转轴的方向。

使xyz作为光学采集系统的坐标系，z表示光学采集系统的物空间中的具有z＞0的光学采集系统的光轴，以及光瞳44的中心作为所述坐标系的原点。

光学采集系统的光学器件将光学采集系统的物空间从范围z∈[2f；+∞]成像成光学采集系统的图像空间z∈[-2f；-f]，其中f是光学采集系统的光学器件的焦距。根据光学采集系统的校准，在光学采集系统的坐标系xyz中已知光瞳44和像素束40的腰部45的位置。假设光瞳44和腰部45是平行的，并且都垂直于z轴。

让我们将z′称为像素束40的主射线。主射线是将光瞳44的中心和像素束40的腰部45的中心连接的线。主射线也是旋转轴以及像素束40的对称轴。因此，在坐标系xyz′中，像素束40是旋转实体。

前锥体41f和后锥体41r的顶点都位于像素束40的主射线z′上。在薄透镜近似下，假设光学采集系统的传感器不位于后焦平面，在光学采集系统的坐标系xyz中如下计算这两个顶点的坐标：

即：

其中p、zp、w和zw分别表示光瞳44的直径(其中p＞0)、其z坐标、像素的共轭45的直径(其中0＜w＜+∞)、及其z坐标(0＜zw＜+∞)。

当后锥体41r是会聚锥体时，后锥体41r的顶点的z坐标zrear可以是正的，当后锥体41r是发散锥体时，后锥体41r的顶点的z坐标zrear可以是负的。在光瞳44和像素束的像素共轭45具有相同的大小的情况下，后锥体41r的顶点的z坐标zrear也可以是无穷大的。

如果光学采集系统的传感器位于后焦平面上，则w＝+∞并且zw＝+∞。因为它们的比例是常数：

其中p和f分别表示像素42的直径(其中p＞0)和光学采集系统的光学器件的焦距(其中f＞0)，假设光学采集系统的光学器件是会聚透镜。

顶角由下式给出：

考虑到其联合体表示像素束40的每个锥体的顶点，射线可以用两个角度参数来定义：从像素束的旋转轴测量的极角，直到顶角，以及[0,2π[中的方位角。

与像素束有关的这些信息是与给定光学采集系统相关联的元数据。它们可以被提供为例如存储在与光学采集系统一起配备的cd-rom或闪存驱动器上的数据文件。包含与像素束有关的附加信息的数据文件也可以从属于光学采集系统的制造商的服务器下载。在本发明的实施例中，与像素束有关的这些附加信息也可以嵌入在光学采集系统捕获的图像的标题中。

与像素束有关的这些信息的知识独立于专有文件格式和用于捕获要处理的图像的光学采集系统的特征而实现对任何光学采集系统捕获的图像的处理。

与像素束有关的信息的知识独立于专有文件格式和用于捕获要处理的图像的光学采集系统的特征而实现对任何光学采集系统捕获的图像的处理。

图5是示出根据本公开的实施例的用于生成代表与像素束相关联的散景的数据的装置的示例的示意框图。

装置500包括通过总线506连接的处理器501、存储单元502、输入设备503、显示设备504和接口单元505。当然，计算机装置500的组成元件可以通过除了总线连接之外的连接而连接。

处理器501控制装置500的操作。存储单元502存储要由处理器501执行的能够生成代表像素束的数据的至少一个程序，当这些像素束通过第二光学系统成像时表示第一光学系统的物空间，以及各种数据，包括与传感器13上的像素12的位置有关的参数或与光学采集系统的第一光学系统11和第二光学系统有关的参数，由处理器501执行的计算所使用的参数，由处理器501执行的计算的中间数据，等等。处理器501可以由任何已知的且合适的硬件或软件或硬件和软件的组合来形成。例如，处理器501可以由诸如处理电路之类的专用硬件形成，或者由诸如执行存储在其存储器中的程序的cpu(中央处理单元)之类的可编程处理单元形成。

存储单元502可以由能够以计算机可读的方式存储程序、数据等的任何合适的存储器或部件形成。存储单元502的示例包括非临时性计算机可读存储介质，诸如半导体存储器件，以及加载到读取和写入单元中的磁、光或磁光记录介质。该程序使处理器501执行根据在下文中参照图6描述的本公开的实施例的用于根据通过第二光学系统束的所述像素束的图像共轭来计算代表像素束的集合中的像素束的数据的处理，该像素束的集合代表第一光学系统的物空间。

输入设备503可以由键盘、诸如鼠标之类的指点设备等形成，以供用户使用以输入命令，以进行对用于生成光学系统的物空间中的光射线集所占据的体积的参数化表示的参数的用户选择。输出设备604可以由显示设备形成，以显示例如图形用户界面(gui)，根据本公开的实施例生成的图像。例如，输入设备503和输出设备504可以由触摸屏面板一体地形成。

接口单元505提供装置500与外部装置之间的接口。接口单元505可以经由缆线或无线通信与外部装置进行通信。在实施例中，外部装置可以是诸如实际相机之类的光学采集系统。

图6是用于说明根据本发明的实施例的用于生成代表与像素束相关联的散景的数据的处理的流程图。

由透镜产生的图像的离焦部分是模糊的。这样的模糊的美学质量被称为散景，其可以被定义为“透镜呈现光的离焦点的方式”。透镜像差和孔径形状的差异导致一些透镜设计以令人赏心悦目的方式使图像模糊，而其他则产生令人不愉快的或分散注意力的模糊。

当呈现来自光场内容的图像或视频时，在模糊美学方面尽可能接近常规图像或视频来显示图像，即显示具有良好散景属性的图像将是令人感兴趣的。

可以通过定义光学系统的物空间的像素束的集合来对光场内容进行采样。本发明的实施例不限于由光学设备直接采集的光场内容。这些内容可以是计算机图形图像(cgi)，其针对给定场景描述由计算机完全地或部分地模拟。光场内容的另一个来源可以是经修改(例如颜色分级)的后期数据，从光学设备或cgi获得的光场内容。现在在电影产业中也常常具有作为使用光学采集设备获取的数据和cgi数据二者的混合的数据。应当理解，传感器的像素可以由计算机生成的场景系统来模拟，并且通过扩展，整个传感器可以由所述系统来模拟。从这里应当理解，对“传感器的像素”或“传感器”的任何引用可以是附于光学采集设备的物理对象或由计算机生成的场景系统获得的模拟实体。

在步骤600中，装置500的处理器501对表示光场内容的像素束的集合的像素束10、20、30、40、92的截面s1进行采样，作为具有p个顶点的第一多边形p1。截面s1可以是圆形、椭圆形、正方形等。截面s1和多边形p1的示例在图7a-7c上表示。在图7a上，对像素束10、20、30、40、92的截面s1进行采样的多边形p1具有6个顶点。在图7b上，对像素束10、20、30、40、92的截面s1进行采样的多边形p1具有8个顶点。在图7a上，对像素束10、20、30、40、92的截面s1进行采样的多边形p1具有16个顶点，并且几乎可以与像素束10、20、30、40、92的截面s1融合。

在步骤602中，装置500的处理器501对表示光场内容的像素束的集合的像素束10、20、30、40、92的光瞳s2进行采样，作为具有n个顶点的第二多边形p2。截面s1可以是圆形、椭圆形、正方形等。光瞳s2和多边形p2的示例在图8a-8f上表示。在图8a上，对像素束10、20、30、40、92的光瞳s2进行采样的多边形p2具有4个顶点。在图8a上，对像素束10、20、30、40、92的光瞳s2进行采样的多边形p2具有4个顶点。在图8b上，对像素束10、20、30、40、92的光瞳s2进行采样的多边形p2具有5个顶点。在图8c上，对像素束10、20、30、40、92的光瞳s2进行采样的多边形p2具有6个顶点。在图8d上，对像素束10、20、30、40、92的光瞳s2进行采样的多边形p2具有8个顶点。在图8e上，对像素束10、20、30、40、92的光瞳s2进行采样的多边形p2具有12个顶点。在图8f上，对像素束10、20、30、40、92的光瞳s2进行采样的多边形p2具有16个顶点，并且几乎可以与像素束10、20、30、40、92的光瞳s2融合。

看来，根据本发明的实施例的方法的复杂性随着第一多边形p1和第二多边形p2的顶点的数量线性增加。针对在处理期间的装置500的存储单元502和处理器501中的对准问题，对于p和n，四的倍数是优选的。多边形p1和p2的顶点的数量可以通过装置500的输入设备503由装置500的用户选择并提供给所述装置500作为要用于生成代表散景的数据的参数。

在生成代表与像素束相关联的散景的数据的方法的第一实施例中，所考虑的像素束10、20、30、40属于代表光学系统(图上未示出)的物空间的像素束的集合。在该第一实施例中，像素束10、20、30、40的截面s1对应于像素15、25、35、45的共轭；光瞳s2是入射光瞳，并且对应于光瞳14、24和44。

在生成代表与像素束相关联的散景的数据的方法的第二实施例中，所考虑的像素束92是通过如图9所示的第二光学系统91的属于代表第一光学系统(图上未示出)的物空间的像素束的集合的像素束10、20、30、40的共轭。在以下示例中，像素束10、20、30、40、92由单叶双曲面表示。在该第二实施例中，像素束92的截面s1对应于通过第二光学系统91的给定像素束10、20、30、40与平面的交点的共轭；光瞳s2对应于第二光学系统91的出射光瞳。

返回图6，在步骤603中，装置500的处理器501计算将第一多边形p1的p个顶点和第二多边形p2的n个顶点连接在一起的射线集。

在位于光学系统的物空间中的像素束10、20、30、40的情况下，其对应于生成代表与像素束相关联的散景的数据的方法的第一实施例，存在将第一多边形p1的顶点与第二多边形p2的顶点连接的p乘以n个射线。

在像素束92或图像像素束的情况下；其对应于生成代表与像素束相关联的散景的数据的方法的第二实施例，更具体地，在像素束10、20、30、40、92对应于两个重叠锥体的联合体的情况下，存在将第一多边形p1的顶点与第二多边形p2的顶点连接的n乘以2p个射线。

在步骤604中，处理器501计算将第一多边形p1的p个顶点和第二多边形p2的n个顶点连接在一起的射线与表面的交点。

在生成代表与像素束相关联的散景的数据的方法的第一实施例中，该表面对应于光学系统的焦平面。

在生成代表与像素束相关联的散景的数据的方法的第二实施例中，表面对应于与第二光学系统91相关联的传感器。

更一般地说，当像素束的截面的计算至关重要时，该表面可以对应于焦平面，或者当在相机中对像素束的截面进行成像时，该表面可以对应于传感器。

在步骤605中，装置500的处理器501计算对将第一多边形p1的p个顶点和第二多边形p2的n个顶点连接在一起的射线与表面的交点进行拟合的凸包络。凸包络对应于与像素束10、20、30、40、92相关联的散景。代表在步骤605期间计算的凸包络的参数可以存储在装置500的存储单元502中，用于进一步使用，诸如呈现由对其已经计算与散景有关的数据的像素束的集合所采样的光场内容。交点越多，散景越美学。

虽然在上文中已经参考具体实施例描述了本发明，但是本发明不限于具体实施例，并且修改对于本领域技术人员而言将是显而易见的，其在本发明的范围内。

在参考前述说明性实施例时，许多另外的修改和变型将向本领域技术人员暗示自己，前述说明性实施例仅以示例的方式给出，并且不旨在限制仅由所附权利要求确定的本发明的范围。特别地，在适当的情况下，来自不同实施例的不同特征可以互换。