請讀者進入下面畫廊，觀賞特別效果的照片，每張照片都有前景與背景，有的前景清楚背景模糊，有的相反，背景清楚前景模糊，但用滑鼠點擊模糊的地方，就立刻變得清楚，照片如果有幾個遠近層次，點擊哪一層次，那一部位就變得清楚。

   按下快門，一張照片就定型，模糊的部位不能再變清楚，除非是連拍幾張遠近焦距不同的合成照。但上面畫廊的照片不是合成的，是一次拍下來的，但用的不是普通的照相機，由美國矽谷新興公司 Lytro，根據執行長 Ren Ng 的博士論文研製成功的，於週前發表，各媒體與相關網站多以「先拍照、再對焦」為題，報導這一特殊的照相機，Lytro 公司說希望年底可在消費市場上架，大家可先在網上預定，但沒說價錢。

   這個照相機以光場 (Light Field) 為核心技術，取名為數位光場照相機。所謂光場，是一個景物的基本定義資料，是影像科學的核心概念，指來自四面八方照在景物的全部光線，包括景物每一點的色彩、明暗、光線方向。如果能用照相機採集到景物的光場，對影物的描述資料就非常豐富，就能做進一步的處理，而傳統照相機沒有這功能。

   Ren Ng 在他的論文裡說，照相的對焦有三個基本問題，一是手拿照相機調節焦距本不是容易的事，二是景深與光圈反向相關，光圈越大景深越小，清晰的距離範圍越短，如果把光圈縮小增加景深，讓照片的清晰距離範圍拉長，曝光時間又必須增長，手拿相機就容易晃動。現在的輕型數位相機雖然自動調節焦距與光圈，都是經過計算試圖找到最佳狀況，但並不能解決基本問題。第三個問題是先天性的，就是光線透過鏡頭折射到底片或感光晶片造成的誤差，影像上各點的位置，未必與外界景物各點的位置準確對應，導致影像的模糊。

   光場照相機先要採集外界景物的所有光線，也就是光場，作法是在高解析度的感光晶片前面加一層小鏡頭，每一個小鏡頭下含蓋許多個感光晶片的像素，光線從相機鏡頭射到小鏡頭，使聚焦在鏡頭下的感光像素聚成一個小型影像。感光晶片像素為 4096x4096，小鏡頭為 125 微米（百萬分之一米）見方，共有 296x296 個呈四方排列，焦距為 500 微米，與感光晶片的距離也是 500 微米，正好把進來的光線聚集在感光晶片。

   這一層小鏡頭，可以視為對外界景物的取樣解析度，也就是最終影像輸出的像素，小鏡頭下面感光晶片儲存的小型影像，可視為上面輸出影像像素的光場資料。這樣就取得光場的資料，雖然輸出影像的解析度僅有 296x296，遠低於現在的數位照相機，但不是單獨的像素，而是附帶著豐富光場資料的像素。

   收集了光場資料，就可以用光線的追蹤來輸出影像。假想有一架隨心所欲的相照機，可以追蹤從鏡頭到影像面的光線，然後綜合這光線來製造影像，而追蹤的過程則可以過濾全部影響焦距的因素，這樣可以解決前述傳統相機對焦的問題。假想這架照相機可以改變影像景深，每一像素可以獨立對焦，鏡頭完美精確不會扭曲光線，這架相機就可以「先拍攝、再對焦」了。

   當然沒有這樣的實體照相機，這些功能是存放在相機裡的電腦程式，是複雜的快速運算，Ren Ng 在論文說輸出的影像不是直接錄製外界的景物，而是採集所有光線，經運算的結果。在論文裡還輕鬆提到淵源，有一次要給親戚的小女孩照相，小女孩非常活躍，抓不住好鏡頭，於是想到是不是能不對焦就拍照，引發他後繼的研究。

   以上的介紹，可以說十分十分的簡單，無論光場採集與光線追蹤的理論，或是相機製造的細節，既複雜、又是創新，為未來的攝影技術開出新路。對攝影與光學技術有興趣的讀者，建議參考 Ren Ng 的博士論文 DIGITAL LIGHT FIELD PHOTOGRAPHY，對光場攝影應會有進一步的概念。