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光場相機與傳統成像不同，光場成像需要利用二維的探測器像面同時記錄光場的四維信息，即二維位置分布和二維傳輸方向。為了實現四維信息向二維平面的轉換，必須對四維光場進行重采樣和分布。
我們所處的世界，其實就是一個充滿光的世界，光線是這個最普通，最常見，最神奇的東西，無處不在，卻又摸不著，物理學告訴我們，光是一種電磁波，而電磁波有電磁場，所以光，其實也有光場。光場（LightField）是空間中光線集合的完備表示，采集并顯示光場就能在視覺上重現真實世界。全光函數（PlenopticFunction）包含7個維度，是表示光場的數學模型。
所謂光場，就是光線強度、位置和方向等信息的總集，傳統相機的傳感器與鏡頭共建了一個單一的二維平面，換句話說就是只有單個像素只記錄一個位置、一個方向和一個強度的信息，一次成型，完成后就無法更改了。而光場相機的目的則是盡量周全地記錄多個位置分布、多個空間方向甚至不同強度的信息，然后通過數字調焦的形式進行還原，也就是從二維轉換為四維的過程。
由于技術的進步和捕獲光場的研究進展到現在多光學相機的商業化，甚至可以集成在手機中的微型尺寸。隨著該領域的出現，應用的數量擴展到顯微鏡和計算機視覺等領域。即使是降維后的光場，也很容易看到光場中包含的數據量大大超過了傳統的二維圖像。因此，捕獲光場需要仔細選擇的成像設備，以及能夠傳輸和存儲大量相關數據的硬件。
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