相机技术革命曙光初现

尽管当前最新手机摄像头已能实现辨识人脸或在超高分辨率下拍摄慢动作视频这样令人惊叹的成就，但这些技术成果不过只是下一代相机技术革命的开端。目前针对相机科技的近期研究重点，正在从如何提升传感器像素密度和数量，转向为将传感器数据与计算机处理融合的方向——这并非是指像图像处理软件向照片增加效果和滤镜的处理形式，而是一个利用复杂算法及对目标场景光信息进行建模运算后再生成结果照片的全新领域。

单像素相机就是下一代相机技术的典型例子。目前的相机使用数百万或数千万个的微型传感器单元（像素）同时捕捉场景中的光照，并将光照转变为电子数据。而从另一个方向思考，如果光源的照射位置或照射光谱可进行受控的快速变换，那么单个传感器测量每次照射得出的数据进行叠加计算后，也能形成带有空间数据的最终照片。当然，单像素相机的最大劣势是需要非常多次的受控光源照射才能成像（而传统相机只需一次就能成像），但这个技术线路将能用来制造针对极端使用场景的相机，例如能在可见光频谱之外也能成像的相机，而即便当前最好的常规相机传感器也无法在这种条件下工作。

如果将量子物理带入到相机领域，那么我们将有可能最终获得对完全不与光粒子发生交互的物体——例如深藏于坑道中的敌方指挥中心或弹道导弹武器库——进行成像的能力，这就是描述一对相隔遥远的粒子通过某种形式进行互动的“量子纠缠（quantum entanglement）”理论在摄影领域的具体应用。

单像素传感器成像和量子物理“相机”只是相机科技革命的两个典型例子。在商业市场，我们正在见证能比传统相机收集和处理更多光信息的全新摄影系统的诞生和兴起。同时使用多个不同规格传感器来获取场景光线强度和方向信息，就可通过计算形成可重新对焦的照片，美国光线（Light）公司的Light L16相机就是这样的一款产品，该型号同时使用16个不同规格的传感器来捕捉场景光信息，这些传感器收集的数据最终可形成一张50Mb大小，可重新对焦和重新放大的专业品质照片。

当然，以上概念性技术和产品只是改变人类拍摄和思考方式的第一步，研究人员们依然在努力解决如何透过浓雾、墙壁、人体乃至大脑进行拍摄的问题，这将有赖于成像技术与光科学建模更紧密的结合，而正在学习如何从数据中辨识现实世界物体的人工智能，也将有希望推动相关领域的发展。

简评：

成像技术与建模计算能力的融合，将帮助我们在传统成像技术链条之外思考所面临的新环境新挑战，未来甚至可能有一天我们不再需要使用传统意义上的相机，而是使用我们现在认为不可能用作拍摄之用的简单光传感器。人工智能、光学计算建模等现在蓬勃兴起的新技术，也将在这个过程中发挥越来越重要的作用。