大多数人认为照片代表了真实场景的二维图像。然而，斯坦福大学的研究人员已经发明了一种图像传感器，该传感器还可以在拍照的瞬间判断与目标之间的距离。

　　为了实现这一功能，Keith Fife及其同事们已经开发出称为多孔径图像传感器的技术，通过该技术所看到的事物，与在普通数码相机中使用的光探测器所看到的完全不同。

　　并不是把整个传感器完全用来表示一幅很大的图像，Fife的300万像素传感器原型将真实场景分为许多小的、略有重叠的16x16像素小块，其被称为子阵列。每个子阵列有其自身的镜头来呈现世界——因此，术语多孔径一词由此而来。

　　拍摄一幅照片后，图像处理软件对出现在不同小块图像中的同一元素的轻微定位差异进行分析，如所拍摄对象衬衫上的一个斑点相对于其后面墙纸的位置。这些从一个子阵列到下一个子阵列的差异可以用来推测衬衫和墙之间的距离。

　　“除了二维图像之外，我们可以同时捕获来自真实场景的深度信息，”本月初在旧金山举行的国际固态电路会议(ISSCC)上，Fife在一次谈话中阐述这一技术时如是说。

　　其结果是，一张附上“深度图”的照片，不仅描述了每个像素红、蓝、绿的光组分，还给出了像素的距离有多远。Fife说，目前，斯坦福大学的研究人员对这些数据也没有专门的文件格式，但深度信息可以作为附加的元数据附在JPEG上。

　　在三维上记录照片是一个相当激进的革命性概念。如何看待它，是令人振奋的新领域，还是最新的令人烦恼的数码噱头，这取决于你的喜好。

　　无论哪种方式，最好开始考虑其产生的影响，因为Fife在这一挑战上并非只有一项工作。图像编辑公司Adobe系统(Adobe Systems)也已经展示了部分3D照像技术。当然，应该注意到，立体成像本身是一个古老而令人崇敬的摄影主题。

　　即使你不希望打印出新生小猫咪的全息照片，但我猜3D技术也可以有助于实现某些传统摄影的挑战。正如人脸检测可以使照相机来决定哪里需要更好的关注以及如何来曝光，采用深度图可以使这种计算更为成熟。

　　其他优势

　　Fife说，深度并非是多孔径法唯一的潜在优势。其还可有助于降低噪声，这在数码照相中表现为彩色斑点的形式，而这是特殊的灾难，尤其是采用较高的ISO灵敏度设置进行拍摄时。

　　因为采用多子阵列捕获同一场景减轻了噪声。因此，更易于从颜色不正的噪声中分辨出对象的真实颜色。他说，此外还可以设置每个子阵列来记录某一特定的颜色，这可以减少当前图像传感器的“色彩串扰”。目前的“Bayer”图像传感器采用方格的红、绿、蓝像素传感器，但是，例如，由红色像素所捕获的鲜红色光可能会泄漏出一点，并影响到周围的蓝色和绿色象素。

　　Fife说，每个子阵列拥有其自己的微透镜。尽管这使得传感器制造更为复杂，但其可以简化已有相机的镜头。目前，采用各种特殊的玻璃，甚至萤石晶体组件、非球面组件，以及其他前卫的光学组件来制造镜头的确有一定困难。

　　“可以采用半导体器件，而非物镜来解决镜头设计的大部份复杂性，”Fife说。“虽然局部光(在传感器上)可能具有挑战性，采用光刻技术和半导体工艺可以比用在传统相机镜头上的注塑成型和研磨，来对光进行更好的控制。”

　　Fife说，该微透镜甚至可以很好的满足某些应用，如在植物和动物对象内部拍摄超近距离的“生物体内”照片时，生物体内并没有什么地方来安置照相机。“多孔径传感器可在近距离形成图像……，这是因为不需要物镜，”Fife说。

　　没有免费的午餐

　　你应该知道一些注意事项，否则采用这一技术反而会变得更糟：

　　1. 因为通过多像素冗余地捕获同一对象，最终的传感器分辨率要比整个传感器的原始数字低。

　　2. 处理图像既要计算出如何将子图像合并为一个完整图像，还要建立深度图，这大约要花传统片上图像处理所需功率的10倍。相机已采用电池，并且并不想耗费更多的功耗或降低照相机的性能。

　　3. 仅有纹理和其他细节对象的3D图像是可能的。“如果一幅图片所拍摄的是一面完全平滑的白墙，估算到这面墙的距离是不可能的，”Fife说。

　　所以，这些都是不利条件，但这对于新技术的发展过程而言是正常的。即使该技术还并没有得以实现，但这是一个即将到来的激进数码摄影革命的强大指标。