光場概念：
空間中所有光線光輻射函數的總體，采集並顯示光場就能在視覺上重現真實。全光函數（plenoptic function）是描述光場的數學模型。全光函數：F(x, y, z, θ, Φ, λ, t)，（x,y,z）表示觀察者人眼的三維空間位置坐標，（ θ, Φ）表示光線進入觀察者人眼的角度，λ為光的波長，t為時間。
簡化的四維光場：
如果一條光線與兩個平行平面（u, v）和（s, t）各有一個交點，則該光線可以用這兩個交點唯一表示。
傳統光學顯微鏡的局限：
景深較淺，想實現物體的三維重建需要進行層析掃描，該過程較慢，因此無法對快速動態過程進行實時成像（例如神經活動、細胞活動、線蟲等生物行為），還可能導致光漂白和光毒性。
光場顯微成像的優勢：
具有快速、實時的三維成像能力，可以從一張光場照片中重建樣本的三維信息，實現“一次成像，三維重建”。
結合計算成像的相關算法進行后期處理，光場顯微給予了非拍攝者操縱光線、視角、聚焦位置的能力。
光場顯微成像的缺點：
空間分辨率和角度分辨率的折衷，為了獲得角度分辨率，犧牲了一定程度的空間分辨率。但目前已有提升空間分辨率的解決方案。
光場顯微成像的基本原理：
在成像端的native image plane上放置微透鏡陣列，則sensor plane上接收到傅里葉域的頻率信息，每個微透鏡后覆蓋N*N pixel，每個pixel接收不同的頻率/角度分量。每個微透鏡采集不同的空間信息，每個微透鏡后的各個像素采集不同的角度/頻率信息，因此可以捕獲四維光場，基於四維光場數據，可以在一次曝光下，利用解卷積實現三維重建。
空間分辨率取決於：微透鏡的數量
角度分辨率取決於：每個微透鏡后覆蓋的像素數
點擴散函數（point spread function, PSF）:
可以理解為樣本的單個體素（voxel）在sensor上的投影圖案，成像結果就是樣本和PSF的卷積。對於經典的光場顯微成像，PSF是不均勻的，尺寸等於傳感器的尺寸。
解卷積和三維重建：
經典算法Richardson-Lucy 迭代算法。
相空間光場三維重建：
相空間光場在硬件上和重建算法上和經典的光場顯微成像沒有區別，主要區別在於，經典的光場重建使用的是不均勻的PSF，同時利用了不同頻率的信息，進行解卷積重建；而相空間光場，首先對像素進行“重排”，將各個頻率分量分開，分別利用各頻率分量進行三維重建。對於相空間光場，PSF均勻（對於樣本上軸向坐標相同的點（z相同），PSF是相同的），因此重建需要的計算資源更少、重建更快、偽影更小。
最新發展：
應用領域：
神經生物學、細胞生物學、生物發育過程監測、線蟲和果蠅等行為監測。
主要是需要三維、快速成像的場合。
參考資料：
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