Світлове́ по́ле або по́ле світлово́го ве́ктора — ділянка простору, заповнена світлом.
У теорії світлового поля використовується поняття про світлові лінії, аналогічне поняттю силових ліній у класичній теорії фізичних полів.
У фотометрії — функція, яка описує кількість світла, що поширюється в будь-якому напрямку через будь-яку точку простору.
1846 року Майкл Фарадей у своїй лекції «Роздуми про коливання променів» уперше припустив, що світло слід інтерпретувати як поле, приблизно так само, як магнітні поля, над якими він працював на той час уже кілька років.
Фразу «світлове поле» використав як назву для своєї класичної наукової праці про радіометричні властивості світла в тривимірному просторі (1936). Оскільки промені в просторі можна параметризувати трьома координатами x, y і z і двома кутами θ і φ, Гершун і пізніше Адельсон (Adelson, 1991), визначив світлове поле в кожній точці простору як п'ятивимірну функцію. Однак він розглядав його як нескінченний набір векторів, по одному на напрямок, що падають на точку, з довжинами, пропорційними їх випромінюванню. Інтегрування цих векторів за будь-якою групою джерел світла або за всією сферою напрямків дає одиничне скалярне значення — повну освітленість у цій точці та результатний напрямок.
У комп'ютерній графіці ця вектор-функція тривимірного простору має назву «векторне поле освітленості» (Arvo, 1994).
Чотиривимірне світлове поле У межах геометричної оптики світло описують променями, а кількість енергії, що переноситься вздовж променя, характеризують енергетичною яскравістю. Повний опис променів у просторі можна подати п’ятивимірною пленоптичною функцією: три координати задають положення точки, а два кути — напрямок променя. У загальніших моделях час, довжину хвилі та поляризацію враховують як додаткові параметри.
У порожньому просторі без поглинання, розсіювання та перешкод енергетична яскравість уздовж одного променя не змінюється. Через це одна з трьох координат положення стає надлишковою: той самий промінь можна вказати в будь-якій точці вздовж його траєкторії. Для точок спостереження поза опуклою оболонкою об’єкта п’ятивимірний опис тому можна скоротити до чотиривимірного світлового поля. Такий опис характеризує потік світла крізь ділянку простору і не вимагає зберігати окреме значення для кожної точки вздовж того самого променя.
Найпоширенішим способом подання чотиривимірного світлового поля є двоплощинна параметризація. Промінь задають координатами його перетину з двома площинами: на першій і на другій. Така схема не охоплює промені, паралельні обом площинам, проте добре узгоджується з перспективною моделлю камери. Якщо зафіксувати точку , значення на площині утворюють перспективне зображення сцени з відповідної точки спостереження. Отже, дискретне світлове поле можна розглядати як впорядкований набір зображень, знятих із близьких положень камери.
Під час рендерингу новий ракурс отримують вибиранням і повторною дискретизацією відповідних променів із цього набору. Метод дає змогу синтезувати проміжні точки спостереження без явної тривимірної моделі сцени та без пошуку відповідностей між зображеннями. Якість результату залежить від щільності просторового й кутового вибіркування: за надто великих проміжків між камерами або напрямками виникають аліасинг і розриви під час відтворення.
Література Гершун А. А. «Световое поле», Москва, 1936. Adelson, E.H., Bergen, J.R. (1991). «The Plenoptic Function and the Elements of Early Vision», In Computation Models of Visual Processing, M. Landy and J.A. Movshon, eds., MIT Press, Cambridge, 1991, pp. 3-20. Arvo, J. (1994). «The Irradiance Jacobian for Partially Occluded Polyhedral Sources», Proc. ACM SIGGRAPH, ACM Press, pp. 335—342. Yu, A., Fridovich-Keil, S., Tancik, M., Chen, Q., Recht, B., Kanazawa, A. (2021). "Plenoxels: Radiance Fields without Neural Networks." arXiv:2111.11215, pp. 1-25