在这些图像中，特征变得更清晰或更模糊，具体取决于它们如何从具有低景深的折射透镜（左）转移到具有高景深的折射轴锥镜（右）
不可能的照片壮举现在可以通过全息术实现，现在，您可以通过简单、廉价的光学器件专注于任何事物，同时又不放弃任何事物。有一天，智能手机和电影摄影机可能会做普通相机现在无法做到的事情——在捕捉到任何给定物体后改变其清晰度，而不牺牲图片质量。科学家们利用一种奇特的全息术和为外太空使用的 X 射线相机开发的技术开发出了这一技巧。
他们于 9 月 20 日在《光学与激光工程》杂志上在线详细介绍了他们的发现。任何相机的一个关键方面是它的景深，即它可以产生清晰图像的距离。尽管现代相机可以在拍摄照片之前调整景深，但它们无法在拍摄后调整景深。
确实，有一些计算方法可以在某种程度上以数字方式重新聚焦稍微模糊的特征。但这是有代价的:“以前清晰的特征变得模糊了，”该研究的资深作者、爱沙尼亚塔尔图大学的光学工程师 Vijayakumar Anand 说。
阿南德说，新方法不需要新开发的硬件，只需要传统的光学器件，“因此可以在现有的成像技术中轻松实现”。
它部分基于所谓的非相干全息术。标准全息术通过用激光照射物体来生成全息图，激光的光是相干的，这意味着它的所有光波基本上完美重叠。当激光束以精确的方式相互干涉时，干涉图案就会编码出物体的三维表示——全息图。
非相干全息术依赖于正常光。它的一种工作方式是将场景中的光分成两部分，使它们干涉，并生成全息图，所有这些都借助计算机处理。当用激光照亮活体组织可能存在危险时，非相干全息术可能会被证明是有用的。
这项新研究将非相干全息技术的最新进展与称为编码孔径成像的无透镜摄影方法结合起来。
光圈可以起到透镜的作用。事实上，第一台相机本质上是一个不透光的盒子，一侧有一个针孔大小的孔。生成的图像的大小取决于场景和针孔之间的距离。编码孔径成像用多个开口代替了针孔相机的单个开口，这导致了许多重叠的图像。计算机可以处理所有这些来重建场景的图片。
编码孔径对于极短波长的成像至关重要，这些波长可以直接穿过标准光学器件。因此，编码孔径成像经常用于太空任务中的 X 射线和伽马射线相机。
非相干全息术和编码孔径成像作为相对独立的研究领域发展起来。现在，通过结合非相干全息术和编码孔径成像的物理设置和计算机处理技术，可以创建仅需要两个传统光学元件（例如折射透镜）的混合策略。
“我们找到了一种巧妙的方法来将现有知识应用于此应用程序，”阿南德说。
这项新技术同时记录两个图像，一个使用折射透镜，另一个使用称为折射轴棱镜的锥形棱镜。镜头具有低景深，而轴锥镜具有高景深。
算法将图像组合起来创建混合图像，其景深可以在镜头和轴棱镜的景深之间进行调整。在这种调整过程中，算法保持最高的图像清晰度。
该技术还处于早期阶段。即使使用高功率照明，探测器中的噪声也很高，导致计算机图像重建期间出现噪声。“需要先进的算法来实现照片质量的图像重建，”阿南德说。
尽管如此，阿南德指出，这种方法简单、成本低，并且易于与现有技术集成。阿南德说，潜在的应用可能包括“电影摄影、智能手机成像、显微镜和望远镜”。“它可以创建上述现有成像系统的灵活版本，可以在不牺牲图像清晰度的情况下创建具有按需景深的图像。”
这项新作品提出的一个问题是，是否可以在录制后调整图像的其他质量。“我相信探索全息术和编码孔径成像与非相干光之间的灰色地带可能会带来很多惊喜，”阿南德说。
