斯坦福大学和加州大学圣地亚哥分校合作开发一台摄像机，它可以拍摄4D图像，捕捉138度信息。新相机是第一款单镜头广视角光场相机，它可以拍摄细节丰富的照片和视频，安装4D相机后，机器人在现实世界导航就会变得更容易，可以深入理解周边环境，比如离目标还有多远的距离，表面纹理是怎样的。

研究人员还认为，4D相机可以用在无人驾驶汽车、AR/VR产品上。在7月举行的CVPR 2017计算机视觉会议上，研究人员展示了新技术。

斯坦福电子工程博士后研究员唐纳德·丹瑟路（Donald Dansereau）表示：“什么样的相机适合驾驶汽车的机器人使用，适合空中递送包裹的机器人使用，这是我们要考虑的问题。我们擅于为人类制造相机，但是机器人需要的视觉能力真的和人类一样吗？可能不是的。”

项目由斯坦福大学电子工程教授戈登·维茨斯坦（Gordon Wetzstein）的实验室和加州大学圣地亚哥分校乔斯弗·福德（Joseph Ford）的实验室合作执行。

加州大学圣地亚哥分校的研究人员设计了一个球面镜头，它可以让相机具备超宽视角，相机四周约有三分之一都被镜头包裹。福德的研究人员之前也开发过球面镜头，它是根据DARPA“SCENICC”项目的要求开发的，福德制造了一台袖珍视频摄像机，它可以用超高分辨率拍摄360度图像，每一个视频帧有像素1.25亿个。在该项目中，视频摄像机利用光纤束将球面图像连接，变成传统平焦平面，虽然性能很强，但是成本也很高。

新相机不同，它使用了球面镜头，将小透镜与数字信号处理技术结合，不需要使用光纤束。将福德实验室的光学设计与系统集成硬件技术与维茨斯坦实验室的信号处理和算法技术结合，就可以形成数字解决方案，不只可以生成超宽图像，还可以增强图像质量。

在开发过程中，新相机还用到斯坦福开发的一门技术，也就是所谓的“光场摄影”，它为相机增加第四维度，具体来讲就是光线击中镜头时它会捕捉光线两轴方向的图像，将它与2D图像信息结合。光场摄影还有一个值得注重的特点：用户拍完之后可以让图像重新定焦，因为图像中包括了光位置、光方向信息。一旦机器人使用该技术，就可以穿过大雨或者其它东西看清目标。

福德说：“当你开发全方向相机时，你会意识到一个事实：无法同时在每一个方向聚焦，有些东西离相机近，有些离得很远。有了光场成像技术就可以捕捉视频，在播放时重新定焦，它还可以捕捉场景的单孔径景深度。有了这些新功能，VR与机器人未来会有更广的应用空间。”

维茨斯坦说：“有了新技术，各种AI技术就可以知道目标相距有多远，它们是否在移动，它们是由什么组成的。在某些环境中空间有限，你想让计算机知道它的周边环境是怎样的，此时系统可以帮上大忙。”

距离很远时，相机可以像传统相机一样运行，如果是近距拍摄，它可以提高质量。如果机器人要在狭小的空间导航，或者让无人机着陆，或者是无人驾驶汽车，这种相机特别实用。如果将相机放进AR/VR系统，因为深度信息丰富，渲染真实场景就会更完美，让场景与虚拟组件结合得更完美。

4D相机还处在概念验证阶段，团队准备制作一台袖珍原型机，让机器人测试。