受灭绝三叶虫（Trilobita）复眼结构启发，科学家最近设计出一种新型镜头，搭配计算机算法调整，最终可拍出在3厘米～1.7公里范围内所有物体完全对焦的高清晰图像。
景深（Depth of field，DOF）是指相机对焦点前后相对清晰的成像范围，或者说能清楚成像的范围，位于景深内的图像看起来较清楚，超出范围的图像则较模糊，比如拍照时对焦于画面主体人物使其保持清晰，但大部分前景与背景变模糊，就是浅景深的运用。
但最近美国国家标准暨技术研究院（NIST）团队从古代三叶虫汲取灵感，展示了有史以来最大景深的新型光场相机。
三叶虫（Trilobita）如今已灭绝，最早出现于5亿年前海洋中，它们的视觉系统相当复杂，典型眼睛结构为复眼，每个小眼内都有独自角膜、晶状体和感光细胞。其中，Dalmanitina socialis品种吸引了研究人员注意。
受三叶虫启发而设计的新型镜头。
化石记录表明，Dalmanitina socialis每个小眼都有双焦点，就像由2个透镜组成，能以不同角度弯曲光线；或者说Dalmanitina socialis的注意力可同时集中在它面前的猎物，以及1公里外正在接近的掠食者，与当今所有节肢动物都不同。
研究人员因此开发出一种配备双焦镜头的微型相机，带来创记录景深——且相机可在这段距离内生成一张清晰照片。团队表示，相机可同时对近至3厘米与远至1.7公里的物体成像，接着他们设计一种算法来校正像差，锐化近焦与远焦范围内所有物体，最终生成了覆盖这段巨大景深的全焦图像。
细讲内部设计，这种大景深相机称为超透镜，团队在一个平坦的玻璃表面镶嵌数百万个纳米柱，且这些柱子能以特定方式（根据形状和方向变化）操纵光，同时充当微距镜头（用于近距离物体）和远摄镜头（用于远程离物体）。
超透镜内排列方向不同的纳米柱。
再深入一点，光被分为左圆偏振光（LCP）和右圆偏振光（RCP），左圆偏振光带逆时针旋转的电场，右圆偏振光则带顺时针旋转的电场，而纳米柱排列方向会以不同的量弯曲光，比如团队设计了矩形纳米柱，因此有些偏振光必须穿过矩形较长部分，另一些穿过较短部分，前者因为穿过更多材料，因此经历更多弯曲，后者通过的材料较少，弯曲也较少。
随着弯曲程度不同的光产生了两个不同焦点，最终产生远处物体（1.7公里外）和附近物体（3厘米）的图像。但若不进一步处理，中间距离物体无法聚焦，于是团队另行设算法来识别中间范围内物体，最终通过软件校正生成3厘米到1.7公里范围内全对焦且无像差的图像。
研究人员还表示，采用这种技术的相机制造精度没有想象中高，也就是说应该相对容易投入实际应用，有望彻底改变未来的高分辨率成像系统，对生成城市景观、大片生物群等摄影大有帮助。
新论文发布在《自然通信》（Nature Communications）期刊。
（首图来源：美国国家标准暨技术研究院）