光场成像的研究隶属于计算摄影学领域,旨在通过成像系统设计和图像重建算法相结合,扩展光学系统的成像能力,克服传统摄影方法的一些局限。本文主要研究了基于微透镜阵列的光场相机的成像模型及其重聚焦算法,并着重从几何光学的角度探索了用于光场成像的光学系统的设计方法,所完成的工作包括：第一、采用基于实际光学系统的点列图计算的成像仿真技术,实现了光场相机(包含微透镜阵列)的光场记录和数字对焦全过程的计算机仿真；并利用基于倾斜刃边法的MTF计算方法,对数字重聚焦结果进行像质评价。第二、基于数字对焦的基本原理,提出了两种重聚焦方法：基于光线投影的方法和基于光线跟踪的方法,并比较了它们的重聚焦效果,分析了它们各自的优劣势和适用场合。第三、通过研究光场相机的成像模型,分析了决定重聚焦图像分辨率和光场相机景深的因素,为合理选择光场相机光学系统的参数提供了理论依据。第四、对使用不同的实际光学系统的光场相机进行成像仿真,分析了光阑位置、像差、视场对重聚焦结果的影响,结果表明,光学系统设计与重聚焦算法应该相互配合,才能获得最好的重聚焦图像。