人们从外界接收的各种信息中80%以上是通过视觉获得的。光作为信息载体，承载在现实物理世界的高维信息。不同的科学家对光学成像采用了不同的描述体系，用于解决不同尺度、不同维度下的成像问题。光学在不同的尺度和维度下，可以分为几何光学、波动光学和量子光学。几何光学是以光的直线传播规律、独立传播性质和反射折射定律为基础的光学，是经典成像系统的基础理论基础，成像关键技术有光学设计、计算机视觉等。波动光学是以光的电磁理论为基础的光学，研究成像系统中光的衍射、干涉、偏振以及光与物质相互作用的吸收、散射、色散等效应，成像关键技术有傅里叶光学等。量子光学是以量子理论为基础的光学，利用光的量子属性及其并行性质突破传统光学的成像极限，成像关键技术有鬼成像等。光学成像技术作为一种人类探索世界的重要手段，极大地提升了人类对世界的认知边界。纵观历年诺贝尔奖获奖成果，从Zernike的相衬底显微镜（1953年度诺贝尔物理学奖）到Gabor的全息术（1971年度诺贝尔物理学奖获奖成果），从Ryle的合成孔径射点望远镜（1974年度诺贝尔物理学奖获奖成果）到Siegbahn 的激光光谱仪（1981年度诺贝尔物理学奖获奖成果），从Ruska、Binning、Rohrer 等发明电子显微镜与扫描隧道显微镜（1986年度诺贝尔物理学奖获奖成果）到Zewail的飞秒光谱学（1999年度诺贝尔物理学奖获奖成果），从超分辨率荧光显微技术（2014年度诺贝尔化学奖获奖成果）到冷冻电镜（2017 年度诺贝尔化学奖获奖成果）。所有这些技术都是人类不断超越成像技术宏观微观空间分辨率、光谱范围和分辨率、时间分辨率的限制，开拓和发展新的认知维度，不断突破自我，探索未知世界的过程。
2009年度诺贝尔物理学奖获奖成果——电荷耦合器件（CCD）实现了光信号的数字化，开启了光信号的数字处理新纪元，使得利用计算机能力提高成像系统能力成为可能。同时随着计算能力的提升，计算摄像学孕育而生，将光学成像科学、数字信号理论、电子学等学科深度交叉，创新性地将传统成像系统的信号处理和计算前移至光学成像过程中，突破公众对于光学成像系统设计都是基于光线传播理论和镜片参数优化的认知，在光学成像系统中加入不同的编码器件，设计新型的成像光路，进一步提升成像系统的信息获取能力。新型光学成像机制，极大地提高了信息优化计算传输的自由度，使得光学系统能够在信息采集的维度、尺度和分辨率上实现质的突破，打破经典成像模型和成像硬件的局限性，更加全面和精确地获取真实世界的信息，从而观测到传统成像系统“看不见”“看不全”和“看不清”的光学信息。
光学成像机制的改变，需要与之匹配的信息重构理论的提出和计算机处理能力的提升。压缩成像理论是一种新的数据获取理论，该理论提出了即便以远低于奈奎斯特采样频率的方式获取信号，仍然能够有机会精确地恢复原始信号，因此可以在数据采集端突破奈奎斯特采样定律的制约，为硬件系统的采集、存储、传输和处理带来了极大便利。
压缩成像技术
压缩成像技术的发展
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