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3D電影原理-工藝-技術篇:3D電影的幾個概念、顯示材料和效果圖、相關的成像技術等原理知識彙總詳解。以下內容由買購網整理,提供給您參考。

摘要:因《阿凡達》的火爆票房,3D瘋了!《哈利波特》,《泰坦之戰》為票房跟風將出3D版,派拉蒙也考慮將《變形金剛3》拍成3D,3D立體 頭部控制 《合金裝備》街機版宣佈,連電視都開始發力進入3D時代。3D年到了?各種各樣的產品都添上3D,即使再有心區別,也遭這些邪乎的稱謂整亂。

一、分清概念:立體,透視,景深,深度知覺,三維

我覺得理清

3D電影成像原理掃盲

諸多混亂的3D確實不易,因其中涉及這麼個過程:顯示裝置和物體—-眼睛的對焦感光捕抓—-人腦的合成—-還有想象。有可能物體並非3D,而你卻最終看到了3D,或者3D物體在你看來就像平面的。

3D並不等於真實。如同做夢,你感到非常真實,可這完全是大腦的作用。有點類似於《末世紀暴潮》(Strange Days)裡的那個腦視覺錄製裝置。

下面我按常見的3D呈現方式來擺一些常見概念:

1、在平面展示:

平面展示3D的方法是現今最常見的,書本,圖畫,照片和螢幕等都是,但有些畫面看起來又非常立體。這就涉及了透視(perspective)。

透視,就是把立體三維空間的形象表現在二維平面上的方法

透視分:線透視、空氣透視、隱沒透視等,這都人們在作畫中總結出來的。

你比如說:角度。溼人蘇軾是這麼看的,“橫看成嶺側成峰,遠近高低各不同”。在2D的畫面上,通常你只能看到一個角度,這是一個重要的區別。

再比如:隱沒透視,通常講的近大遠小,離遠顏色會淡,清晰度差。韓愈有溼:“天街小雨潤如酥,草色遙看近卻無”,描述的就是這種優雅的隱沒透視。

現在的人你說咋形容的,遠看一朵花,近看一臉麻。並非哥多情,只是狗眼瞎。多無味不是!

講到這,還要知道景深 (DOF):

一個描述在空間中,可以清楚成像的距離範圍。

這是攝影中常見的概念,有點類似人眼觀看方式,對焦區域外的事物會成模糊狀態,也就是成為外圍視覺。

在真實3D空間中 ,我們的雙眼對焦到哪,都會清晰的看到物體,因此是不講景深的。

那麼平面的3D立體效果,給我們的最直接的表現感受是什麼?那就是深度,俗話講的躍然紙上,凸出螢幕。深度知覺(Depth perception),通過對單眼暗示,雙眼暗示,推測暗示和移動暗示等分析,使我們有了深度距離感,從而可以輕易定位物體與我們之間的距離。

正是感知到的深度資訊,使我們常用來區分,什麼是2D和3D。除此之外,還有按數學上的Z軸劃分,比如 :按遊戲製作引擎來區分的2D,2.5D和3D遊戲。

2D遊戲所有圖形元素是以平面圖片的形式製作,不可以轉動視角,也無法拉動畫面遠近,《傳奇》它是用固定斜視45度視角。

2.5D遊戲,一般採用2D地圖結合3D人物,也有用3D地圖和2D人物。有些2.5D遊戲提供一定的視角轉換,角色移動是在一個二維座標移動。3D角色、固定視角的《奇蹟》。

3D遊戲是可以任意轉動視角觀察人物、場景等,按通常講,真正3D遊戲裡的所有場景、人物,物品等應完全由3D建模,視角可360度任意旋轉放大。代表如《魔獸世界》。

再比如:隱沒透視,通常講的近大遠小,離遠顏色會淡,清晰度差。韓愈有溼:“天街小雨潤如酥,草色遙看近卻無”,描述的就是這種優雅的隱沒透視。

現在的人你說咋形容的,遠看一朵花,近看一臉麻。並非哥多情,只是狗眼瞎。多無味不是!

講到這,還要知道景深 (DOF):

一個描述在空間中,可以清楚成像的距離範圍。

這是攝影中常見的概念,有點類似人眼觀看方式,對焦區域外的事物會成模糊狀態,也就是成為外圍視覺。

在真實3D空間中 ,我們的雙眼對焦到哪,都會清晰的看到物體,因此是不講景深的。

那麼平面的3D立體效果,給我們的最直接的表現感受是什麼?那就是深度,俗話講的躍然紙上,凸出螢幕。深度知覺(Depth perception),通過對單眼暗示,雙眼暗示,推測暗示和移動暗示等分析,使我們有了深度距離感,從而可以輕易定位物體與我們之間的距離。

正是感知到的深度資訊,使我們常用來區分,什麼是2D和3D。除此之外,還有按數學上的Z軸劃分,比如 :按遊戲製作引擎來區分的2D,2.5D和3D遊戲。

2D遊戲所有圖形元素是以平面圖片的形式製作,不可以轉動視角,也無法拉動畫面遠近,《傳奇》它是用固定斜視45度視角。

2.5D遊戲,一般採用2D地圖結合3D人物,也有用3D地圖和2D人物。有些2.5D遊戲提供一定的視角轉換,角色移動是在一個二維座標移動。3D角色、固定視角的《奇蹟》。

3D遊戲是可以任意轉動視角觀察人物、場景等,按通常講,真正3D遊戲裡的所有場景、人物,物品等應完全由3D建模,視角可360度任意旋轉放大。代表如《魔獸世界》。

3、在三維空間展示:

對於我們來說,目前3D顯示主要基於平面媒介,後兩種不太常見。

二、從顯示材料入手:光柵視覺效果圖

什麼是光柵?

可以使入射光的振幅或相位(或兩者同時)受到週期性空間調製的光學元件。

看維基的定義會一頭霧水,瞭解的人不看也明白,不理解的看也白看。其實只要知道光柵是種材料,用光柵製作的光柵圖,看起來立體,還會根據角度變化就夠了。

像生活中常見的光柵裝飾畫,光柵廣告:

還有利用模壓鐳射全息技術的防偽標籤:

這些常見的光柵圖,跟不需戴眼鏡觀看的視障型顯示器差不多,都從顯示材料著手。

三、從眼入手:3D立體圖(3D Stereogram)

下面的3d立體圖,都需要用鬥雞眼觀看法(cross-eye),也就是交叉雙眼,像下圖那隻貓一樣,才能看出來。否則,你只能藉助觀看左右圖的輔助器了。

1、首先從最簡單的開始介紹,這種叫ASCII立體圖,也叫立體字元。

*kenengba *kenengba *kenengba *kenengba *kenengba *kene

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你注意到是什麼字母位置變化,帶來立體效果了麼?

2、下來就是最常見的3D立體圖,花花綠綠的,你看出來裡面是什麼字了麼?

3、下面這幅,交叉眼要更大些,以前沒看過的,會更累眼。看出立體效果後,試試手指觸控定位?看不清自己手指了,近在咫尺卻遠在天邊,虛無縹緲的感覺。

(pic via)(要是你覺得難,可看指導:How to see 3D photos)

4、最後來狠招了,如果上面的你都能看出來,這動的也難不倒啦!

(這個載入估計會久點,等動起來再看)

如果都覺得不過癮,可以到Youtube搜,YouTube已於2009年7月27日開始支援3D格式影片,很多交叉眼視訊。這種型別,圖越大,視訊越大,看起來越爽!

像需要藉助眼鏡的紅藍圖(anaglyph ),偏振圖就不說了,反正沒輔助儀器看不到。

最後,我為沒能看出立體效果的網友再介紹個方法。你可以通過使畫面顛動來解析3d立體畫(線上解析),利用眼睛的殘留視覺,看起來效果和左右眼交叉差不多。喜歡的也可以自己製作。

首先拍攝左右眼兩幅圖:

然後把這兩幅圖按gif製作,100毫秒交叉播放即可。

是不是有偽3D效果?這種動圖,又稱做Wiggle stereoscopy,有許多藝術家做這型別圖,像Animated stereoviews of old Japan這系列非常棒。

四、從光入手:激動人心的全息技術

一般的三維圖只是在二維的平面上通過構圖及色彩明暗變化實現人眼的三維感覺,而全息立體攝影產生的全息圖則包含了被記錄物體的尺寸、形狀、亮度和對比度等資訊,能提供“視差”。

觀察者可以通過前後、左右和上下移動來觀察影象的不同形象,如同有個真實的物體在那裡一樣。

關於全息的再現,呈現方法,進展很慢,顯示方法多是靠全息膜和全息投影。

我在其中一篇解釋什麼是全息技術的文章,看到:

全息原理是“一個系統原則上可以由它的邊界上的一些自由度完全描述”,是基於黑洞的量子性質提出的一個新的基本原理。其實這個基本原理是聯絡量子元和量子位結合的量子論的。其數學證明是,時空有多少維,就有多少量子元;有多少量子元,就有多少量子位。

便放棄深入理解了,我的物理沒學好,直接說利用光的干涉和衍射原理也沒多大意義。

如果你有心注意下3D全息技術,會發現在互動性,大型展示和增強現實上,都擁有令人興奮的吐槽點。

看到全息影像的概念3D電腦,還有采用3D全息技術的手機,你將看不到螢幕了 ,一切就像電影場景,也不再遙遠。

早在2006年的McQueen時裝展上,就採用了世界名模Kate Moss的3D全息影像(視訊) , 還有像丹麥RAMBOLL公司開發的“Cheoptics360 XL”系統,這些都早已實現空中顯示。還有用全息膜的,這個Zebra Imaging™ 看起來非常酷,貌似跟光柵的原理差不多。

五、你單眼看過電影嗎?

閉上一隻眼,你認為眼前的景物還是立體的嗎?看起來還是立體的吧! 眼前放跟針,你能把線穿過去麼?

在電腦上單眼看電影2分鐘試試,是不是比雙眼看起來更立體?而用雙眼,視差會使我們馬上把焦點鎖定到螢幕表面,反而削弱了立體感。

由於傳統拍攝的電影只有一個鏡頭,所以最適合我們的方法應該是單眼觀看電影。

單眼觀看,你會發現距離感不是那麼明顯了!這還解釋了為什麼看遠處眼睛會放鬆。因為兩眼的視差很小,幾乎平行光。如果情人對你說:我只能一隻眼看你 了。言下之意,已經分不清與你的距離了。由此我們知道個問題:單眼的人去看帶偏振眼鏡的3D電影,是感受不到那種雙眼視覺看到的3D效果的。

所以獨眼龍刀客只是傳說!除非你能成為終結者!

另外,真正技術成熟後的3D電影,看了是不會頭暈的,因為雙眼面對的不再是個平面,睫狀肌經常在運動調焦,符合我們觀看現實世界的方式。

六、2010兩大主動力,體育和成人業,推3D普及

1、體育方面:

索尼將於今年在國內市場推出3D電視。2月1日,英超首次開啟3D電視實況轉播阿森納曼聯大戰。52屆格萊美首開3D版MV致敬傑克遜。

去年開始,各電視臺就紛紛部署3D頻道,英國天空廣播公司(BskyB)將推出歐洲首個3D衛星電視訊道(sky的shop 3d介紹頁面),ESPN將在世界盃開啟3D實況轉播, Discovery計劃推出第一個“24小時不間斷”的3D電視訊道,FOX SPORT也有此計劃。

都在準備迎接3D南非世界盃足球賽直播!

2、3D色*情業:

從 1969年開始,一部名叫《The Stewardess》的軟色*情3D電影,兩年間收穫了2700萬美元的票房,多麼驚人的戰績。時間過了半個世紀,3D電影潮由利用互補色,變成了體驗更佳的偏振技術。像《3D玉蒲團》從去年開始就不斷瘋傳,至今都沒見上映,不是說要搶世界第一部3D情*色*片嗎?看來只能期待,丁度的3D愛情動作片了。

3、遊戲推動

任天堂說會深入評估長期玩3D立體遊戲對玩家健康的影響,但3D立體遊戲已然是趨勢。

4、普及攝影3D產品

去年富士就釋出了世界首款3D相機富W1,還建好了整套顯示解決方案。今年,Sony也許會讓其阿爾法系列具備3D 拍攝功能,或者開個新的3D DSLR ,估計此單反光學系統類似拍攝阿凡達的SONY HDC-F950攝像機。

七、目前的3D技術都是在造視差

交替開閉左右眼,你會發現你看到的物體發生了位移,這就是視差。物體離你越近,差別越大。視差不一樣,感覺的深度不同。這是由人的雙眼間距離造成的。簡單說,左右眼看到的:

(1)位移不同 (2)角度不同

所以實現立體觀看的方法,無非就是讓左右眼看到的影像,符合現實中看到的。大概有以下七種:

1、時分式 2、互補色 3、偏振光 4、光柵式 5、全真式 6、觀屏鏡 7、全息式

也可按需不需要輔助裝置分:需戴眼鏡的,不需戴眼鏡的。

下面只列目前常見的三種3D顯示原理(第一種基本淘汰了):

(pic via)

八、目前國內3D還只是個傳說

1、 沒有電視臺片源保證,3D電視很難火起來。

2、3D要配合高清(有幾家人的電視訊號是高清?)。

立體影像包含的制約在於資料的巨大,目前光碟算是跟上了,藍光 3D成為標配。2009年4月,GE全球研發中心成功開發500GB全息光碟,幾年後,必將取代藍光碟。

另外,在網路頻寬方面跟得上嗎?國內還沒幾人能看上線上高清吧! 3D要的就是體驗,沒高清保證,談何3D。

3、裝置昂貴。

例如:Nvidia在電腦的3D解決方案,產品要求。你想要玩3D遊戲,必須配齊以下裝置:

僅此款主動快門眼鏡就需1500RMB。聯想到需戴眼鏡型別的3D電視,一家人看豈不是得買幾幅眼鏡?那花費可就不輕鬆了。

當然,視障型的3D電視,可裸眼觀看,就不需眼鏡花費,像TCL 型號為TD-42F的3D立體電視。只是效果如何就不得而知了。

綜上,想看3D,還是去影院把,3D-IMAX版《愛麗絲夢遊仙境》準備上映了,這有個歷史上播過的3D電影和預告列表。

或者像我,煉成神勇貓眼,下載3D播放器,下載立體影片和到Youtube看交叉眼視訊,隨時看3D。

九、網際網路朝向看起來越來越真實發展?

Internet 3d網站認為,網際網路朝向是這麼發展:Web 1.0為資訊資訊 —- Web 2.0 為互動 —- Web 3.0 將會沉浸融入3D網路(現實混合虛擬,包括3D,AR,VR,MR等技術)。

Web3.0讓虛擬與現實融合,比如去年網路上流行的印度人Pattie Maes 在 TED的演講,有關第六感技術,使網民不再囿於螢幕的限制。

再如SPRXmobile推出的全球首款“增強現實”瀏覽器Layar。web3.0時代,結合3D,虛擬現實,增強現實,增強虛擬等技術,我們將與現實互動,將沉浸在一種無處不在的即真實也虛擬的網路中。

額!想想,以後手機都沒有螢幕,融入現實當中,那3D是怎麼樣啦?好像不重要了。

就是得謹防,商家炒3D概念來賣,跟炒納米技術一樣,亂七八糟。