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課題製作用3D顯示拍3D電影

發布時間: 2022-10-29 18:32:18

① 什麼是3D電影

即立體電影
1953年5月24日立體電影首次出現,為了把觀眾從電視奪回來,好萊塢推出了一種新玩藝兒--立體電影。戴著特殊眼鏡的觀眾像在觀看《布瓦那魔鬼》及《蠟屋》這類驚險片那樣,發現自己躲在逃跑的火車及魔鬼的後面。從而為我們帶入了立體電影的時代。
原理介紹

基本原理

立體電影就是用兩個鏡頭如人眼那樣的拍攝裝置,拍攝下景物的雙視點圖像,再通過兩台放映機,把兩個視點的圖像同步放映,使這略有差別的兩幅圖像顯示在銀幕上,這時如果用眼睛直接觀看,看到的畫面是重疊的,有些模糊不清,要看到立體影像,就要採取措施,使左眼只看到左圖像,右眼只看到右圖像,如在每架放影機前各裝一塊方向相反的偏振片,它的作用相當於起偏器,從放映機射出的光通過偏振片後,就成了偏振光,左右兩架放

映機前的偏振片的偏振方向互相垂直,因而產生的兩束偏振光的偏振方向也互相垂直,這兩束偏振光投射到銀幕上再反射到觀眾處,偏振光方向不改變,觀眾使用對應上述的偏振光的偏振眼鏡觀看,即左眼只能看到左機映出的畫面,右眼只能看到右機映出的畫面,這樣就會看到立體景像,這就是立體電影的原理。互補色、開關、柱鏡、狹縫光柵等都是在保證左眼看左圖,右眼看右圖這一基本原理上的幾種屏幕觀看立體的不同方式。隨著科技的進步,人們在屏幕上看立體的方式會更多。
原理解析

人以左右眼看同樣的對象,兩眼所見角度不同,在視網膜上形成的像並不完全相同,這兩個像經過大腦綜合以後就能區分物體的前後、遠近,從而產生立體視覺。立體電影的原理即為以兩台攝影機仿照人眼睛的視角同時拍攝,在放映時亦以兩台放影機同步放映至同一面銀幕上,以供左右眼觀看,從而產生立體效果。
拍攝立體電影時需將兩台攝影機架在一具可調角度的特製雲台上,並以

符合人眼觀看的角度來拍攝。兩台攝影機的同步性非常重要,因為哪怕是幾十分之一秒的誤差都會讓左右眼覺得不協調;所以拍片時必須打板,這樣在剪輯時才能找得到同步點。
放映立體電影時,兩台放影機以一定方式放置,並將兩個畫面點對點完全一致地、同步地投射在同一個銀幕內。在每台投影機的鏡頭前都必須加一片偏光鏡,一台是橫向偏振片,一台是縱向偏振片(或斜角交叉),這樣銀幕就將不同的偏振光反射到觀眾的眼睛裡。觀眾觀看電影時亦要戴上偏振光眼鏡,左右鏡片的偏振方向必須與投影機搭配,如此左右眼就可以各自過濾掉不合偏振方向的畫面,只看到相應的偏振光圖象,即左眼只能看到左機放映的畫面,右眼只能看到右機放映的畫面。這些畫面經過大腦綜合後,就產生了立體視覺。
利用人的雙眼視角差和會聚功能等特性拍攝的放映時產生立體效果的電影。普通的電影或照片都是一個鏡頭從單一視角拍攝的,影像都在同一平面上,人只能根據生活經驗(如近大遠小、光線明暗)產生空間感。而立體電影則是由從類似人兩眼的不同視角攝制的具有水平視角差的兩幅畫面組成的,放映時兩幅畫面重疊在幕上呈雙影,通過特製眼鏡或幕前輻射狀半錐形透鏡光柵,觀眾左眼看到的是從左視角拍攝的畫面、右眼看到的是從右視角拍攝的畫面,通過雙眼的會聚功能,於是合成為立體視覺影像。觀眾看到的影像好像有的在幕後深處,有的脫框而出,似伸手可攀,給人以身臨其境的逼真感。採用幕前輻射狀半錐形透鏡光柵的立體電影受觀眾廳座位區位置的嚴格限制,觀眾頭部不能隨便移動,否則立體效果消失,因此觀眾感到異常不便。在戴眼鏡觀看的立體電影中,廣泛採用著彩色眼鏡法和偏光眼鏡法。彩色眼鏡法是把左右兩個視角拍攝的兩個影像,分別以紅色和青(或綠)色重疊印到同一畫面上,製成一條電影膠片。放映時可用一般放映設備,但觀眾需戴一片為紅另一片為青(或綠)色的眼鏡。使通過紅鏡片的眼睛只能看到紅色影像,通過青色鏡片的眼睛只能看到青色影像。此法的缺點是觀眾兩眼色覺不平衡,容易疲勞;優點是不需要改變放映設備。初期的立體電影常用這種方法。1985年日本築波國際科技博覽會上展出了採用這種方法的球幕黑白電影,效果更佳。偏光眼鏡法的立體電影,從1922年開始一直為各國所重視,有些國家已和大視野的電影相結合,拍成質量更高、效果更好的彩色立體電影。這種電影在放映時,左右畫面以偏振軸互為90°的偏振光放映在不會破壞偏振方向的金屬幕上,成為重疊的雙影,觀看時觀眾戴上偏振軸互為90°、並與放映畫面的偏振光相應的偏光眼鏡,即可把雙影分開獲得立體效果。由於製作和放映工藝的不同,偏光立體電影有雙機和單機之分。1985年的築波博覽會上展出了70毫米大銀幕彩色立體電影。自60年代以來,中國拍攝的立體電影是採用偏振光方式觀看的立體電影。
蘇聯在70年代研試了全息立體電影,觀看時不必戴眼鏡,有很大的影像亮度范圍。由於觀眾眼睛的視覺調節和收斂是自然的,不會引起過分緊張和疲勞,觀眾只要轉動頭部,即可看到如同實物那樣的位置變化,比普通電影有更大的深度感,就象真實物體那樣。這種電影仍在研究試驗階段。
偏振技術

你看過立體電影嗎?你知道它的道理嗎?它就是應用光的偏振現象的一個例子。在觀看立體電影時,觀眾要戴上一副特製的眼鏡,這副眼鏡就是一對透振方向互相垂直的偏振片。這樣,從銀幕上看到的景象才有立體感.如果不戴這副眼鏡看,銀幕上的圖像就模糊不清了。這是為什麼呢?
這要從人眼看物體說起。人的兩隻眼睛同時觀察物體,不但能擴大視野,而且能判斷物體的遠近,產生立體感。這是由於人的兩隻眼睛同時觀察物體時,在視網膜上形成的像並不完全相同,左眼看到物體的左側面較多,右眼看到物體的右側面較多,這兩個像經過大腦綜合以後就能區分物體的遠近,從而產生立體視覺。
立體電影是用兩個鏡頭如人眼那樣從兩個不同方向同時拍攝下景物的像,製成電影膠片。在放映時,通過兩個放映機,把用兩個攝影機拍下的兩組膠片同步放映,使這略有差別的兩幅圖像重疊在銀幕上。這時如果用眼睛直接觀看,看到的畫面是模糊不清的,要看到立體電影,就要在每架電影機前裝一塊偏振片,它的作用相當於起偏器。從兩架放映機射出的光,通過偏振片後,就成了偏振光。左右兩架放映機前的偏振片的偏振化方向互相垂直,因而產生的兩束偏振光的偏振方向也互相垂直。這兩束偏振光投射到銀幕上再反射到觀眾處,偏振光方向不改變。觀眾用上述的偏振眼鏡觀看,每隻眼睛只看到相應的偏振光圖象,即左眼只能看到左機映出的畫面,右眼只能看到右機映出的畫面,這樣就會像直接觀看那樣產生立體感覺。這就是立體電影的原理。
我國在八十年代製作的立體電影是採用一個鏡頭拍攝和放映的立體電影,兩套圖象交替地印在一條電影膠片上,還需要一套復雜的光路裝置及偏振系統,這里就不一一涉及了。
立體電影製作流程

劇本討論

立體影片製作客戶的要求,主要訴求點,製作師交流與溝通。
概念設計

業內通用的專業立體電影流程前期製作,內容包括根據劇本繪制的動畫場景、角色、道具等的二維設計以及整體動畫風格(色調,節奏,情緒,泥塑---魔戒,星戰,綠巨人等)定位工作,給後面三維製作提供參考。
分鏡故事板

根據文字創意劇本進行的實際製作的分鏡頭工作,手繪圖畫構築出畫面,解釋鏡頭運動,講述情節給後面三維製作提供參考。
粗模

在三維軟體中由建模人員製作出故事的場景、角色、道具的粗略模型,為故事板(Layout)做准備。
3D故事板(Layout)

用3D粗模根據劇本和分鏡故事板製作出Layout(3D故事板)。其中包括軟體中攝像機機位擺放安排、基本動畫、鏡頭時間定製等知識。
3D角色建模型\3D場景\道具模型

根據概念設計以及客戶、監制、導演等的綜合意見,在三維軟體中進行模型的精確製作,是最終動畫成片中的全部「演員」。
貼圖材質

根據概念設計以及客戶、監制、導演等的綜合意見,對3D模型「化妝」,進行色彩、紋理、質感等的設定工作,是動畫製作流程中的必不可少的重要環節。
骨骼蒙皮

根據故事情節分析,對3D中需要動畫的模型(主要為角色)進行動畫前的一些變形、動作驅動等相關設置,為動畫師做好預備工作,提供動畫解決方案。
分鏡動畫

參考劇本、分鏡故事板,動畫師會根據Layout的鏡頭和時間,給角色或其它需要活動的對象製作出每個鏡頭的表演動畫,有人工設定關鍵幀,也有動作捕捉器。動畫調節在三維動畫中是與二維動畫類似的思考方法,但在這個工作上三維動畫有很大的優勢。我們知道二維動畫在製作時有「原畫師」和「動畫師或中間畫」,在三維動畫的世界之中設計者做的是「原畫師」的工作,我們操作骨骼系統在不同的關鍵幀設定動畫。而「動畫師」的工作則全部由計算機自動完成。
燈光

根據前期概念設計的風格定位,由燈光師對動畫場景進行照亮、細致的描繪、材質的精細調節,把握每個鏡頭的渲染氣氛。
3D特效

根據具體故事,由特效師製作。若干種水、煙、霧、火、光效在三維軟體(Maya)中的實際製作表現方法。
分層渲染/合成

動畫、燈光製作完成後,由渲染人員根據後期合成師的意見把各鏡頭文件分層渲染,提供合成用的圖層和通道。
配音配樂 由劇本設計需要,由專業配音師根據鏡頭配音,根據劇情配上合適背景音樂和各種音效。片子的音樂可以作曲或選曲。這兩者的區別是:如果作曲,片子將擁有獨一無二的音樂,而且音樂能和畫面有完美的結合,但會比較貴;如果選曲,在成本方面會比較經濟,但別的片子也可能會用到這個音樂。
旁白和對白就是在這時候完成的。在旁白和對白完成以後,在音樂完成以後,音效剪輯師會為影片配上各種不同的聲音效果,至此,一條立體電影的聲音部分的因素就全部准備完畢了,最後一道工序就是將以上所有元素並的各自音量調整至適合的位置,並合成在一起。這是立體電影製作方面的最後一道工序,在這一步驟完成以後,則立體電影就已經完成了。
後期剪輯

用渲染的各圖層影像,由後期人員合成完整成片,並根據客戶及監制、導演意見剪輯成不同版本,以供不同需要用。
觀看方式

1. 空分法

電影院中普遍採用。 現在有不少影院都擁有3D立體放映廳,放映時通過兩個放映機來播放兩個攝影機拍下的電影,在屏幕上就會同步出現兩組有差別的圖像,一般用偏振眼鏡觀看,也有用光譜眼鏡的。
不閃式3D技術

不閃式3D 電視方式是最接近我們實際感受立體感,最自然的方式。如同在電影院里享受生龍活虎的3D影像,能夠同時看兩個影像把分離左側影像和右側影像的特殊薄膜貼在3D電視表面和眼鏡上。通過電視分離左右影像後同時送往眼鏡,通過眼鏡的過濾,把分離左右影像後送到各個眼睛,大腦再把這兩個影像合成讓人感受3D立體感。 不閃式3D的特點:有關視角方面,在視聽推薦距離內觀看時不閃式3D全然不成問題。比如,除了在一米以內站著、坐著或者用非常不正常的姿勢觀看電視以外,在3D電視視聽推薦距離內觀看時沒有任何問題的。
唯一缺點是播放1080p時只有540p,也就是畫質減半,導致效果不明顯。
不閃式的優勢
首先沒有閃爍,能體現讓眼睛非常舒適的3D影像。不閃式3D沒有電力驅動,可舒適佩戴眼鏡並且全然沒有閃爍感。因此可以盡情享受讓眼睛非常舒適的3D影像。看實際測量閃爍程度的數據就能知道數據幾乎是零,不會有頭暈的狀態出現。
能夠用輕便舒適的眼鏡享受3D影像。不閃式3D眼鏡輕便、價格合理,還可以使用夾套眼鏡讓配戴眼鏡的人也能舒服使用。
體現沒有重疊畫面的3D影像。畫面重疊現象是因為右側影像進入左側眼睛或左側影像進入右側眼睛而發生的。不閃式3D所使用的特殊薄膜分離左右影像後體現3D影像,所以不會發生畫面重疊現象享受好像看到活生生的真實物體的立體影像。通過實際測量畫面重疊的數據就能知道不閃式3D的重疊數據是人無法感知的水平。
2. 互補色技術

是另一種3D立體成像技術,現在也比較成熟,有紅藍、紅綠等多種模式,但採用的原理都是一樣的。色分法會將兩個不同視角上拍攝的影像分別以兩種不同的顏色印製在同一副畫面中。這樣視頻在放映是僅憑肉眼觀看就只能看到模糊的重影,而通過對應的紅藍等立體眼鏡就可以看到立體效果,以紅藍眼鏡為例,紅色鏡片下只能看到紅色的影像,藍色鏡片只能看到藍色的影像,兩隻眼睛看到的不同影像在大腦中重疊呈現出3D立體效果。
3. 時分法

時分法需要顯示器和3D開關眼鏡的配合來實現3D立體效果。時分法所採用的立體眼鏡構造有些復雜,當然成本也高些。兩個鏡片都採用電子控制,可以根據顯示器的輸出情況進行狀態的切換,鏡片的透光、不透光切換使得人眼只能看到對應的畫面(透光狀態下),雙眼看到不同的畫面就能夠達到立體成像的效果。
優點:
應用得最為廣泛,資源相對較多
缺點:
1、戴上眼鏡之後,亮度減少較多;
2、3D眼鏡快門的開合在日光燈作用下與左右圖像不完全同步,會出現串擾重影現象;
3、快門式3D眼鏡的售價基本在1000元左右,相對較貴,並且需要安裝電池或充電使用。
4.光柵式

為了迎接2008北京奧運會接收電視立體節目,我國自己製造出了光柵式的立體電視機,但光柵式也有缺點,就是清晰度和其它的立體相比要差些,只有在非常大的電視上清晰度稍高,但這樣一來,價格也就上去了,想克服這個缺點就是要技術進步。
5.普氏立體

這是一戰後的一位老兵發現的一種看立體的方式(國內叫過全真立體),這項立體電視技術與原有各種制式的電視設備兼容,其原理是在拍攝立體節目時,讓攝像機向左或向右勻速移動,主要是運動立體的效果。觀眾看節目時,戴上一付對應左移或右移的特製眼鏡,這種眼鏡的鏡片一個是透明的,另一個是半透明的,成本低廉,如果不戴眼鏡和看普通電視沒有區別。這項技術面臨淘汰的原因是左移與右移所拍的片子與觀看帶的眼鏡容易混淆,造成立體效果不明顯,而其兼容性好的特點又被過度炒作,八十年代起,在全球幾十個國家幾起幾落。
6.觀屏鏡:

以前專用於看立體相機拍的圖片對,圖片對一般左右呈現。現在這種觀屏鏡也可看左右型立體電影。缺點:看圖像或電影時最多隻能是屏幕一半大小;優點:非常清晰。
7.全息式:

這種目前無法推廣。在各個角度看上去都是立體的,不用立體眼鏡。價格是貴得出奇,只在科技館有展示。
發展簡史

立體電影的起源:

1839年,英國科學家查理·惠斯頓爵士根據「人類兩隻眼睛的成像是不同的」發明了一種立體眼鏡,讓人們的左眼和右眼在看同樣圖像時產生不同效果,這就是今天3D眼鏡的原理。
1922年,世界上第一部3D電影是《愛情的力量》,遺憾的是,影片很早之前就已經遺失了。早期的3D電影都是以展示立體效果為主,片中常以指向觀眾的槍、扔向觀眾的物體為噱頭。
1952年,講述非洲探險的《非洲歷險記》被認定為是史上第一部真正的3D長片。該片的口號是「獅子在你腿上,愛人在你懷里」。盡管《生活》雜志在當時稱該片「廉價、荒謬」,但觀眾們仍然熱情地擠進電影院去體驗片中的「自然視角」。
1953年,《恐怖蠟像館》等一批3D恐怖片應運而生,3D片在上世紀五十年代進入了黃金時期。
1954年,當時世界上最偉大的導演們,絕大多數都對3D電影低眼相看,認為那隻不過是在玩魔術而已,根本不是藝術。然而,希區柯克不這么想,他在1954年拍攝了3D版的《電話謀殺案》,成為了當時3D片中為數不多的精品。
1954年03月05日 ,環球公司推出最有名的3D恐怖片《黑湖妖譚》,該片也是至今為止惟一一部有續集的3D電影。新版《黑湖妖譚》計劃在2011年上映。
1962年,我國的天馬電影製片廠拍攝了國內第一部3D立體電影《魔術師的奇遇》,桑弧導演,陳強主演。後來又陸續出現了《歡歡笑笑》《快樂的動物園》《靚女阿萍》《俠女十三妹》等。
1982年,迪士尼拍攝了短片《魔法之旅》,雖然這部短片只有16分鍾,但通過CGI與真人表演的混合,打造出了在當時令人驚訝的3D效果。
1982年,《13號星期五》第三部上映,本片令80年代的3D電影慢慢復甦。
1983年,3D版的《大白鯊第三集》轟動一時,放映首周就賺得1300萬美元的票房。但因為電影本身水準低下,3D效果也無過人之處,很快就讓觀眾失去了興趣。
1985年,《魔晶戰士》成為世界首部3D動畫長片。
2004年,第一部IMAX 3D長片《極地特快》誕生。該

片在2000塊普通2D銀幕上放映,3D IMAX銀幕只有75塊。然而就是這75塊3D IMAX銀幕,獲得的票房佔全片總票房的百分之三十。3D+IMAX的「超強組合」,讓發行方看到了巨大的商業潛力。
2005年,迪士尼的動畫片《雞仔總動員》採用了新型投影技術放映,消除了以往看3D電影時容易產生的眼睛疲勞。
2008年,《U2 3D演唱會》是第一部完

全用3D攝影機拍攝的真人影片,這個音樂紀錄片堪稱先鋒。
2009年,環球的動畫片《鬼媽媽》是第一部採用停格動畫形式的3D電影。

2009年,《阿凡達》成為有史以來製作規模最大、技術最先進的3D電影。阿凡達(Avatar)是一部科幻電影,由著名導演詹姆斯·卡梅隆執導,二十世紀福克斯出品。該影片預算超過5億美元,成為電影史上預算最高的電影。
大衛·斯萊德(David Slade)執導的《暮光之城3:月食》將於2010年6月30日上映。影片將採用3D IMAX技術 。
《暮光之城3:月食》的故事將繼續圍繞女主角與吸血鬼愛人以及狼人之間展開,在狼人角色淡出之後,她還將面臨新的吸血鬼軍團的挑釁。據悉,隨著《暮光之城》的人氣爆炸,系列電影的投資規模亦越來越大,特效水準也將大幅度提高。

② 3d全息影像技術的全息顯示

透射式全息顯示圖像屬於一種最基本的全息顯示圖像。記錄時利用相干光照射物體,物體表面的反射光和散射光到達記錄干板後形成物光波;同時引入另一束參考光波(平面光波或球面光波)照射記錄干板。對記錄干板曝光後便可獲得干涉圖形,即全息顯示圖像。再現時,利用與參考光波相同的光波照射記錄干板,人眼在透射光中觀看全息板,便可在板後原物處觀看到與原物完全相同的再現像,此時該像屬於虛像。假如利用與參考光波的共軛光波相同的光波照射記錄干板,即從記錄干板右方射向記錄干板而會聚一點的球面光波,則經記錄干板衍射後會聚而形成原物的實像。
透射式全息顯示圖像清晰逼真,景深較大(僅受光波相干長度的限制),觀看效果頗佳。但為確保光的相乾性,需用激光記錄與再現。採用激光也會帶來其特有的散斑效應的弊病,即再現像面上附有微小而隨機分布的顆粒狀結構。 為克服透射式全息顯示圖像無法利用普通白光(非相干光)再現的缺陷,人們又發展了反射式全息顯示圖像。將物體置於全息板的右側,相干點光源從左方照射全息板。將直接照射至全息板平面上的光作為參考光;而將透過全息板(未經處理過的全息板是透明的)的光射向物體,再由物體反射回全息板的光作為物光,兩束光干涉後便形成全息顯示圖像。由於記錄時物光與參考光分別從全息板兩側入射,故全息板上的干涉條紋層大致與全息板平面平行。再現時,利用光源從左方照射全息板,全息板中的各條紋層宛如鏡面一樣對再現光產生出反射,在反射光中觀看全息板便可在原物處觀看到再現的圖像。
製作反射式全息顯示圖像時,通常採用較普通透射式全息顯示圖像更厚的記錄介質(厚約15μm的感光乳膠層)。因干涉條紋層基本上與全息板平面平行,介質層內形成多層干涉條紋層,即反射層,故全息板的衍射相當於三維光柵的衍射,必須滿足布拉格(Bragg)衍射條件,即僅有某些具有特定波長及角度的光才能形成極大的衍射角。由於具有這種選擇性,反射式全息顯示圖象便可用普通白光擴展光源再現。這是其一大優點,同時亦消除了激光的散斑效應。近年來,該類全息顯示圖像已廣泛應用於小型裝飾物的三維顯示,並已實現商品化,市面上將其稱為「激光寶石」。反射式全息顯示圖象還可用作壁掛式顯示,但製作屏幕較大的反射式全息顯示圖像技術難度較大;另一缺陷是其景深不太大,距記錄介質平面較遠處的圖像有點模糊不清。 20世紀70年代末,一種新型全息顯示圖像即彩虹式全息顯示圖像(Rainbow Hologram)問世,它可採用白光再現,圖像清晰明亮,尤其適用於立體三維顯示,倍受人們的重視。彩虹式全息顯示圖像是採用激光記錄全息顯示圖像,用白光照射再現單色圖像的一種全息顯示技術。其基本特點是在記錄系統中適當的位置加入一個狹縫,其作用是限制再現光波,以降低圖像的色模糊,從而實現白光再現單色圖像。有人曾系統地分析過彩虹式全息顯示圖像的成像過程。其基本記錄方式以一步法為例,物體通過透鏡成像於全息板附近,同時光路中設置一個狹縫來限製成像光的孔徑。利用白光點光源以共軛方式照射全息板,便會同時再現物像與縫隙的實像。由於全息顯示圖像的基本作用相當於光柵,在白光照射下具有色散的作用,故不同顏色的狹縫像分布於不同的方位。當人眼從縫隙像左方觀看全息板時,通過不同顏色的縫隙像便可觀看到該種顏色的物像。當人眼上下移動時,物象會產生出宛如彩虹一樣的顏色變化,這也是此種全息顯示圖像名稱的由來。
彩虹式全息顯示圖像技術的問世給全息顯示注入了新的活力,眾多研究者對其進行了不斷的改進與發展,並在眾多領域得到了應用。如將記錄時的單縫變為多縫,可使同一角度觀看的再現像具有與實物一樣的彩色,或對黑白圖像進行假彩色編碼。因人們對色彩的分辨能力遠遠超過對灰度級的分辨能力,此種假彩色化法可極大提高對圖像的判讀能力。近年來還提出並實現了新型的雙孔徑彩虹式全息顯示圖像和大角度環形孔徑彩虹式全息顯示圖像。前一種可在普通白光擴展光源下,將再現象的解析度大大提高,並能由一體視對平面圖像合成無需配戴眼鏡觀看的立體三維圖像。後一種則將單縫孔徑變為大直徑的環形孔徑,從而可實現360°環視的再現像,即在白光照射下,可繞全息板轉一周以觀看物體所有側面的再現像。 合成式全息顯示圖像是指將一系列由普通拍攝物體的二維底片藉助全息方法記錄在一塊全息軟片(或干板)上,再現時實現原物體的准立體三維顯示的一種技術。實現再現物體360°環視像的另一種有效方法便是合成式全息顯示圖像。它可製成圓筒式,亦可製成平面式。這里以旋轉物體為例說明合成式全息顯示圖像的製作技術。顯然,假若將物體變為實際場景,則可製作立體電視;假若將轉動物體變為一系列連續變化的二維圖片,則可製成活動的動畫。
這種合成式全息顯示圖像實際上是彩虹式全息顯示圖像與合成技術的有機結合。利用這種方法在平面全息板上再現環視或立體活動圖像,是極其誘人的。其缺陷是記錄過程較為復雜,但隨著計算機技術的發展與普及,這一缺陷已不再成為嚴重的問題。近年來,研製出一套由計算機控制的合成式全息顯示圖像自動記錄系統,並成功地由它制出像質頗佳的360°環視合成式全息顯示圖像。
在合成式全息顯示技術中,有一種可顯示被拍攝物體動態過程的角度多路合成式全息顯示技術,它是一種電影拍攝與全息拍攝完美結合的技術。它使用電影攝影機進行第一步記錄,再在激光照射下用「全自動合成全息拍攝系統」將記錄的二維電影片製成全息顯示圖像,它是一種實現了白光記錄和白光再現被記錄物動態過程的高層次全息顯示技術。縱向多路合成的全息顯示圖像,由於採用了不同角度的視像進行合成,故稱為角度多路合成式全息顯示圖像。它是一項集電影特技攝影、激光全息、光機電一體化、微機控制及納米感光材料等高新技術於一體的最新技術。還有另一類縱向多路合成的全息顯示圖像,它是由對客體不同深度的一系列平面層拍攝的底片合成的。如醫學中用X射線斷層攝影(CT)或超聲波斷層攝影,可得到垂直於人體軸線方向的一系列平面圖片。利用全息顯示技術將其按原順序、原間隔製成合成式全息顯示圖象,再現時則可觀看到一系列縱向平行排列的透明平面圖像。當這些像的縱向間隔小到一定程度時,觀看者便如同觀看原物的透明立體三維圖像一樣。縱向多路合成的全息圖像亦可利用計算機技術進行製作。
角度多路合成式全息顯示技術具有發展前景的潛力。它可將計算機圖像信息處理、光學圖像信息處理、納米感光化學信息處理、影視技術多年來積累的視覺心理學及生理學深度感等方面的經驗融合一體,對採集的圖像信息進行處理,從而獲得優質的三維空間立體影像。觀看這種角度多路合成式全息顯示立體影象時,無需配戴眼鏡等附加裝置。它是目前記錄並顯示伴有活動圖象的三維立體影像的最佳方法。隨著液晶顯示技術及納米級實時記錄介質材料的研製開發,角度多路合成式全息顯示技術將會發展成為新一代具有可持續發展的科研項目及值得巨大投入的研究課題。 上述各種全息顯示圖像的共同缺陷是復制較為煩瑣,通常需採用激光源及光學器件,而且每復制一次皆需曝光、顯影和定影等過程。為解決這一問題,20世紀80年代開發出一種可象印書一樣大批量快速復制的模壓式全息顯示圖像。其製作工藝過程可分為如下三步:
記錄原版全息顯示圖像,這種全息顯示圖像的記錄過程類似於彩虹式全息顯示圖像,但它屬於浮雕型,即與光強分布相應的干涉條紋已轉變為凹凸型溝槽狀分布;
製作金屬壓模,即由原版全息顯示圖像經電鍍和鑄模等工序轉為金屬模板;
壓印復制,通常是在透明塑料片上利用金屬模板進行熱壓以得到復制的全息顯示圖像。這種模壓式全息顯示圖像既可製成透射式,亦可將其表面鍍以高反射率金屬膜,使其變成反射式。模壓復制技術涉及到光刻膠母版製作、電鑄及全息模壓技術,是全息顯示技術中難度最大的一種技術,它屬於高層次的全息顯示技術。
模壓式全息顯示圖像的最大優點是可大批量生產。一個優質的模板可連續壓印一百萬次以上,故全息顯示圖像的成本大為降低。這種全息顯示圖像的製作現已成為一個頗具規模的產業,其產品廣泛應用於防偽商標、各種證卡及藝術性顯示等。常見的各種防偽標志便是一種反射式模壓彩虹全息顯示圖像,從不同的角度觀看時,其色彩會發生一些變化。擬將合成式全息顯示技術與模壓技術有機結合一起,製成一種可360°環視或動畫式模壓全息顯示圖像。 最後簡單介紹一下近年來發展頗為迅速的計算機全息顯示圖像(ComputerGenerated Hologram),簡稱為CGH。既然全息顯示圖像屬於一種干涉圖樣,假如能利用計算機直接產生出這種圖樣,則無需再採用光學設備實地記錄了。這種方法既可完全節省光源及要求相當精密的光路設置,又能模擬實際上並不存在的各種物體,故具有明顯的簡易性與靈活性。
計算機全息顯示圖像目前已在圖像處理和干涉計量等領域內獲得了廣泛的應用。它同樣亦可應用於立體三維圖像顯示,僅是成像質量仍需作進一步的改進。值得指出的是將光學與電子學技術有機結合一起,發揮其各自的優勢,將是實現立體三維顯示的一種有效途徑。

③ 電影院3D電影原理是什麼

3D電影就是立體電影,原理就是:

用兩個鏡頭如人眼那樣的拍攝裝置,拍攝下景物的雙視點圖像。再通過兩台放映機,把兩個視點的圖像同步放映,使這略有差別的兩幅圖像顯示在銀幕上,這時如果用眼睛直接觀看,看到的畫面是重疊的,有些模糊不清,要看到立體影像,就要採取措施,使左眼只看到左圖像,右眼只看到右圖像。

從放映機射出的光通過偏振片後,就成了偏振光,左右兩架放映機前的偏振片的偏振方向互相垂直,因而產生的兩束偏振光的偏振方向也互相垂直,這兩束偏振光投射到銀幕上再反射到觀眾處,偏振光方向不改變。

觀眾使用對應上述的偏振光的偏振眼鏡觀看,即左眼只能看到左機映出的畫面,右眼只能看到右機映出的畫面,這樣就會看到立體景像,這就是立體電影的原理。

(3)課題製作用3D顯示拍3D電影擴展閱讀:

1、1839年,英國科學家查理·惠斯頓爵士根據「人類兩隻眼睛成像不同」的現象發明了一種立體眼鏡,讓人們的左眼和右眼在看同樣圖像時產生不同效果,這就是今天3D眼鏡的原理。

2、而最早出現立體電影的是在1922年。這種電影放映時兩幅畫面重疊在銀幕上,通過觀眾的特製眼鏡或幕前輻射狀半錐形透鏡光柵,使觀眾左眼看到從左視角拍攝的畫面,右眼看到從右視角拍攝的畫面,通過雙眼的會聚功能,合成為立體視覺影像。

3、立體電影照片可應用到藝術人像寫真、個性婚紗攝影、時尚兒童攝影、寵物寶貝攝影、商業產品攝影、室內裝潢攝影、建築雕塑立體展示、旅遊風景攝影等等。

④ 3D電影都是什麼原因能讓人身臨其境的如何做到的

去電影院看過3D電影的朋友都知道,戴上3D眼鏡就會讓人有身臨其境的感受,是什麼讓電影如此的生動起來的呢? 這是因為我們的兩隻眼睛可以判斷物體的距離,產生立體的感覺。在拍攝電影的時候用左右兩部攝像同拍攝,而在放映時所拍的兩部影片同步到大屏幕上面,當觀眾戴上3D眼鏡的時候,通過特定的光學原理,就可以產生立體的效果。

3D電影主要是由兩個不同的畫面,經過3D眼鏡再配合大腦指示將畫面重合在一起,而形成的立體、逼真的畫面。3D電影雖然好看,可不能長時間的觀看,以免引起眼睛的不適。對於發育期的兒童和眼睛有疾病、高血壓、心臟病、有暈車的人群都不適合看這種類型的電影。

⑤ 3D技術大片的3D效果構成原理

我們肉眼所看到的景像是一種具有層次、深度的立體影像。一般我們所謂3D游戲或電影,實際上並非真正的3D;因為屏幕先天即是2D,並且拍攝電影也是使用單鏡頭的攝影機,所以就算用3D技術製作的動畫電影,輸出到顯示屏也是平面的,我們稱呼這種3D為「平面3D」。讓我們先做個簡單的實驗,首先伸出您的一根手指頭,並凝視這根手指,然後閉上右眼、張開左眼;再來張開右眼、閉上左眼,仔細觀察左、右眼所見是否有些不同?這個不同即為「視差(parallax)」。立體3D的技術即是要將這個「視差」持續在屏幕上表現出來。因此為使觀賞者得以觀看真正立體,每個眼睛所看到景物必須與另一眼稍有不同。事實上,這種不同讓我們的眼睛具有判斷事物的縱深感,也就是真正3D空間的Z軸,再來做一個實驗,我們先閉上一隻眼睛,拿起兩支鉛筆,試圖將這兩支鉛筆筆頭對接,我們會發現這樣做比較困難,因為單眼無法判斷縱深感,我們無法確定兩支筆的前後距離,此時如果你睜開雙眼會發現這樣做非常容易,因為兩眼的不同位置觀看事物可以判斷出縱深感,這樣Z軸的感覺就能體現出來了。 從上面的文字我們基本上知道了真正3D是怎樣形成的,說的簡單一些,就是我們的肉眼的左右眼睛看到的物體因為存在位置不同而不同,所以,我們要體驗真正3D圖像就必須模擬出這個環境,就是要讓我們的眼鏡左右眼看到的內容不同。 如何來實現這樣的視覺環境呢,目前的方法有: 1、到電影院看3D立體電影。 他的原理是,在影片的製作過程是使用特殊的雙鏡頭(多鏡頭)攝影機進行影片的拍攝,每個鏡頭分別記錄了我們肉眼的左眼和右眼的圖像,然後在播放電影時也使用特殊的雙投影機,同時將左右圖像投影在銀幕上,這樣我們看到的圖像是一組兩幅影像疊在一起的疊影影像,當然這樣是不夠的,此時還要戴上特殊的「偏光鏡」,他的作用是將銀幕上重疊的兩組影像通過偏光鏡的偏光原理讓兩隻眼睛分別得到一組影像,這樣就達到了左右眼個看到一組不同的影像,我們就可以體驗真正的3D影像了,目前一些大的電影院和科技館都提供這類的電影(IMAX)體驗,大家可以購票去電影院感受一下。 2、使用3D立體液晶眼鏡。 3D液晶眼鏡通常被用在計算機上,可以通過這種眼鏡玩真正3D游戲和看3D電影,原理是通過軟體將原來的3D游戲分成2組不同角度的影像,通過3D液晶眼鏡看到不同的畫面,液晶眼鏡用一根電線連接到計算機(也有無線產品),由計算機通過軟體來控制液晶眼鏡鏡片的開合,配合通過特殊處理的畫面得到每個眼睛的不同畫面,比如首先左眼液晶眼鏡打開,右眼的鏡片閉合(其實就是變暗),此時畫面上顯示左眼看到的畫面,然後右眼的鏡片打開,左眼的鏡片閉合,同時畫面顯示有眼看到的內容,這樣左右鏡片不斷的交替開合,當然實際上這個過程是非常快速的,我們肉眼不能感覺到液晶眼鏡的開合,卻使我們的左右眼睛看到不同的畫面,這樣就可以看到立體效果了。 這可能是一個比較好的在家裡看3D立體電影或游戲的好辦法,但它也有缺點,首先液晶眼鏡是通過交替關閉左右鏡片的方法,這樣必然產生畫面的閃爍,不穩定,另外對顯示器的要求很高,因為交替左右眼分開看的畫面要求在同一時間顯示的一幅畫面變成2副,這樣屏幕的刷新率比平時要高出一倍,也就是說,如果平時我們使用80Hz的屏幕刷新率,在使用液晶立體眼鏡時就要顯示器達到160Hz的刷新率,顯然這樣的要求對顯示器來說過於苛刻,就算最低要求的50Hz也要屏幕達到100Hz的頻率,看起來剛剛夠,但這樣的閃爍將非常嚴重,不能很舒服的觀看同時非常損傷眼睛。另一個問題是,液晶眼鏡的局限性很大,他只能通過計算機控制鏡片和顯示器的配合才能達到效果,但如果你的計算機是液晶屏幕(LCD)的話你只能放棄他了,另外也需要特殊的電影片源,並且液晶眼鏡是不能在影碟機(VCD或DVD)上使用,也不能在液晶電視、等離子電視和投影機上使用,因為他需要配合特殊的顯示頻率,這也是阻礙3D立體液晶眼鏡進入家庭的很大障礙。 3、使用紅藍眼鏡。 這種方式可能是現階段看立體電影成本最低也是門檻最低一種方式,簡單的說就是使用「紅藍眼鏡」將左右眼睛看到的畫面分離出來,這種電影在電影後期製作的時候將左眼的影像和右眼的影像分別進行偏紅和偏藍的著色,也就是說一隻眼睛看到的影像色彩偏紅另一隻眼睛看到的影像偏藍,在播放電影時將這兩種不同偏色的影像重疊播放,觀看電影時戴上特製的「紅藍眼鏡」,一隻眼鏡紅色鏡片另一隻眼鏡藍色鏡片,通過不同的顏色過濾,比如透過紅色鏡片看到的影像會將電影中偏紅的影像過濾掉,反之另一隻眼睛通過藍色鏡片將藍色的影像過濾掉,這樣每隻眼睛就可以看到不同的影像,達到觀看立體電影的目的了。 這種方式因為不需要特殊的播放裝置和特別製作的眼鏡,觀看的成本非常低,紅藍眼鏡我們都可以自己製作,而且不會受到播放設備的限制,可以在傳統電視機、投影儀、液晶電視等一切畫面設備都可以實現,還可以看靜止的圖像,因此適應面非常的廣,也被電影公司製作3D立體DVD影碟時普遍採用的一種方法。但它的缺點也是顯而易見的,因為這種方式首先改變了圖像的色彩,看到的畫面的顏色有很大的失真,其次由於迫使兩隻眼睛通過不同顏色的鏡片,觀看電影時對眼睛的刺激比較大,容易造成眼睛疲勞,這種方式也是前面提到的幾種方法中效果最差的,影像疊影會比較嚴重,因為紅藍鏡片無法完全過濾掉所有的色彩,效果不甚理想,但容易實現和普及。

⑥ 3D拍攝的3D拍攝原理介紹

3D到底是什麼?3D帶來的實質是什麼?這是個非常值得探討的問題。
隨著3D概念的普及,接觸的客戶里,經常概念混雜的情況。經常遇到的情況是明明是一部2D的片子(2D的預算),情緒一激動隨口就說某某某這里一定要給我弄一個3D的效果,此言一出簡直崩潰(客戶是不知道2D跟3D的製作上的區別)。解釋半天後才明白,其實他們要的是三維動畫(3D Animation)而並不是3D立體(Stereoscopic 3D)。
此3D非那3D,現在我們講的3D為Stereoscopic 3D而不是我們通常的3D Animation這是兩個概念,下面為了概念不混亂我們簡稱Stereoscopic 3D為S3D。
S3D的歷史已經有非常長的時間,只是《阿凡達》把S3D推到了時代的浪尖。如果你能感受到《阿凡達》及《訓龍高手》等片的S3D效果的震撼,恭喜你!你是屬於百分之九十幾以內的人,你要知道只有百分之幾的人是看不到S3D的,這是一個生理問題,跟色盲的道理一樣。
2D到S3D,就像當年的黑白片過渡到彩色片,這是卡梅隆(James Francis Cameron)對於S3D行業的看法。那S3D帶來的實質是什麼呢?在2D的影片里只有透視感,而你不會真正感覺到昆蟲從你身邊掠過,你不會真正感覺到遠處的布景到你的距離。2D影片從本質上來講構建的是X、Y的空間,而S3D構建的是X、Y、Z的空間,從鏡頭語言上來講為我們提供了更廣闊的空間。S3D遠不是架兩個攝像機那麼簡單,利用更廣闊的視覺空間來講述內容,獲得更逼真的視覺體驗將是以後很長時間內視覺行業需要實踐的課題。
S3D基本原理
如果你擁有明亮的雙眼那你是幸運的!很感謝上天能給我們兩隻眼,沒有兩隻眼就不可能看到立體。不單是人類只要是擁有兩隻眼的生物(前提是兩眼視線能產生交點),在觀看周圍世界時,不僅能看到物體的寬度和高度,而且能知道它們的深度,能判斷物體之間或觀看者與物體之間的距離。居於這種認知,當我們在看立體圖像的時候,大腦就會根據雙眼看到的差異進行合成,呈現出立體來。
當你在注意某個事物S的時候,該事物S會在人的左右兩眼中產生影像,稱事物S在左眼(Left Eye)產生的影像為SL,在右眼(Right Eye)產生的影像為SR。那麼當人為實時的為左眼(Left Eye)提供SL信息,為右眼(Right Eye)提供SR信息,你的大腦就會自動合成產生立體感。當你的大腦產生立體感時,大腦對眼睛的支配和控制的效果達到最佳,並且會形成記憶,從而促使下次調節時也達到最佳。在製作S3D影片時需要一些鏡頭處理讓觀眾入戲也就是根據這個道理。

長期以來S3D的拍攝方式可分為兩種,平衡(Parallel)與交叉(Converged)的方式。
平衡(Parallel)的拍攝方式相對來說實現起來比較簡單,只要考慮瞳距(IO)就可以實現立體的拍攝。由於平衡(Parallel)的方式的強制性,更容易的到出屏的效果,在特種電影上的應用比較廣泛,4D電影的傳統拍攝手段使用更多的就是平衡(Parallel)的方式,IMAX 3D傳統的45分鍾影片主要採用的也是平衡(Parallel)的方式。但是要得到舒服的立體,在布景以及調度上可不輕松。
交叉(Converged)的拍攝方式,除了要考慮(IO)之外,還要考慮零點(Zero)的距離。雖然感覺上更操作更復雜復雜,但由於物理上更貼近人類的生理雙眼對焦,會更容易得到舒服的立體效果。由於電影長片需要長時間觀看,基本上都不約而同地選擇交叉(Converged)拍攝的方式,這樣更有利於故事的傳達。
目前來說,垂直的拍攝支架(3D Rig)都能支持交叉(Converged)拍攝的方式。而在三維製作上主流的三維軟體都能自由的支持平衡(Parallel)與交叉(Converged)這兩種拍攝方式。(本文引自ANIMAIC 3D CEO呂宋先生)

⑦ 3D電影為何能讓人身臨其境,怎麼做到的

去電影院看了3D電影的朋友們都了解,戴上3D眼鏡便會讓你有配對的體會,是啥讓電影這般的栩栩如生起來的呢?這主要是因為大家的二隻眼睛能夠分辨物件的間距,造成立體的覺得。在拍攝電影的過程中用上下兩個拍攝同拍攝,而在播映時所拍的兩個電影同歩到顯示屏上邊,當觀眾們戴上3D眼鏡的情況下,根據相應的光學原理,就可以造成立體的實際效果。

三,3D電影盡管十分漂亮,對身體的損害卻十分大

看多了3D電影會使我們的眼睛疲憊,由於在日常生活之中大家看東西自身便是立體的,但是3D電影必須人們的眼睛持續的開展調整才可以融入面前的景象。假如長期的觀查,讓目光持續的對焦會造成眼睛疲憊的狀況。發生眼睛干預,痛疼等不適感的情形產生。

與此同時3D的作用十分真實,畫面轉換過快,人的眼睛向人的大腦持續的傳送已經動的信息內容,假如長期的觀查,眨眼睛的頻次降低,會造成眼睛視力下降;而且3D眼鏡是公共的物件,要是沒有消毒殺菌得話會造成眼睛遭受病菌的感柒,而引起眼睛疾病的產生。

3D電影主要是由2個不一樣的畫面,通過3D眼鏡再相互配合人的大腦標示將畫面重合在一起,而產生的立體,真實的畫面。3D電影盡管漂亮,可不可以長期的收看,以防造成眼睛的不適感。針對發育階段的少年兒童和眼睛有病症,血壓高,心臟疾病,有暈機的群體都不宜看這個型號的電影。

⑧ 如何自製3d電影


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3D電影就是模仿人的雙眼進行製作的過程,拍攝前期利用雙攝像機、雙鏡頭的3D拍攝設備進行同步錄制,把兩路素材進行分別的處理,最後在3D電影院里利用3D顯示技術(紅藍顯示、偏光、主動快門式顯示)把兩路視頻分別傳輸到人的左右眼睛裡,得到立體圖像。
因為人的雙眼之間大概在6.5公分的差距,所以在拍攝時兩部相機的鏡頭也必須有一定的距離(即軸間距),得到有一定視差的兩幅圖像才能最終有立體效果。現在4K裸眼顯示面板即將被上市,它的出現將把3D的應用拓展到更多行業展示中去。

⑨ 3D電影是怎麼實現的立體感是如何產生的

人們看到的世界是3d是的,因為你能真正感受到每個物體的距離、幾何形狀和大小。這是一個非常復雜的計算過程,3D電影原理 3D這部電影通過兩個鏡頭從兩個不同的方向拍攝場景,然後用兩個放映機同時放映兩組膠片,使兩組圖像在屏幕上重疊。通過特殊的3D眼鏡,兩隻眼睛看到不同的圖像,大腦會自動產生三維視覺效果。

顏色實現3D效果會使最終圖像失去一些顏色,看起來非常不真實。所以人們想出了其他方法,除了顏色,還有其他我們無法察覺的區別,比如方向,有些光「橫」還有一些光「豎」是的,雖然這對我們看到的物體的形狀和顏色沒有影響,但我們可以製作只能通過水平或垂直光的鏡頭,然後拍攝鏡頭和3D這種鏡片可以讓左右眼看到不同的畫面,產生眼鏡3D效果。不管怎樣,3D電影給了我們一種平面圖像深度的錯覺。雖然這些方法相對簡單,但效果仍然有限。我們只能盯著特定方向的屏幕,而不能全面地觀察物體。

⑩ 3D電影畫面是如何製作的

簡單來說,3D電影畫面製作大體分為兩種方式,一種是直接利用雙鏡頭攝影機進行拍攝,另一種是前期2D拍攝加上後期轉制。或者由兩種製作方式共同合作而成。
雙鏡頭攝影機拍攝就是拍攝前期採用雙攝像機、雙鏡頭的3D拍攝設備同步錄制,然後把兩個素材分別處理,最後是在3D電影院里用3D顯示技術,也就是紅藍顯示、偏光、主動快門式顯示等技術,把兩路視頻分別傳輸到人的左右眼睛裡,得到立體圖像,《復聯4》3D版就是以這種技術為主拍攝而成。
另一種則是通過2D電影拍攝完畢,再轉成3D電影。2012年4月4日《泰坦尼克號》以3D版形式再上映,全球票房3.44億美元,總票房變為21.87億美元。據悉,《泰坦尼克號》由2D影片變為3D版耗資巨大,300多名科技人員共耗費60周時間才製作完成,其成本高達1800萬美元,而耗資巨大的2D版本,總投資也不過二億美元。從目前電影市場來看,一部2D大片轉3D,需要藉助專業團隊加專業軟體,需要很強的專業技術,製作費用至少要200萬美元起。對於普通的製片方來說,要想做一部成功的3D電影,成本非常之高,投資風險也會加大,很多製片方對此都不敢涉足。