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  • 3D电影的原理

    发布:机械仿真     日期:2011-11-16 17:51:18

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    在搞清楚3D立体原理之前我们先了解什么是3D”

       
    我们肉眼所看到的景像是一种具有层次、深度的立体影像。一般我们所谓3D游戏或电影,实际上并非真正的3D;因为屏幕先天即是2D,并且拍摄电影也是使用单镜头的摄影机,所以就算用3D技术制作的动画电影,输出到显示屏也是平面的,我们称呼这种3D为「平面3D」。让我们先做个简单的实验,首先伸出您的一根手指头,并凝视这根手指,然后闭上右眼、张开左眼;再来张开右眼、闭上左眼,仔细观察左、右眼所见是否有些不同?这个不同即为「视差(parallax)」。立体3D的技术即是要将这个「视差」持续在屏幕上表现出来。因此为使观赏者得以观看真正立体,每个眼睛所看到景物必须与另一眼稍有不同。事实上,这种不同让我们的眼睛具有判断事物的纵深感,也就是真正3D空间的Z轴,再来做一个实验,我们先闭上一只眼睛,拿起两支铅笔,试图将这两支铅笔笔头对接,我们会发现这样做比较困难,因为单眼无法判断纵深感,我们无法确定两支笔的前后距离,此时如果你睁开双眼会发现这样做非常容易,因为两眼的不同位置观看事物可以判断出纵深感,这样Z轴的感觉就能体现出来了。

       
    从上面的文字我们基本上知道了真正3D是怎样形成的,说的简单一些,就是我们的肉眼的左右眼睛看到的物体因为存在位置不同而不同,所以,我们要体验真正3D图像就必须模拟出这个环境,就是要让我们的眼镜左右眼看到的内容不同。

       
    如何来实现这样的视觉环境呢,目前的方法有:
        1
    、到电影院看3D立体电影。
       
    他的原理是,在影片的制作过程是使用特殊的双镜头(多镜头)摄影机进行影片的拍摄,每个镜头分别记录了我们肉眼的左眼和右眼的图像,然后在播放电影时也使用特殊的双投影机,同时将左右图像投影在银幕上,这样我们看到的图像是一组两幅影像叠在一起的叠影影像,当然这样是不够的,此时还要戴上特殊的偏光镜,他的作用是将银幕上重叠的两组影像通过偏光镜的偏光原理让两只眼睛分别得到一组影像,这样就达到了左右眼个看到一组不同的影像,我们就可以体验真正的3D影像了,目前一些大的电影院和科技馆都提供这类的电影(IMAX)体验,大家可以购票去电影院感受一下。

        2
    、使用3D立体液晶眼镜。
        3D
    液晶眼镜通常被用在计算机上,可以通过这种眼镜玩真正3D游戏和看3D电影,原理是通过软件将原来的3D游戏分成2组不同角度的影像,通过3D液晶眼镜看到不同的画面,液晶眼镜用一根电线连接到计算机(也有无线产品),由计算机通过软件来控制液晶眼镜镜片的开合,配合通过特殊处理的画面得到每个眼睛的不同画面,比如首先左眼液晶眼镜打开,右眼的镜片闭合(其实就是变暗),此时画面上显示左眼看到的画面,然后右眼的镜片打开,左眼的镜片闭合,同时画面显示有眼看到的内容,这样左右镜片不断的交替开合,当然实际上这个过程是非常快速的,我们肉眼不能感觉到液晶眼镜的开合,却使我们的左右眼睛看到不同的画面,这样就可以看到立体效果了。
        
    这可能是一个比较好的在家里看3D立体电影或游戏的好办法,但它也有缺点,首先液晶眼镜是通过交替关闭左右镜片的方法,这样必然产生画面的闪烁,不稳定,另外对显示器的要求很高,因为交替左右眼分开看的画面要求在同一时间显示的一幅画面变成2副,这样屏幕的刷新率比平时要高出一倍,也就是说,如果平时我们使用80Hz的屏幕刷新率,在使用液晶立体眼镜时就要显示器达到160Hz的刷新率,显然这样的要求对显示器来说过于苛刻,就算最低要求的50Hz也要屏幕达到100Hz的频率,看起来刚刚够,但这样的闪烁将非常严重,不能很舒服的观看同时非常损伤眼睛。另一个问题是,液晶眼镜的局限性很大,他只能通过计算机控制镜片和显示器的配合才能达到效果,但如果你的计算机是液晶屏幕(LCD)的话你只能放弃他了,另外也需要特殊的电影片源,并且液晶眼镜是不能在影碟机(VCDDVD)上使用,也不能在液晶电视、等离子电视和投影机上使用,因为他需要配合特殊的显示频率,这也是阻碍3D立体液晶眼镜进入家庭的很大障碍。

        3
    、使用红蓝眼镜。
       
    这种方式可能是现阶段看立体电影成本最低也是门槛最低一种方式,简单的说就是使用红蓝眼镜将左右眼睛看到的画面分离出来,这种电影在电影后期制作的时候将左眼的影像和右眼的影像分别进行偏红和

    偏蓝的着色(从这句话看 可能需要对我们的场景和模型 都要调整,那就麻烦了,也就是说一只眼睛看到的影像色彩偏红另一只眼睛看到的影像偏蓝,在播放电影时将这两种不同偏色的影像重叠播放,观看电影时戴上特制的红蓝眼镜,一只眼镜红色镜片另一只眼镜蓝色镜片,通过不同的颜色过滤,比如透过红色镜片看到的影像会将电影中偏红的影像过滤掉,反之另一只眼睛通过蓝色镜片将蓝色的影像过滤掉,这样每只眼睛就可以看到不同的影像,达到观看立体电影的目的了。
       
    这种方式因为不需要特殊的播放装置和特别制作的眼镜,观看的成本非常低,红蓝眼镜我们都可以自己制作,而且不会受到播放设备的限制,可以在传统电视机、投影仪、液晶电视等一切画面设备都可以实现,还可以看静止的图像,因此适应面非常的广,也被电影公司制作3D立体DVD影碟时普遍采用的一种方法。但它的缺点也是显而易见的,因为这种方式首先改变了图像的色彩,看到的画面的颜色有很大的失真,其次由于迫使两只眼睛通过不同颜色的镜片,观看电影时对眼睛的刺激比较大,容易造成眼睛疲劳,这种方式也是前面提到的几种方法中效果最差的,影像叠影会比较严重,因为红蓝镜片无法完全过滤掉所有的色彩,效果不甚理想,但容易实现和普及。

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