讓人大開眼界的“3D電影”成像技術(shù)

杜威

電影《阿凡達》，獲得了超過27億美元的總票房，電影中運用的逼真震撼的3D效果特技，是這部電影取得成功的最關(guān)鍵因素，觀眾坐在電影院，身臨其境般地在外星球穿梭，心緒也隨著故事情節(jié)跌宕起伏，3D電影為什么能夠使畫面躍然于紙上？下面就讓我們從技術(shù)的角度來一同領(lǐng)略3D電影的魅力。

什么是“3D”

3D是英文“Three Dimensions”的縮寫，意思是“空間里的三個維度”，三個維度是指日常生活中物體的長、寬、高，而平面上的圖像僅有兩個維度，“3D電影”能夠?qū)y幕上的二維圖像，產(chǎn)生突出銀幕的一個維度，立體圖像可以更好地表達電影所要傳達的信息，給觀眾以栩栩如生的視聽感受。

“3D”技術(shù)的原理

人用左右兩眼觀察世界，由于左右兩眼觀察的角度略有不同，兩眼看同一個物體時形成的角度稱為“視差角”，視差角有近大遠小的特點，人的大腦可以根據(jù)兩眼形成的不同的像，產(chǎn)生距離感、立體感和空間感，如果兩眼觀察的“視差角”很大，就能呈現(xiàn)出立體感，為了實現(xiàn)這個目的就要制造“假像”，人為地使左右兩眼觀看到的圖像角度不一樣，這種技術(shù)，需要運用偏振的原理，光是一種波，自然界的光是向任意方向振動的，偏振光，是把自然光中其他方向振動的光過濾掉，只留下與偏光鏡片的偏振方向相同的光，偏振鏡片（如偏光鏡）、光的反射、雙折射晶體（如光柵）都可以產(chǎn)生偏振作用，事實上3D技術(shù)的主要應(yīng)用和類別，也就是由此而來的。

為什么能看到“3D”電影

現(xiàn)在流行的紅藍眼鏡3D電影，就利用了偏振鏡片成像的技術(shù)，我們到電影院觀看3D電影，電影院都會給我們配發(fā)一副眼鏡，你仔細觀看，會發(fā)現(xiàn)兩個鏡片的顏色是不一樣的：一個是紅色鏡片，另一個是藍色的或者綠色的鏡片，如果你不戴這個眼鏡。你會發(fā)現(xiàn)電影院播放的3D電影是“重影”的，這就是3D電影的奧秘所在。

原來，拍攝影片時。劇組會用兩架攝像機從不同的角度拍攝同一個場景，然后把這兩個機位拍攝的影像分別做成紅、藍兩種顏色合成在一張電影膠片上，形成“重影”（如圖1），有色眼鏡其實是一種偏振鏡片，它只允許特定方向振動的偏振光通過，所以雖然播放的是“重影”?？墒菑募t色鏡片觀看，會得到紅色的清晰圖像而過濾掉藍色的“重影”；而從藍色鏡片觀看到的圖像，是另一個機位拍攝的清晰的圖像，由于這兩個圖像是兩架攝像機從不同的角度拍攝而得，所以，我們兩眼從兩個鏡片得到的圖像實際上是兩架攝像機拍攝的不同圖像，當我們的大腦把這兩幅圖畫進行合成的時候，就會形成空間感和立體感，使得電影圖像仿佛“躍然于紙上”。

把3D電影發(fā)揮到極致的是IMAX 3D電影，這種電影使用的銀幕面積是一般電影銀幕的數(shù)倍，銀幕的長度和寬度都超出了人的視野范圍，并且銀幕略微向觀眾傾斜，普通3D電影是用一臺投影機播放合成過‘的“重影”，而IMAX 3D電影是用兩臺投影機同時放映從不同角度拍攝的電影畫面，IMAX 3D電影使用的膠片也比一般電影大而且采用高亮度放映，當觀眾帶上紅藍眼鏡，就可以看到更為震撼突出的立體效果，仿佛置身于電影情境之中，創(chuàng)造了中國票房紀錄的電影《捉妖記》就利用了這一高科技。

裸眼3D技術(shù)

除了紅藍3D成像技術(shù)外，還有許多不需要配戴眼鏡、直接用眼睛觀看就可以呈現(xiàn)出3D立體效果的技術(shù)，稱之為裸眼3D技術(shù)，裸眼3D技術(shù)比較成熟的是光柵立體成像技術(shù)，我們小時候玩過的立體畫片就利用了光柵立體成像技術(shù)，當我們從不同角度去觀察畫片的時候，會呈現(xiàn)不同的兩幅圖畫，為什么同一個介質(zhì)里的畫面會發(fā)生變化呢？

光柵是一種光學元件，分為狹縫光柵和棱鏡光柵，狹縫光柵就像是一個柵欄，能讓光從柵欄的縫隙里通過，不同的是，光柵的縫隙非常小，用微米來計量，我們通常使用的是棱鏡光柵，它是由均勻密集的半圓柱體和一個大的長方體平面組成的（如圖2），當我們從不同角度觀看光柵版下面的圖片時，光線透過光柵棱鏡的半圓柱體發(fā)生折射，我們看到的就是不同的畫面，即使從同一個角度觀看，由于左右兩眼的觀察角度不同。透過棱鏡觀看的畫面也會形成差異，按照這種差異進行排版合成，印刷到光柵版的背面，同時左右兩眼將觀看到圖片的差異反饋給大腦加以分析合成。就產(chǎn)生了立體效果。

如今裸眼3D技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在電視、游戲機上，其代表的技術(shù)是光屏障式3D成像技術(shù)，這種技術(shù)還不是很完善，有很大的局限性，其產(chǎn)品大都沒有成為主流產(chǎn)品，不過隨著科技的發(fā)展，越來越成熟、越來越先進的3D技術(shù)會被運用到生活中的方方面面。

責任編輯：林洋endprint