3D電影光電成像原理

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1、3D影視拍攝播放原理探析材料物理二班：李峰王親苗關(guān)鍵詞：3D色差偏振全息技術(shù)摘要：2010的《阿凡達》算是世界電影的風向標，在這之后接二連三地出3D立體電影。它是如何拍攝，又如何使人產(chǎn)生立體感的。當然，如果你懂美術(shù)，知道攝影，會玩3dsMax。你會覺得“這很簡單”，因為這本來就很簡單（原理很簡單），我們來討論從3D技術(shù)中看光學應用.正文：肉眼看像：人有兩只眼睛，一左一右，兩眼之間存在大概3.5-5厘米的間距，我們看東西，之所以能分辨出哪個物體在哪個物體的前面，哪個物體在哪個物體的后面，能夠判斷物體的距離、遠近，就是靠兩只眼睛的差距。當我們看東西的時候，兩只眼睛除了瞄準正前方以外，看任何一

2、樣東西，兩眼的角度都不會相同。雖然差距很小，但經(jīng)視網(wǎng)膜傳到大腦里，腦子就用這微小的差距，產(chǎn)生遠近的深度，從而產(chǎn)生立體感。一只眼睛雖然能看到物體，但對物體遠近的距離卻不易分辨。兩眼看像，由于漫反射，一只眼睛可以接收到另一只眼睛無法接收到的信息，從而兩只眼睛將信息中和，通過大腦呈現(xiàn)出三維立體具有空間感的影像。我們看到的東西的聚焦點的位置，決定了感知這個物體的位置，聚焦點在屏幕上，所以我們看到的所有的東西都是在顯示器平面顯示的。也就是說，如果我們想要看到立體的物體，那么就需要把聚焦點脫離開顯示屏幕的平面，如下圖所示：根據(jù)這一原理，如果把同一景像，用兩只眼睛視角的差距制造出兩個影像，然后讓兩只眼

3、睛一邊一個，各看到自己一邊的影像，透過視網(wǎng)膜就可以使大腦產(chǎn)生景深的立體感。3D顯示技術(shù)主要有以下幾種：1、色差式3d立體成像色差式3d歷史最為悠久，成像原理簡單，實現(xiàn)成本低廉，但是3d畫面效果也是最差的，需要配合色差式3d眼鏡才能看到3d效果。色差式3d先由旋轉(zhuǎn)的濾光輪分出光譜信息，使用不同顏色的濾光片進行畫面濾光，是的一幅圖片能產(chǎn)生出兩幅圖片，人的每只眼睛都看見不同的圖片。目前較為常見的濾光片是紅藍、紅綠，或者紅請，但這種3d越來越少了有點：技術(shù)難度低，成本低缺點：畫質(zhì)效果差2、快門式3d技術(shù)快門式3d技術(shù)，使用一副主動式LCD快門眼鏡，交替開關(guān)左眼和右眼，讓左右眼看到的兩幅圖像在我們

4、大腦中融合成一體來實現(xiàn)，從而產(chǎn)生單幅圖像的3d深度感。其原理是根據(jù)人眼對影像頻率的舒心時間來實現(xiàn)的，通過提高畫面的快速刷新率（至少要達到120HZ）左眼和右眼各60HZ的快速刷新圖像才會讓人對圖像不會產(chǎn)生抖動感，并且保持于2D相同的幀數(shù)，觀眾的兩只眼才能看到快速切換的不同畫面，并在大腦中產(chǎn)生錯覺，看到立體影像。主動快門式眼鏡都采用液晶控制開關(guān)，通過液晶分子的運動控制左眼和右眼的感知畫面。永遠只有一只眼能看到圖像優(yōu)點：3D效果較好，資源較多缺點：眼睛高科技，價格較高1、偏光式3D技術(shù)偏光式3D技術(shù)屬于被動式3D技術(shù)，眼鏡價格也較為便宜，目前各大影院都采用該技術(shù)。偏光式3D技術(shù)需要兩臺以上性

5、能參數(shù)完全一樣的投影機才能實現(xiàn)3D效果。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,制成電影膠片。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，它的作用相當于起偏器。從兩架放映機射出的光，通過偏振片后,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(chǎn)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，每只眼睛只看到相應的偏振光圖象，即左眼只能看到左

6、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(chǎn)生立體感覺。優(yōu)點：偏光式眼鏡價格低廉，效果也很好缺點：安裝調(diào)試繁瑣，成本較高，分辨率低1、全息成像全息成像是指一種記錄被攝物體反射波的振幅和位相等全部信息的新型攝影技術(shù)。全息攝影采用激光作為照明光源，并將光源發(fā)出的光分為兩束，一束直接射向感光片，另一束經(jīng)被攝物的反射后再射向感光片。兩束光在感光片上疊加產(chǎn)生干涉，感光底片上各點的感光程度不僅隨強度也隨兩束光的位相關(guān)系而不同。所以全息攝影不僅記錄了物體上的反光強度，也記錄了位相信息。人眼直接去看這種感光的底片，只能看到像指紋一樣的干涉條紋，但如果用激光去照射它，人眼透過底片就能

7、看到原來被拍攝物體完全相同的三維立體像。一張全息攝影圖片即使只剩下一小部分，依然可以重現(xiàn)全部景物。優(yōu)點：尺寸靈活，安裝便捷缺點：技術(shù)性較高總結(jié):3d全息影像技術(shù)是基于無緣空間編織定解,不同工具利用的原理也許不同,但在作用效果上是大致相同的,為了讓人在視覺上產(chǎn)生一個立體影像.如何將光學的干涉與衍射更低成本的應用于3d制作上,值得我們繼續(xù)研究.