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3D电影的科学原理

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3D电影    1839年,英国科学家温特斯顿发现了一个奇妙的现象,人的两眼间距约5公分,看任何物体时,两只眼睛的角度不尽相同,即存在两个视角。要证明这点很简单,请举起右手,做“阿弥陀佛”姿势,将拇指紧贴鼻尖,其余四指抵住眉心。闭上左眼,只见手背不见手心;而闭上右眼则恰恰相反。这种细微的角度差别经由视网膜传至大脑里,就能区分出景物的前后远近,进而产生强烈的立体感。这,就是3D的秘密--“偏光原理”。
   什么是3D电影?D是英文Dimension(线度、维)的字头,3D是指三维空间。国际上是以3D电影来表示立体电影。
   人的视觉之所以能分辨远近,是靠两只眼睛的差距。人的两眼分开约5公分,两只眼睛除了瞄准正前方以外,看任何一样东西,两眼的角度都不会相同。虽然差距很小,但经视网膜传到大脑里,脑子就用这微小的差距,产生远近的深度,从而产生立体感。一只眼睛虽然能看到物体,但对物体远近的距离却不易分辨。根据这一原理,如果把同一景像,用两只眼睛视角的差距制造出两个影像,然后让两只眼睛一边一个,各看到自己一边的影像,透过视网膜就可以使大脑产生景深的立体感了。各式各样的立体演示技术,也多是运用这一原理,我们称其为“偏光原理”。
   3D立体电影的制作有多种形式,其中较为广泛采用的是偏光眼镜法。它以人眼观察景物的方法,利用两台并列安置的电影摄影机,分别代表人的左、右眼,同步拍摄出两条略带水平视差的电影画面。放映时,将两条电影影片分别装入左、右电影放映机,并在放映镜头前分别装置两个偏振轴互成90度的偏振镜。两台放映机需同步运转,同时将画面投放在金属银幕上,形成左像右像双影。当观众戴上特制的偏光眼镜时,由于左、右两片偏光镜的偏振轴互相垂直,并与放映镜头前的偏振轴相一致;致使观众的左眼只能看到左像、右眼只能看到右像,通过双眼汇聚功能将左、右像叠和在视网膜上,由大脑神经产生三维立体的视觉效果。展现出一幅幅连贯的立体画面,使观众感到景物扑面而来、或进入银幕深凹处,能产生强烈的“身临其境”感。
   3D电影的观看方式
1. 光分法
  
   电影院中普遍采用。 现在有不少影院都拥有3D立体放映厅,放映时通过两个放映机来播放两个摄影机拍下的电影,在屏幕上就会同步出现两组有差别的图像。
  
2. 分色技术
  
   是另一种3D立体成像技术,现在也比较成熟,有红蓝、红绿等多种模式,但采用的原理都是一样的。色分法会将两个不同视角上拍摄的影像分别以两种不同的颜色印制在同一副画面中。这样视频在放映是仅凭肉眼观看就只能看到模糊的重影,而通过对应的红蓝等立体眼镜就可以看到立体效果,以红蓝眼镜为例,红色镜片下只能看到红色的影像,蓝色镜片只能看到蓝色的影像,两只眼睛看到的不同影像在大脑中重叠呈现出3D立体效果。
  
3. 时分法
  
   时分法是NVIDIA现在主推的一项应用,需要显示器和3D眼镜的配合来实现3D立体效果。时分法所采用的立体眼镜构造最为复杂,当然成本也最高。两个镜片都采用电子控制,可以根据显示器的输出情况进行状态的切换,镜片的透光、不透光切换使得人眼只能看到对应的画面(透光状态下),双眼看到不同的画面就能够达到立体成像的效果。
  
4.光栅式
  
   为了迎接2008奥运会,接收的电视节目能立体化,我国现已制造出光栅式的立体电视机,但光栅式也有缺点,就是清晰度和其它的立体相比要差些,只有在非常大的电视上清晰度稍高,但这样一来,价格也就上去了,但光栅的不管怎样弄,想克服这个缺点是比较难,当然技术进步了例外。
  



1楼2010-02-08 02:18回复
       2009年,《阿凡达》成为有史以来制作规模最大、技术最先进的3D电影。
    [编辑本段]胶片3D电影的形式和特点
       红绿分色技术和线偏振光分光技术
       在胶片立体电影时代,使用最多的是红绿分色技术以及线偏振光分光技术,红绿分色技术最大的优点是兼容性好,应用范围广,任何有35mm胶片放映设备的单位,只要购买廉价的红绿眼镜,都可以放映胶片立体电影,大规模的应用导致现在一说到立体电影,人们就想到硬纸壳做的红绿眼镜。其缺点是容易出现重影,放映的画面稳定性差、画面不清晰、立体效果差,观众容易产生疲劳感。
       线偏振光技术最大的优点是立体效果稍好于红绿眼镜,但仍然有明显的重影,放映的画面仍不够稳定性、画面仍不够不清晰,较长时间观看仍产生疲劳感,观众的头部倾斜角度不能大于15°,否则会影响观看效果。
       IMAX 3D
       IMAX 3D利用偏振光分光原理,所使用的70毫米15齿孔电影胶片的面积是普通35毫米胶片的10倍,是一般70毫米宽银幕胶片的3倍。IMAX巨幕3D画面大、视野宽广、视觉效果好,但成本高,所需放映的场地和空间巨大,制作费用高昂,而且需要使用70毫米15齿孔的设备进行放映。目前IMAX放映系统也在进行数字化,刚刚推出IMAX数字立体放映机,但其数字放映系统的价格和胶片IMAX系统基本一样。总的来说,IMAX 3D投资高、经营成本高,不是一般影院所能承受的,不适合在普通商业影院推广。
      
    数字3D电影发展现状和优点
      
       数字立体电影依托目前数字影院放映设备(2K)的平台,只需增加放映数字立体电影的辅助设备和更换金属银幕或高增益白幕就可放映数字立体电影。数字立体电影比胶片立体电影的放映具有画面清晰、稳定、无明显重影、亮度高、与普通数字放映设备相兼容等众多优点,克服了观看传统胶片立体电影时的头晕、疲劳等弊端,能给观众以特殊的观影体验和视觉享受。自从2005年11月美国迪士尼首次推出数字立体影片《小鸡快跑》以来,目前在全球已经出品了10多部数字立体影片(全部是动画、科幻、历险类主题,主要追求立体观感效果,片长一般与普通故事片相同),两年以来世界上已安装了1500多块数字立体银幕。这种特殊类型的电影在商业影院一推出就受到各国观众的喜爱,虽然在国外数字立体电影的票价比普通电影的价格高出1-2.5美元,但观看电影的人次却远远高于普通电影,据统计,一块数字立体银幕的放映收入一般要比普通银幕高出2-5倍,以2007年3月30日上映的《拜访罗宾逊一家》为例,首映当天每块银幕的3D版本票房约12000美元,而2D版本票房只有4000美元,该片在美国总票房9800万美元,其中三分之一来自数字3D放映,而数字3D银幕只占放映总银幕的六分之一。票房的成功极大地激发了影院经营商、影片制作商和设备生产商的积极性。目前国外发达国家已掀起了发展数字立体影院的热潮,美国和欧洲的放映商纷纷开始实施数字3D系统安装计划,预计到2009年全球数字影院中放映立体电影的银幕将超过5000块;美国好莱坞梦工厂去年宣布2009年以后出品的动画影片全部采用数字立体格式,迪士尼最近宣布从今年起生产的动画片也全部采用数字立体格式。根据我所得到的消息,今明两年全球将推出10部以上数字立体新影片。国际同行一致认为数字立体电影改变了人们在影院的观影方式和体验,已成为电影新的增长点,并将有效地增加了盗版的难度,加快了全球数字影院的发展进程。虽然现在国际上安装数字立体系统的热情空前高涨,但关于数字立体电影的相关技术标准尚在制定之中,节目母版的格式已在DCI组织的规范下基本实现了统一,关于放映系统格式还没有计划进行规定,数字立体放映系统在有些指标上尚不满足DCI规范的要求,如:色彩深度等。
       
    数字3D放映系统相对胶片放映系统的优点
    


    3楼2010-02-08 02:18
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      2026-06-02 03:27:13
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      5楼2010-03-11 10:19
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