3D影視技術(shù) 視覺藝術(shù)革命

　　2009年全球電影票房收入將近300億美元，3D電影貢獻(xiàn)最大；2009年全球數(shù)字3D電影銀幕數(shù)量較2008年翻了3倍；《阿凡達(dá)》登陸中國僅4天，票房過億……3D電影以動(dòng)感立體畫面，突破了主流畫面和影像二維限制，得到了觀眾認(rèn)可，將驅(qū)動(dòng)世界步入3D時(shí)代。3D時(shí)代，你準(zhǔn)備好了么?
　　
　　一、3D影視技術(shù)的基本原理
　　
　　1　視覺移位與視差位移簡介
　　人類觀察到的世界為什么是立體的?答案很簡單，因?yàn)槿碎L著兩只眼睛。人雙眼大約相隔6.5厘米，觀察物體時(shí)，兩只眼睛從不同的位置和角度注視著物體，左眼看到左側(cè)，右眼看到右側(cè)，同時(shí)在視網(wǎng)膜上成像，左右兩面的印象合起來人就得到對它的立體感覺了，引起立體感覺的效應(yīng)，叫做“視覺位移”。
　　兩只眼睛同時(shí)觀察一個(gè)物體時(shí)，物體對應(yīng)兩只眼睛各有一個(gè)張角，對于接近我們的物體，物體與雙眼形成的張角越來越大，“視差位移”也越大，由此獲得有縱深度的立體感覺。對于遠(yuǎn)離我們的物體，兩跟的視線趨于平行時(shí)，視差位移接近于零，我們很難判斷這個(gè)物體的距離，就不會(huì)對它產(chǎn)生立體感覺了。比如夜望星空時(shí)，我們會(huì)感覺天上所有的星星分不清遠(yuǎn)近，似乎就都在同一球面上，這就是視差位移為零造成的結(jié)果。如果只用一只眼看的話，沒有了視差位移，就無法產(chǎn)生立體感。比如我們所看到的普通屏幕電影，雖然圖像效果非常逼真，但由于雙眼看到的圖像完全相同，缺少了視覺位移，就無法產(chǎn)生立體感。
　　2 3D影視的視覺原理
　　3D是three-dimensional的縮寫e4zk4DmVl9EUv/pRmVnSeUJBHSLaojsL3Y7bgQEX6Wo=，就是三維立體圖形。3D電影與普通屏幕電影最大的區(qū)別，就在于能否使觀看者產(chǎn)生立體感。人眼觀察景物由于兩只角度的不同和差別，在大腦中自動(dòng)形成了上下、前后、遠(yuǎn)近的區(qū)別，從而產(chǎn)生立體視覺。所以如果能夠制作出同一場景、影像的不同側(cè)面讓雙眼各看一邊，在大腦中就能夠自動(dòng)形成這一場景的立體影像。
　　3 3D電影的拍攝、制作和放映
　　在拍攝時(shí)利用兩臺(tái)并列安置的攝影機(jī)，分別模擬代表人的左、右眼，按照人眼兩個(gè)瞳孔之間的距離(約65mm)同步拍攝出兩條略帶水平視差的同一景物，從而得到不同角度的畫面(左、右眼圖像)。
　　放映時(shí)，將兩條圖像分別裝入左、右電影放映機(jī)中同時(shí)放映到銀幕上，這時(shí)銀幕上會(huì)出現(xiàn)重疊交錯(cuò)的兩個(gè)影像。觀看時(shí)，觀眾戴上特制的偏光眼鏡。使觀眾的左眼只能看到左眼圖像，右眼只能看到右眼圖像。通過雙眼的匯聚功能將左右圖像疊合在視網(wǎng)膜上，就使大腦神經(jīng)產(chǎn)生出三維立體的視覺效果，展現(xiàn)出一幅幅連貫的立體畫面，感覺景物撲面而來或進(jìn)入銀幕縱深處，產(chǎn)生強(qiáng)烈的身臨其境的感覺。
　　相對而言，普通電影中的畫面，不論使用怎樣的高科技拍攝技術(shù)，都是采用“一只眼睛”的拍攝方式，所以，立體感很難表現(xiàn)出來。
　　
　　二、立體影視效果還原方法介紹
　　
　　1　早期立體電影：紅綠濾色透鏡色差式3D技術(shù)
　　如果分別用紅筆和綠筆在一張白紙上寫字，透過紅色鏡片后，白紙也變成了紅色，眼睛就看不到紅色筆寫下的字。但是可以看到綠筆寫下的字；同理，透過綠色鏡片看紙當(dāng)然就看不到綠字。只能看到紅筆的字跡。這樣，通過這副紅綠眼鏡的過濾處理，兩只眼睛各自就看到了，由兩部攝影機(jī)拍攝的不太一樣的畫面，最終兩幅畫面的疊加就形成了立體視覺，這是早期立體電影紅綠濾色透鏡技術(shù)。這種技術(shù)采用的眼鏡一邊鏡片是紅色、一邊鏡片是綠色，但看到的電影都是黑白電影。
　　2　偏光立體電影：分像方法
　　普通的光線是波浪狀前進(jìn)的。就如同人握住長繩的一頭連續(xù)揮動(dòng)后所產(chǎn)生的效果一樣。若使光波通過一種特制的鏡片，只允許某一種特定振動(dòng)的光波通過，就好像給波動(dòng)的繩子設(shè)置柵欄一樣。結(jié)果使波動(dòng)的繩子只能通過垂直方向的柵欄，而不能通過平行方向的柵欄，這種特制的鏡片就稱為“偏光鏡”。
　　彩色電影的立體效果就是利用光的偏振現(xiàn)象來拍攝的。拍攝時(shí)一左一右兩架攝像機(jī)同時(shí)拍攝同一景物，放映時(shí)使用兩架放映機(jī)。各套上一個(gè)偏振鏡，把兩個(gè)偏振光的影像同時(shí)放映在銀幕上，兩個(gè)偏振光的振動(dòng)方向互成直角。觀眾觀看立體電影時(shí)戴上特制的偏光鏡，其左右兩鏡片透過的偏振光振動(dòng)方向互相垂直，能通過左眼的偏振光就不能通過右眼，反之亦然。因此，左眼的鏡片只允許左方攝像機(jī)的影像通過，而右眼的鏡片只允許右方攝像機(jī)的影像通過，于是在眼前就會(huì)出現(xiàn)立體效果，這就是通過偏光鏡片實(shí)現(xiàn)分像使觀眾看到立體效果。
　　3　主動(dòng)式數(shù)字立體電影系統(tǒng)：價(jià)格昂貴
　　2005年，美國NuVision公司推出了XpanD/NuVision主動(dòng)式數(shù)字立體電影系統(tǒng)。XpanD/NuVision主動(dòng)式數(shù)字立體電影系統(tǒng)除一臺(tái)數(shù)字電影放映機(jī)外，還包括了3D電影同步分配模塊和3D電影紅外發(fā)射器，觀眾則需佩戴313電影主動(dòng)式液晶同步開關(guān)眼鏡。313電影同步分配模塊需安裝在放映機(jī)上，最多可以為四個(gè)紅外發(fā)射器提供動(dòng)力和同步信號，紅外發(fā)射器架設(shè)在放映窗口或影廳后墻上，指向銀幕。負(fù)責(zé)發(fā)射940nm的紅外信號，使液晶眼鏡的切換與放映機(jī)實(shí)現(xiàn)同步。一臺(tái)發(fā)射器最多可以覆蓋250～300個(gè)座位。觀眾佩戴液晶同步眼鏡后，左眼將只能看到放映電影的左眼影像，右跟將只能看到放映電影的右眼影像，從而獲得313的體驗(yàn)。
　　XpanD/NuVision主動(dòng)式數(shù)字立體電影系統(tǒng)使用單機(jī)放映和普通銀幕，但液晶同步眼鏡價(jià)格昂貴，大概在700元左右，難以在影劇院普及。
　　4　被動(dòng)式DLP圓偏振技術(shù)：當(dāng)前最流行
　　被動(dòng)式DLP3D數(shù)字電影技術(shù)是目前國際上主要應(yīng)用的3D電影技術(shù)，使用的眼鏡叫圓偏振技術(shù)眼鏡，觀看效果上比線偏振有了質(zhì)的飛躍。在使用線偏振眼鏡看立體電影時(shí)，應(yīng)始終保持眼鏡處于水平狀態(tài)，使水平偏振鏡片看到水平偏振方向的圖像，而垂直偏振鏡片看到垂直偏振方向的圖像。如果眼鏡略有偏轉(zhuǎn)，垂直偏振鏡片就會(huì)看見一部分水平方向的圖像，水平偏振鏡片也會(huì)看見一部分垂直方向的圖像，左、右眼就會(huì)看到明顯的重影。而圓偏振光偏振方向是有規(guī)律的旋轉(zhuǎn)著的，它可分為左旋偏振光和右旋偏振光，它們相互間的干擾非常小，它的通光特性和阻光特性基本不受旋轉(zhuǎn)角度的影像?，F(xiàn)在看偏振形式的3D電影時(shí)，觀眾佩戴的偏振眼鏡片一個(gè)是左旋偏振片，另一個(gè)是右旋偏振片，也就是說觀眾的左右眼分別看到的是左旋偏振光和右旋偏振光帶來的不同畫面，通過人的視覺系統(tǒng)產(chǎn)生立體感。
　　《阿凡達(dá)》熱映時(shí)火暴珠三角的東莞萬達(dá)影院的IMAX放映廳，也是采用此技術(shù)；東莞展覽館的虎門海戰(zhàn)3D電影，以及很多博物館需要佩戴眼鏡的立體放映廳均是采用此技術(shù)。
　　5　4D電影：全身心效果
　　4D電影就是普通的3D電影加上環(huán)境效果，動(dòng)感座椅及其他特效輔助設(shè)備，形成下雪、下雨、閃電、煙霧等特效設(shè)備，用來營造一種與影片內(nèi)容相一致的環(huán)境。隨著影片內(nèi)容的變化，觀眾可實(shí)時(shí)感受到下雨、振動(dòng)、噴氣、噴霧、拍腿等身邊所發(fā)生與片中影像對應(yīng)的事件，從而實(shí)現(xiàn)驚險(xiǎn)刺激、身臨其境的效果。
　　近年新建的科技館、博物館大都具有專門的4D放映廳，東莞科技館、廣東科學(xué)中心的4D電影雖然票價(jià)不菲，但還是深受觀眾特別是青少年朋友的喜愛。
　　6　前瞻：裸眼可享受的3D立體圖像
　　日本富士膠卷公司已發(fā)售可拍攝3D照片和錄像的數(shù)碼相機(jī)，這款相機(jī)擁有兩個(gè)富士瓏鏡頭和兩個(gè)CCD傳感器，相機(jī)本體上的兩個(gè)鏡頭可以從差別很小的兩個(gè)角度同時(shí)拍攝兩個(gè)畫面，通過新開發(fā)的畫像處理技術(shù)將兩個(gè)畫面合成后即可產(chǎn)生3D效果。用戶不用戴特殊的眼鏡，在相機(jī)背面2.8英寸的液晶顯示屏上就能看到立體的照片和錄像。屆時(shí)，任何人只要按下快門，就可以拍攝出如自行車和沙灘排球躍出畫面的效果。除了相機(jī)自帶的顯示屏外，用戶還可通過零售的專用數(shù)碼相冊觀看拍攝的3D照片和錄像。此外，富士膠卷還提供3D照片沖洗業(yè)務(wù)，使用特有鍍膜技術(shù)控制光線傳播方向，實(shí)現(xiàn)裸眼3D效果。
　　“裸眼”就可以看3D電影的技術(shù)還在研究，甚至已有公司掌握，但未普及。目前已經(jīng)有一些家電廠商研制了一些不戴眼鏡就能看到立體影像的電視機(jī)，深圳超多維公司算是國內(nèi)該項(xiàng)技術(shù)的領(lǐng)跑者，但觀看效果還是受到距離和位置的限制，效果不是很理想。另外，科學(xué)家們也在嘗試?yán)萌⒊上窦夹g(shù)來實(shí)現(xiàn)立體效果。后者已經(jīng)在一些大型活動(dòng)中成功運(yùn)用。
　　
　　三、3D影視節(jié)目的不足
　　
　　1　老片變身3D的奧秘
　　3D電影最大的優(yōu)勢在于給觀眾身臨其境之感，因此極適合在商業(yè)大片、動(dòng)畫片中使用。之前的很多經(jīng)典電影，因?yàn)?D技術(shù)不成熟，所以只能以二維的形式展現(xiàn)給觀眾，在3D時(shí)代即將洶涌而來時(shí)，經(jīng)典的遺憾將被彌補(bǔ)：這些經(jīng)典電影即將要制作成3D版本重新上映。在《玩具總動(dòng)員》、《阿童木》、《藍(lán)精靈》、《美女與野獸》確定以3D版本重映后，《黑客帝國》、《指環(huán)王》三部曲、《金剛》和《泰坦尼克號》都準(zhǔn)備制作成3D格式，再戰(zhàn)銀幕。
　　隨著《極地特快IMAX 3D版》取得巨大成功的示范效應(yīng)，其他在3D電影上有一技之長的競爭者也紛紛加快了發(fā)展，美國的RealD、杜比等公司都很快推出了各自的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。同時(shí)包括IMAX公司在內(nèi)的多家公司還研制出了一種省時(shí)省力的3D電影制作方式，那就是把普通的2D版電影直接轉(zhuǎn)化成3D電影，IMAX公司的DMR(數(shù)字化重新灌錄)技術(shù)甚至可以把普通35毫米膠片轉(zhuǎn)換成70毫米的IMAX 3D格式，轉(zhuǎn)換一部電影費(fèi)用從500萬到800萬美元不等，且只要6～10周的時(shí)間。此舉大大擴(kuò)展了3D電影的內(nèi)容來源，人們可以在幾個(gè)月內(nèi)“制作”出一部3D電影，不過缺陷也很明顯，這樣制作出的3D電影其立體效果比起專門制作的3D電影遜色不少。
　　2　需要海量的信息儲(chǔ)存空間
　　光柵立體視頻文件由于成像原理和顯示方法對圖像的要求，在存儲(chǔ)、播放過程中不能采用目前通用的圖像格式進(jìn)行壓縮存儲(chǔ)，一個(gè)60分鐘的光柵立體文件的原始數(shù)據(jù)量大約為80G，信息量大也就需要海量的信息儲(chǔ)存空間，同時(shí)占用大量的傳輸帶寬資源，光柵立體視頻文件的存儲(chǔ)、傳輸和播放將是項(xiàng)還需要繼續(xù)探索的工程。
　　3　經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)高
　　立體拍攝，對處于發(fā)展初期的產(chǎn)業(yè)來說還是個(gè)巨大的難題。日常二維內(nèi)容的拍攝只是單鏡頭，導(dǎo)演也是通過監(jiān)視器來看效果，但是立體拍攝就要多臺(tái)攝像機(jī)同時(shí)工作，攝像師并不知道相互之間的位置變動(dòng)。監(jiān)視器上也無法實(shí)時(shí)看到效果。所以，三維拍攝成片率非常低且需要反復(fù)拍攝和調(diào)試，一部3D效果的《阿童木》電影拍攝費(fèi)用就可拖垮一間制作公司。
　　
　　四、3D影視產(chǎn)品的市場前景
　　
　　1　2009年是3D電影元年
　　3D電影是北美暑期檔的最大亮點(diǎn)，共有4部3D電影上映，而去年同期只有一部。?？怂沟摹侗〞r(shí)代3》在北美人賬近2億美元票房，在海外狂攬6億多美元，海外票房甚至超過了《哈利·波特與混血王子》和《變形金剛2》。目前，北美放映3D電影的銀幕已增至1700塊，業(yè)界紛紛高呼3D電影時(shí)代已經(jīng)到來。
　　2　2010年將是3D電視元年
　　美國導(dǎo)演卡梅隆最新巨作《阿凡達(dá)》讓每個(gè)觀眾領(lǐng)略了3D影像的震撼體驗(yàn)。據(jù)美國消費(fèi)電子協(xié)會(huì)(CEA)調(diào)查，25％的成年人近期或者一年來看過至少1部3D電影，更值得關(guān)注的是，有53％的人希望能在家中觀看3D電視節(jié)目，如今這樣的夢想正開始走進(jìn)現(xiàn)實(shí)。
　　歐洲通信衛(wèi)星公司在2009年一直運(yùn)營著一個(gè)頗具實(shí)驗(yàn)性的免費(fèi)3D電視頻道：英國天空電視臺(tái)計(jì)劃在2010年開通一個(gè)3D電視頻道；索尼公司與探索頻道(Discovery)、IMAX宣布將在美國共同組建一個(gè)每周7天、每天24小時(shí)播送3D電視節(jié)目的電視網(wǎng)，預(yù)計(jì)最早將于今年年底開播；ESPN宣布將在今年南非世界杯時(shí)安排部分比賽使用3D立體電視技術(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)播，計(jì)劃在其第一年將對至少85場體育賽事進(jìn)行直播，其中包括今年6月11目的世界杯揭幕戰(zhàn)，以及其他24場世界杯比賽：億萬富翁庫班也表示其HDNet電視網(wǎng)將會(huì)把黃金時(shí)段和周末的節(jié)目帶入3D；韓國數(shù)字衛(wèi)星廣播公司SkyLife也不甘示弱，表示從今年1月1日開始通過3D專用頻道進(jìn)行24小時(shí)試播，目前已開始發(fā)射試驗(yàn)電波，該公司2009年12月宣布，與韓國LG電子就3D電視廣播及支持3D電視機(jī)的戰(zhàn)略合作達(dá)成了一致。
　　市場研究公司DisplaySearch預(yù)計(jì)，今年3D電視的出貨量將達(dá)到120萬臺(tái)，到2013年將激增至1560萬臺(tái)，到2018年3D電視市場將達(dá)到170億美元。
　　隨著3D影視技術(shù)的進(jìn)一步成熟，視覺藝術(shù)必將發(fā)生一場新的革