3D拍攝及輔助設(shè)備

在上一篇文章中，我向各位讀者介紹了拍攝3D前期需要準(zhǔn)備的一些事項(xiàng)，除了必要的團(tuán)隊(duì)配備等常規(guī)的事情，還需要為3D拍攝和后期制作做技術(shù)上的準(zhǔn)備。文章提到兩種方法以預(yù)算3D的效果，這兩種方法抑或需要視差軟件的支持，抑或需要3D導(dǎo)演的支持。

在本篇文章中，我們將著重介紹在3D拍攝過(guò)程中，如何選用3D拍攝設(shè)備以及輔助設(shè)備，并且文章中也會(huì)提到3D的實(shí)際過(guò)程將會(huì)遇到的一些問(wèn)題，感興趣的讀者可以細(xì)心閱讀本章內(nèi)容，如果有疑問(wèn)或者獨(dú)到的見(jiàn)解，也歡迎交流。

3D拍攝支架

在行業(yè)發(fā)展初期，3D拍攝支架是3D拍攝過(guò)程中特別引人注意的部分。3D立體支架主流上分為兩種，一種是平行支架（Parallel Rig），另一種是3D垂直支架（Mirror Rig）。

平行支架理論上將兩臺(tái)型號(hào)一樣設(shè)置一致的攝像機(jī)并行放在一條橫向?qū)к壣?，如此一?lái)近似模擬了人的雙眼成像，通過(guò)調(diào)整兩臺(tái)相機(jī)光軸的夾角，獲得理想的零視差面，并且通過(guò)調(diào)整兩臺(tái)攝像機(jī)之間的距離，獲得理想的軸間距，從而控制畫面的立體效果。這樣的平行支架從結(jié)構(gòu)和制作工藝上來(lái)說(shuō)，都不復(fù)雜，國(guó)內(nèi)的平行支架制造廠商也是在3D電影業(yè)火了之后，如雨后春筍般涌現(xiàn)出來(lái)。從優(yōu)點(diǎn)上來(lái)說(shuō)，平行支架相對(duì)來(lái)說(shuō)調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單，攜帶方便，造價(jià)相對(duì)便宜，并且也適合大場(chǎng)景的拍攝；從不足的部分說(shuō)，平行支架因?yàn)橛袡C(jī)身本身的厚度，軸間距無(wú)法調(diào)得太近，這就使支架的實(shí)用性大為降低，舉個(gè)例子，一些有經(jīng)驗(yàn)的3D導(dǎo)演提到這個(gè)地方的時(shí)候，也許腦海中會(huì)閃現(xiàn)出軸間距的數(shù)值，比如常用的50mm，60mm，而一臺(tái)攝像機(jī)的機(jī)身厚度往往已經(jīng)達(dá)到120mm，在這個(gè)情況下，平行支架將不適用。下圖是制造廠商3Ality在某個(gè)展會(huì)上所展示的3D平行支架：

為了彌補(bǔ)平行支架的不足，3D垂直支架應(yīng)運(yùn)而生。3D垂直支架的成像原理和平行支架本質(zhì)上是一致的，只是為了無(wú)限制的縮小軸間距，3D垂直支架用一個(gè)半透鏡將光線以90度折射，這樣既可獲得雙眼畫面，又錯(cuò)開(kāi)了兩臺(tái)機(jī)身的位置，使得軸間距可以無(wú)限制的縮小。下圖是國(guó)內(nèi)器材廠商威爾帝自主研發(fā)的3D立體垂直支架：

從圖中我們可以看到，通過(guò)半透鏡的折射，一部攝像機(jī)被置于支架的下半部（有些支架是置于上半部），兩臺(tái)攝像機(jī)呈90度的夾角，垂直支架因此得名。垂直支架的優(yōu)點(diǎn)非常明顯——軸間距可以無(wú)限靠近，除此之外，需要精細(xì)的地方就太多了。一部好的垂直支架需要擁有穩(wěn)定、輕便、精準(zhǔn)、平滑等特點(diǎn)，這些硬件需要已經(jīng)使得它成為了各個(gè)3D支架生產(chǎn)廠商的公關(guān)難點(diǎn)，各位正在使用或?qū)⒁褂?D垂直支架的同行們，在這一點(diǎn)上一定要嚴(yán)格把關(guān)，否則將會(huì)大大影響3D影片的拍攝質(zhì)量。

三種3D支架調(diào)節(jié)方案

無(wú)論是垂直支架還是平行支架，我們都希望在調(diào)整上盡量簡(jiǎn)便、快速、平滑，數(shù)值上是精良精確無(wú)誤，于是在支架的設(shè)計(jì)上，有那么幾個(gè)方案。

純手動(dòng)調(diào)節(jié)的方案，這樣的立體支架不需要機(jī)電數(shù)控的支持，僅僅運(yùn)用力學(xué)原理達(dá)到3D拍攝的目的，在拍攝之前，攝像師要對(duì)畫面進(jìn)行歸零調(diào)整（針對(duì)于垂直支架），在沒(méi)有機(jī)電數(shù)控以及電腦數(shù)據(jù)處理的情況下，這個(gè)過(guò)程需要純?nèi)斯ね瓿?。上下左右前后的微調(diào)是必需的，所以需要支架有足夠的精細(xì)和穩(wěn)定性。然后平滑的移動(dòng)其中一臺(tái)攝像機(jī)，達(dá)到某個(gè)預(yù)想的軸間距值，平滑是這個(gè)過(guò)程的關(guān)鍵，因?yàn)槿绻荒芷交苿?dòng)，光軸就會(huì)跑，光軸跑了那么原先的調(diào)零就沒(méi)有意義了。平滑地移動(dòng)到預(yù)想的位置之后，需要調(diào)整光軸夾角已獲得預(yù)想的零視差面，這個(gè)過(guò)程同樣需要精確的移動(dòng)?？偠灾?，平行支架或者是垂直支架，都要做得足夠精細(xì)，以滿足3D畫面拍攝的需要。

是建立在第一種方法基礎(chǔ)上的。從第一種方法中我們可以看出其中的弊端——無(wú)法在拍攝時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，以及無(wú)法遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)。于是在實(shí)踐中，廠商們研究出了更加實(shí)用化的方案。第二種類型的3D支架是帶有機(jī)電數(shù)控的，每個(gè)微調(diào)的部分都會(huì)裝上電機(jī)馬達(dá)，并且用遙控或者手扭的方式進(jìn)行控制。在有線控制的基礎(chǔ)上，又發(fā)展出無(wú)線控制，最出名的應(yīng)屬Cmotion的無(wú)線控制系列了。通過(guò)機(jī)電馬達(dá)的控制，我們就能實(shí)現(xiàn)拍攝時(shí)的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)以及遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)，不僅如此，調(diào)節(jié)的過(guò)程也變得簡(jiǎn)單起來(lái)，創(chuàng)作者可以從不斷的機(jī)械調(diào)節(jié)中抽身出來(lái)，專注于3D的藝術(shù)創(chuàng)作。

又是在實(shí)踐中對(duì)第二種方法的改善。前兩種方法，雖然實(shí)現(xiàn)了機(jī)電的控制，但在調(diào)整的時(shí)候，對(duì)畫面的控制力度，依然是依靠人眼，這就難免出現(xiàn)不精準(zhǔn)的情況。在實(shí)現(xiàn)了電機(jī)控制之后，將攝像機(jī)的畫面以及參數(shù)傳輸?shù)綄?shí)時(shí)調(diào)整和處理設(shè)備，就成為了一種時(shí)髦的方式。這樣的3D支架本身帶有數(shù)據(jù)輸入端，將攝像機(jī)相應(yīng)的輸出端連入3D支架的輸入端，同時(shí)將3D支架的輸出端與處理器連接，處理器運(yùn)用圖形學(xué)的原理，對(duì)畫面進(jìn)行深度分析（包括視差分析、立體感分析等），能夠比較準(zhǔn)確地自動(dòng)調(diào)整攝像機(jī)的位移參數(shù)，已獲得精準(zhǔn)的3D畫面。在這個(gè)過(guò)程中，機(jī)器的努力代替了人眼，在軟件編碼和圖形分析算法足夠成熟的情況下，這種自動(dòng)調(diào)節(jié)的方法就顯得尤其簡(jiǎn)便了。我們這里所提到的外設(shè)的處理器，往往是除3D支架外的生產(chǎn)廠商所提供，相當(dāng)于人和支架之間的第三方硬件，這個(gè)第三方硬件已經(jīng)越來(lái)越多地在大型3D制作項(xiàng)目中得到應(yīng)用，前景十分被看好，我們會(huì)在文章的后邊兒進(jìn)行介紹。

無(wú)線裝置和跟焦

在實(shí)際應(yīng)用中，我們提到，有很多情況下需要邊拍攝邊進(jìn)行3D參數(shù)的調(diào)整，這個(gè)調(diào)整要平滑精確，于是出現(xiàn)了無(wú)線裝置，滿足3D拍攝的需要。

一般情況下，無(wú)線控制設(shè)備并不是屬于3D支架的一部分，它是附著在3D支架上的第三方控制設(shè)備，由三個(gè)部分組成——可隨時(shí)拆裝的電機(jī)齒輪、一個(gè)信號(hào)接收器，一個(gè)遠(yuǎn)程信號(hào)發(fā)射器即遙控設(shè)備。在設(shè)計(jì)中，無(wú)線控制設(shè)備要盡量的小巧、方便隨時(shí)拆裝，同時(shí)機(jī)電馬達(dá)的性能也要穩(wěn)定可靠，運(yùn)行平滑，如果是同步跟焦系統(tǒng)，則還需要兩臺(tái)電機(jī)馬達(dá)能夠轉(zhuǎn)速同步。在無(wú)線控制器上，要求調(diào)整的實(shí)時(shí)性，信號(hào)的穩(wěn)定性，這些都是評(píng)價(jià)一套無(wú)線裝置的準(zhǔn)備。

有了無(wú)線裝置，不僅解決了3D參數(shù)（軸間距，零視差面）調(diào)整的問(wèn)題，還非常精巧地解決了另一個(gè)燙手問(wèn)題——同步跟焦。目前在業(yè)內(nèi)，常用的就當(dāng)屬Cmotion無(wú)線控制系列了，見(jiàn)下圖：

右圖我們可以看到，四個(gè)排在畫面中間的則是它的電機(jī)小馬達(dá)，裝在19mm導(dǎo)管上，拆裝都是非常便利的，每個(gè)馬達(dá)將其自身連入信號(hào)接收端（右上），這個(gè)接收端一般也會(huì)掛在3D支架上，馬達(dá)的控制則由左上的控制器完成。

數(shù)控設(shè)備、監(jiān)看設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)剪輯和采集

把這四者放在一塊兒講，是因?yàn)樗鼈兺簧a(chǎn)廠商集合成一套設(shè)備或者搭配起來(lái)出售。數(shù)控設(shè)備及軟件在之前的三種3D支架調(diào)整方法中說(shuō)過(guò)，為了盡量簡(jiǎn)化人為的在其中的勞動(dòng)，數(shù)控設(shè)備讀取攝像機(jī)傳輸過(guò)來(lái)的畫面，進(jìn)行圖像分析，再將分析結(jié)果反饋到3D支架上，無(wú)法反饋到支架上的，也至少反饋到3D導(dǎo)演這里，3D導(dǎo)演可以更專注于3D藝術(shù)的創(chuàng)作，而從機(jī)器的調(diào)整中抽身出來(lái)。目前在業(yè)內(nèi)，較成熟的數(shù)控設(shè)備、數(shù)控軟件供應(yīng)商有Mistika、Quantel和Sony 3D Box。下圖是Mistika Live的操作界面：

在畫面的右方，我們可以看到一個(gè)類似波形圖的數(shù)據(jù)圖，這個(gè)圖可以非常直觀地反映出所出畫面當(dāng)前的視差值所在區(qū)間，通常用像素比作為表示單位。兩條紅色豎線在大多數(shù)情況下表示一個(gè)極限的視差值，也就是說(shuō)，當(dāng)畫面的視差高于這個(gè)視差值，將是一個(gè)不安全的視差，這時(shí)3D導(dǎo)演應(yīng)該根據(jù)情況對(duì)3D支架的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以滿足合適的視差值。畫面左邊則是Mistika Live對(duì)畫面的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，包括2D的和3D的調(diào)節(jié)，這個(gè)時(shí)候的調(diào)節(jié)，需要一位操機(jī)員和一臺(tái)監(jiān)視設(shè)備。

3D監(jiān)看設(shè)備，對(duì)各位同行來(lái)說(shuō)真是再熟悉不過(guò)，對(duì)于3D監(jiān)看設(shè)備，普遍來(lái)說(shuō)有紅藍(lán)、快門、偏光這三種。在品牌上，則是五花八門，這里就不一一列舉。紅藍(lán)式是最簡(jiǎn)易的方式，適合片場(chǎng)進(jìn)行簡(jiǎn)單的監(jiān)看，但是因?yàn)楫嬞|(zhì)大打折扣，一般不會(huì)作為專業(yè)3D導(dǎo)演的選擇。快門式造價(jià)比較高，并且在光亮情況下無(wú)法進(jìn)行監(jiān)看，所以目前這種方式已經(jīng)逐漸被淘汰。偏光式運(yùn)用偏振的光學(xué)原理將左右兩個(gè)畫面用不同的偏振光發(fā)射出來(lái)，帶偏振3D眼睛進(jìn)行畫面接收進(jìn)入人眼，這種方式成為了監(jiān)看設(shè)備的主流。

在監(jiān)看過(guò)程中，令3D導(dǎo)演最在意的，大概就是監(jiān)視器的尺寸了。因?yàn)椴煌某叽缌Ⅲw感不同，不同距離的監(jiān)看立體感也會(huì)不同，而往往片場(chǎng)的立體監(jiān)視器尺寸要小于影片播放終端設(shè)備的尺寸，所以多大的監(jiān)視器，多重的立體感，成為一種關(guān)聯(lián)。我們常常聽(tīng)到有業(yè)內(nèi)人士這么說(shuō)，“當(dāng)你在監(jiān)視器上看到3D效果很好的時(shí)候，放到大屏幕再去看著個(gè)3D效果，人眼就沒(méi)法接受沒(méi)法看了，所以你要在監(jiān)看的時(shí)候?qū)?D效果打平一點(diǎn)，這樣大屏幕才有效果?！彼f(shuō)的就是這個(gè)意思。至于這個(gè)“打平”的度是多少，則需要3D導(dǎo)演知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的積累了。

除了3D監(jiān)看設(shè)備，3D導(dǎo)演往往會(huì)要求配兩臺(tái)2D監(jiān)看設(shè)備并排放在一起，以監(jiān)控同一套3D支架上的兩臺(tái)攝像機(jī)的兩個(gè)畫面，這其實(shí)是很有必要的。比如，色溫的不一致在3D監(jiān)看設(shè)備中不好發(fā)現(xiàn)，因?yàn)槿搜鄣慕邮漳芰Ρ容^強(qiáng)，但是如果將兩臺(tái)2D監(jiān)看設(shè)備并排放一塊兒，這種不一致就會(huì)很明顯地被看出來(lái)。

監(jiān)控和數(shù)控調(diào)整之后，則到達(dá)了一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)——采集和錄制。在采集和錄制之前，我們說(shuō)過(guò)，要對(duì)畫面進(jìn)行硬件上的或者是軟件上的調(diào)整。這個(gè)軟件上的調(diào)整，包括視差的調(diào)整、畫面畸變的調(diào)整、雙路數(shù)據(jù)顏色的匹配等，在調(diào)整之后，可以根據(jù)需要進(jìn)行素材的實(shí)時(shí)剪輯和采集，或者直接將數(shù)據(jù)錄制下來(lái)等待后期的再加工。

在采集的過(guò)程中，有幾個(gè)地方值得注意，首先是數(shù)據(jù)線的問(wèn)題，由于采集的數(shù)據(jù)量很大，數(shù)據(jù)線需要有更快的傳輸速度、更高的有效帶寬和更長(zhǎng)的傳輸距離以及廣泛的后向兼容等先進(jìn)特性，比如Firewire 800。第二個(gè)就是數(shù)據(jù)的保存，切要謹(jǐn)防數(shù)據(jù)丟失。用磁盤陣列對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，大幅減低數(shù)據(jù)的存取時(shí)間，同時(shí)有更佳的空間利用率。磁盤陣列所利用的不同的技術(shù)，稱為RAIDlevel，不同的level針對(duì)不同的系統(tǒng)及應(yīng)用，以解決數(shù)據(jù)安全的問(wèn)題。