3D立體攝影的發(fā)展與應(yīng)用研究

朱宏

摘要：本文從“立體攝影的歷史興衰”、“立體攝影的原理與技術(shù)”、“立體攝影的應(yīng)用與發(fā)展前景”三個方面，揭開3D立體攝影的神秘面紗，進(jìn)一步揭示3D立體攝影的未來發(fā)展以及在職業(yè)教育領(lǐng)域的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：3D立體攝影

1立體攝影的歷史興衰

人類對立體影像的認(rèn)識可以追溯到公元前280年左右。當(dāng)時古希臘數(shù)學(xué)家歐幾里德觀察發(fā)現(xiàn)，人類能夠洞察立體世界的原因是因為左右眼所看到的景物不同。

到了15世紀(jì)，歐洲文藝復(fù)興時期出現(xiàn)了透視畫法。伴隨著數(shù)學(xué)與物理等學(xué)科的發(fā)展，這種表現(xiàn)立體效果的技法得以延續(xù)完善。直到1833年，英國實驗物理學(xué)家、哲學(xué)教授查爾斯·惠斯通提交了一份有關(guān)“雙目并用視覺”理論研究的論文，開創(chuàng)了3D視覺影像理論研究的先河。同時，他還發(fā)明了一種名為“反光式立體鏡”的裝置，用來觀看他的3D立體畫。1839年法國的達(dá)蓋爾發(fā)明了銀鹽照相技術(shù)，到1841年英國物理學(xué)家塔爾伯特利用兩臺單鏡頭相機(jī)合并設(shè)計的立體相機(jī)問世。

但是立體攝影的廣為人知，還是在十多年后，英國一位叫大衛(wèi)·布魯斯特的數(shù)學(xué)教授發(fā)明了第一臺可用于攝影領(lǐng)域的立體觀片裝置，名為“透鏡式立體鏡”。1851年在倫敦水晶宮舉辦的博覽會上，布魯斯特將他的一臺立體鏡贈送給了維多利亞女王，此舉為立體攝影起到了很好的推廣效應(yīng)，從此立體攝影的第一個鼎盛時期開始了。

很多攝影公司開始涉足立體鏡器材市場和立體圖片市場，攝影師被派往世界各地去拍攝記錄名勝古跡和重大事件的立體照片，以滿足維多利亞時代整個社會對知識的渴望?！巴高^客廳看世界”成為當(dāng)時最時髦的廣告語之一，立體鏡也成為當(dāng)時英國家庭必備的用品。

然而到了二十世紀(jì)初期，隨著普通照相機(jī)和攝影越來越簡單、廉價，立體照片和立體攝影開始被冷落了。此后為重振立體攝影，世界各路照相器材廠家投入資金技術(shù)力量開展研發(fā)，也取得過一些成就。比如20世紀(jì)70年代后期，由于有了先進(jìn)的照片沖印技術(shù)，兩個美國人杰里·尼姆斯和阿倫·洛發(fā)明了一套全新的立體攝影系統(tǒng)。其中名為“NIMSLO”的四鏡頭立體照相機(jī)，能在膠片上同時記錄四幅畫面，通過立體彩擴(kuò)機(jī)，可以得到直接裸眼觀看的柱鏡光柵立體照片。這款照相機(jī)，1982年被美國《現(xiàn)代攝影》雜志評為優(yōu)秀名牌照相機(jī)。但是由于立體攝影昂貴的設(shè)備投入，復(fù)雜的技術(shù)操作，使其令人望而卻步，始終無法在攝影市場上發(fā)揮應(yīng)有的潛能。直到21世紀(jì)初期，伴隨著數(shù)碼攝影技術(shù)的快速發(fā)展，立體攝影才迎來了自己的春天。

2立體攝影的原理與技術(shù)

立體攝影成像原理是模仿人眼，拍攝兩幅據(jù)有細(xì)微差異的圖像，然后再利用相應(yīng)的技術(shù)使人的左右眼分別看到這兩幅據(jù)有細(xì)微差異的圖像，從而在腦海中形成立體景象。

立體攝影的拍攝方式一般有三種：專業(yè)立體相機(jī)拍攝；立體攝影導(dǎo)軌雙機(jī)拍攝；單機(jī)位移拍攝。首先是專業(yè)立體相機(jī)拍攝。這種方式是借助于具有兩個或多個鏡頭的專業(yè)立體相機(jī)進(jìn)行拍攝。使用這類立體相機(jī)進(jìn)行拍攝最大的好處在于使用操作簡易方便，適于拍攝運動物體，每次拍攝即可獲取左右畫面，但由于鏡頭間距是固定的，往往只適合于拍攝較近的景物。

立體攝影導(dǎo)軌雙機(jī)拍攝是將兩臺同一型號的相機(jī)按合適的間隔固定在一個臺面上，通常這樣臺面是設(shè)計成可以滑動的，這樣至少其中的一臺相機(jī)可以快速便捷地橫向移動，從而實現(xiàn)調(diào)整立體間隔的目的（這樣的臺面我們現(xiàn)在稱之為立體攝影導(dǎo)軌）。在進(jìn)行同步快門釋放（拍攝）之前，我們要確保這兩臺相機(jī)使用的是同一型號的鏡頭，并且它們的光圈、快門、鏡頭焦距等拍攝參數(shù)都是相同。這種方式拍攝可以隨時根據(jù)景物遠(yuǎn)近，調(diào)節(jié)左右相機(jī)的間隔長度，從而取得滿意的立體效果。

單機(jī)位移拍攝是直接利用身體移動相機(jī)進(jìn)行拍攝。如果我們手持著相機(jī)，然后將身體的重心從左腳移到右腳（或者右腳移到左腳）就可以獲得一個接近雙眼間距（60mm）的立體間隔。另外一個選擇就是將相機(jī)安裝在三腳架上，然后連腳架一起移動。不管使用哪種方式，我們都要確保相機(jī)處于同一高度，并且對準(zhǔn)同一目標(biāo)進(jìn)行拍攝。由于拍完一張后需要移動位置再拍另一張，這種方法不適于拍攝運動物體。

拍攝完的立體影像需要后期制作合成，有的使用自帶的系統(tǒng)合成，比如富士開發(fā)的立體照相機(jī)系列。有的使用普通相機(jī)拍攝立體照片，則需要借助第三方軟件進(jìn)行制作合成。

3立體攝影的應(yīng)用與發(fā)展前景

立體攝影已經(jīng)完全擺脫了傳統(tǒng)平面二維照片的束縛，畫面有很強(qiáng)的縱深感和逼真感，更好地展示了真實的世界，在科技、教育、商業(yè)、醫(yī)療、軍事等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價值。

由于立體攝影的再次崛起與上次的熱潮間隔較久，因此在此領(lǐng)域，人們對立體攝影的概念、理論及其應(yīng)用等都缺乏深入的了解。如今，發(fā)現(xiàn)商機(jī)的生產(chǎn)廠商，蜂擁涌入的主要是立體的終端產(chǎn)品，比如立體電視機(jī)、立體顯示屏、立體投影儀、立體游戲機(jī)、立體播放器以及立體影像后期處理和播放的相關(guān)軟件等等。不過，目前立體影像技術(shù)和產(chǎn)品還沒有完全普及的一個主要原因在于立體影像資源的匱乏。要補(bǔ)充這些資源就要依靠3D立體攝影拍攝技術(shù)。

最新裸眼3D顯示技術(shù)，讓觀眾無需戴上專用眼鏡等附加設(shè)備，就可以看到真正的立體圖像。依靠于技術(shù)的進(jìn)步，3D立體攝影已開始越來越被普通家庭所欣賞和接受。

職業(yè)教育要培養(yǎng)國家和社會急需的應(yīng)用型人才。面對市場需求巨大而人才相對匱乏的3D立體攝影領(lǐng)域，我們要未雨綢繆主動出擊，迎接挑戰(zhàn)。一方面，我們可以調(diào)整專業(yè)設(shè)置，通過進(jìn)修與培訓(xùn)加強(qiáng)自身師資力量；另一方面，我們要主動與3D立體攝影領(lǐng)域的企業(yè)合作，攜手培養(yǎng)高級技能人才。

展望未來，我們相信跟隨著3D立體攝影崛起的步伐，越來越多的該領(lǐng)域人才會找到自己的用武之地，注入新活力的文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)也會如虎添翼迅猛發(fā)展。

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