浅谈3D电影的实现技术

一、背景

随着《阿凡达》的热播，3D电影越来越受到人们的关注。我们在为其画面之奇惊叹的同时，是否有想过3D电影究竟是怎样实现的呢？

大家都知道，世界是三维立体的。那么3D现实与2D平面图像，为什么会在视觉上给人不同的感觉呢？

其原因就在于：人有两只眼睛。因为人两只眼睛有大约5CM的间距，这样两只眼睛在观察近处的物体时在观察角度上会略有不同，这样两只眼睛观察到的图像也就略有不同。这种不同叫做视差。视差使人能够辨别物体的远近，使人看到的景象具有层次和深度。

因为立体感来自于视差，那么我们给两只眼睛相应的不同的图像，就可以将这种立体感还原。

3D电影拍摄的时候，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。

拍摄3D图像较为简单，只需用两个水平安置镜头即可。而3D图像的优质廉价的呈现方法，一直是各个厂商研究的热点。

目前市面上常见的3D呈现方法有：数码眼镜呈现、分光、分时、分色。

数码眼镜呈现是人们最容易想到的方法，这种方法实质上是在两眼前放置两个微型显示器。然后在两个显示器上呈现左右像双影。

这种方式的缺点是：数码眼镜分辨率低，并且价格昂贵。

采用两个投影设备一起投放画面，并在两个设备前加装偏振镜，两个偏振镜成90°夹角。这样投射到荧幕上的为两束互相垂直的偏振光。

然后使用使用一副眼镜观看，眼镜的两个镜片也是偏振镜，其偏振方向分别与两个投影设备前的偏振镜相同。这样投左像的设备投出的图像仅可透过左偏振镜片被左眼看见，投右像的设备投出的图像仅可透过右偏振镜片被右眼看见。

分光法的效果是比较好的，不过因为需要双机，所以成本较高。

在荧幕上交替投射左右两像，使荧幕上的图像迅速的在左右两像间切换。然后使用一副电子眼镜观看荧幕，电子眼镜的镜片中有电子快门，可以再透光与不透光两种状态间切换。通过左右镜片的告诉切换，就可以欺骗眼镜，使两个眼睛看到两像，从而有3D感。

这种方法眼镜的价格昂贵，并且因为每个镜片只有原来1/2的透光时间，所以观看影片时感觉比较暗。

首先选定一对互补色，例如红色和青色。将左像经过红色镜片过滤，有像经过青色镜片过滤。这样投在屏幕上的画面就有了色差。然后根据“什么颜色的镜片透什么颜色的光”的原理，使用左红右青的滤光眼镜来观看。这样红色的左像只能透过红色的左镜片到达左眼，青色的右像只能透过青色的右镜片到达右眼。

目前来说，这是成本最低的3D成像方法，仅需4个滤光片即可。

不过这种方式对画面颜色的影响比较大，呈像效果一般。

X-PanD采用的是分时法的技术。在厅里放置信号同步装置，使厅内的数字眼镜都与荧幕左右像的切换同步。缺点是画面亮度只有普通2D的1/5。

个人体验X-Pand的效果还是比较糟糕的，主要问题是画面亮度严重不足，看不清屏幕。同时眼镜重量也是最重的，戴近视眼镜的人再戴这个3D镜会感觉非常难受。

这三种采用的都是分偏振光技术，镜前加装圆偏振镜。

其优点是：画面亮度比X-PanD好很多，3D眼镜重量最轻，戴起来会舒服些。

从理论上分析，杜比双机是除IMAX以外最优秀的。同时有网友认为根据实际观看经验，IMAX未必感觉更好。

杜比单机采用的是色分法，这个上面原理已经介绍过了，这里没什么需要多说的。

IMAX采用的也是分偏振光技术，不过它镜前加装的是线偏振镜。

因为其屏幕过大，IMAX采用的是双机投影。因为IMAX的屏幕过大，虽然是双机投影，画面亮度应该没有杜比双机理想。

线偏比较容易理解，但圆偏在3D播放中的原理，没有完全搞清楚，不过零零碎碎的有些了解：在使用中，使用圆偏时观看角度对观看效果的影响要小于使用线偏，所以现在采用分光方式设备大都使用圆偏，不过圆偏比线偏的光损失要大。IMAX屏幕大，亮度低，所以我认为这也是IMAX使用较老的线偏的原因。