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Autodesk立体3D电影制作技术白皮书
2015年10月25日    评论:    分享:

    来源:第三维度
    作者:Autodesk

    概要:本文分析了立体3D电影业务案例、行业的现状以及那些打算制作令人信服的立体电影的人员所面临的技术和创意难题。另外也为读者提供了立体影像和感知方面的背景信息,以加深他们对立体视法的科学原理的理解。希望这些立体3D电影科学与技术方面的知识能够帮助读者创造高效、引人入胜的电影娱乐内容。

    业务案例

    显然,立体3D电影制作具有创造收入和鼓舞票房的强大潜力。由于立体3D影片的上座率和平均票价更高。如果以 立体3D电影格式放映,就每个放映场次和每个影院而言,动画电影(例如《未来小子》)平均可以获得两到三倍的票房收入。

    同时,立体3D电影对制作公司和发行商还有额外的好处。随着 HDTV 和环绕声进入越来越多的家庭(在美国为 25%),立体3D电影成为了一种吸引观众走出家门回到电影院的手段。Screen Digest 最近的一份报告指出,根据过去的放映情况,一个放映公司每放映一次 立体3D电影可以额外创造大约 10,000 美元的收入,到第三次放映就可以实现赢利了。

    虽然目前还没有发行足够的 立体3D电影影片来巩固 立体3D电影业务,也没有足够的影院支持宽荧幕放映或同时放映,但是这种情况正在迅速改变。立体3D电影制作不仅推动了数字电影投影技术的应用,而且 立体3D电影的强劲势头也帮助这些相同的显示技术迅速进入越来越多的影院。

    立体投影技术只比标准数字投影系统贵了一点点,对于其发展给予了有力的支撑。同样,越来越多的电影制作公司开始计划推出其即将发行的影片的立体版本,也推动了影院采用新的立体投影技术。

    而且,新的能被接受的价格的立体像机架和其它工具正在开发之中,将使预算有限的独立制作人可以进行 立体3D电影制作。但是,目前大部分 立体3D电影制作只是 CG 动画电影的立体版本,因为这种媒体自身条件非常适合创造精彩的立体特效。不过,拟订的实拍立体电影的数量很大,表明了电影制作公司对该格式的支持。一些正在制作的实拍 立体3D电影包括《降世神通》、《恐怖万圣节》和《非常凶姐》的改编版 (Stewardesses 4D)。

    Disney 等电影制作公司对 立体3D电影格式表现出了特别浓厚的兴趣。Disney 不仅制作了迄今为数最多的 立体3D电影动画影片,而且公司还在考察以 立体3D电影本地格式制作电影的可能性。最近,Disney 专门使用 立体3D电影格式拍摄、制作并发行了《米莉演唱会纪实》。

    这部汉娜•蒙塔娜影片在超级杯周末上映,尽管时机不好,但每次放映的平均总收入超过了 45,000 美元。

    不过,同在该周末上映的另一部 立体3D电影《U2 3D》就没有这么好运了。数量有限的 立体3D电影功能影院,加上汉娜•蒙塔娜的竞争,使这部影片未能达到预期的效果。

    在本白皮书撰写时,估计有 20 个 立体3D电影项目正在制作中,包括《降世神通》(James Cameron)、《铳梦》(James Cameron)、《怪兽大战外星人》(DreamWorks) 和《丁丁历险记》(Peter Jackson 和 Steven Spielberg 的三部影片)。电影制作人员明显发现,使用深度作为故事情节的一部分(从设计到开发、制作)为他们提供了开发全新创作体验的机会。

    背景

    立体影像、感知和现实世界

    立体影像是指大脑从立体视觉中感知深度和立体效果的能力。但是,它并不容易完成,而且人类与生俱来的对二维图像以及从传统平面显示上的单眼提示推导出深度感的熟悉使之更加困难。这些提示包括光与影、相对大小、空中透视、运动视差(因在视野中附近物体比较远物体移动更多所造成的一种视觉提示)以及(最重要的)遮蔽(物体在其它物体之上或之后)和透视。所有这些效果在立体影像中也具有关键作用。

    立体3D电影像机为观众的眼睛呈现两个不同的图像,以创造深度感。在观看成对的立体图像中的某个物体时,观众的双眼将会移动,根据两个图像的水平差异在屏幕前或后融合。但是,大脑会始终把眼睛聚焦在屏幕上。这会造成不连贯,是我们感知 立体3D电影物体的基础,与我们感知现实世界的方式相反。在现实世界中,我们的眼睛连贯地聚焦和融合。观看 立体3D电影图像打破了这种后天的习惯性响应,是许多 立体3D电影引起的不适的根源。虽然大多数人可以适应聚焦与融合之间的突然差异,从而看到深度感,但有些人对它更为敏感,会迷失方向。

    不过,如果 立体3D电影材质的剪辑很差,就会在深度感方面给观众造成与我们的现实世界体验不一致的、意想不到的突然性屏幕变化,而且这种差异对所有人都非常明显。


图 1:
上面:锥体是一个具有负视差的物体,出现在观众空间中(屏幕的前面)
立方体是一个具有零视差的物体,出现在屏幕的平面上
圆柱体具有正视差,出现在显示屏幕的后面
下面:左右眼看到的这三个物体

                                                                                                       
    因此,为了创造令人信服的立体体验和避免不愉快的结果,了解现实世界与 立体3D电影感知之间的基本差异至关重要。以下概念构成了对立体视觉的基本理解,对任何专业立体电影制作都具有十分重要的意义:

    1、视差

    立体图像依赖于双眼视觉。这就是说 立体3D电影图像需要用双眼来看才能呈现出三维空间效果。英国科学家 Charles Wheatstone 在 1838 年发现,负责人类深度感的机制是分隔我们双眼视网膜的距离。不使用适合的眼镜(主动偏振镜、色镜或被动立体眼镜)观看立体显示的观众会看到两个不对齐的叠加图像,因此物体呈现出水平位移过大或过小的效果。左右眼图像之间的这种位移就是视差。当两个图像同时显示时,每个眼睛一个,视差就会造成视网膜像差,导致立体影像或深度感。视差与视网膜像差之间的区别十分重要。视差是物体在源位置(例如显示设备上)的(水平)位移的一种度量,而视网膜像差则是其在目标(即眼睛)上的影响。

    在现实世界中,人类具有水平分开的眼睛,因此在深度感方面我们比较喜欢水平视差。但是在胶片材质中,镜头失真、失调或处理会造成垂直视差。垂直视差会导致眼睛疲劳,应予以避免或纠正。在下面说明中,我们将只涉及水平视差和像差,除非明确说明。

    物体在场景中的深度位置(相对屏幕平面)决定它在成对立体图像中的视差量和视差类型。

    当物体以与屏幕相同的深度放置时,物体就会具有零视差,而且当观众的双眼在屏幕平面上融合时,将导致两个图像直接相互重合在一起。零视差物体的显示距离与屏幕相同。

    在 立体3D电影中,当物体的视差大于零视差时,它将具有正视差—物体呈现给右眼的图像比呈现给左眼的图像更偏向右,但小于或等于两眼间的距离。正视差导致物体显示在屏幕平面的后面,而且可能为无限的距离。在后一种情形下(无限视差),视差与两眼之间的距离相等,导致两眼的轴仍然保持平行,因为物体显示放置在无限远的地方。越过无限视差点,就会出现发散视差(在视差值大于两眼间的距离时发生),导致双眼的轴发散(右眼向右看,左眼向左看)。这种条件不会在现实世界中出现,并且需要不常见的肌肉运动。虽然有些观众声称能够适应这种感觉,但我们建议在 立体3D电影娱乐制作中避免强烈的发散视差。

    当观众双眼的轴在屏幕前面融合时,就会发生负视差,因为呈现给左眼的图像比呈现给右眼的图像更偏向右,导致物体显示放置在屏幕与观众之间。负视差物体出现在“观众空间”中。(参见图 2)


图 2.  当一对左右眼图像直接相互重合时(A),物体具有零视差,并出现在屏幕的平面上
当视差大于零但小于两眼间的距离时,物体具有正视差,并出现在屏幕的后面
当视差与两眼间的距离相等时,会出现一种特殊情形这种情形称为无限视差,
物体以无限距离显示(B)。当两眼的轴在屏幕前交叉时(C),就会发生负视差
当视差大于两眼间的距离时(D),视线就会发散
这称为发散视差,在现实世界中绝不会出现。

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标签:Autodesk立体电影
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