三维立体电影制作流程

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1、三维立体电影制作流程

三维立体电影,即我们常说的4D电影,是立体电影和特技影院结合的产物。随着三维软件在国内越来越广泛的应用,4D电影也得到了飞速的发展。运用三维软件制作立体电影有其独特的优势,如三维场景本身就具有立体特性,与立体成像相关的各种参数非常容易在软件环境中调节等。本文具体讲解了三维立体电影制作的原理及常见问题的解决方法,以后我们还会在具体的制作方面继续探讨,希望广大对立体电影感兴趣的朋友不要错过。

4D电影:4D电影是立体电影和特技影院结合的产物。除了立体的视觉画面外,放映现场还能模拟闪电、烟雾、雪花、气味等自然现象,观众的座椅还能产生下坠、震动、喷风、喷水、扫腿等动作。这些现场特技效果和立体画面与剧情紧密结合,在视觉和身体体验上给观众带来全新的娱乐效果,犹如身临其境,紧张刺激。4D影院最早出现在美国,如著名的蜘蛛侠、飞跃加州、T2等项目,都广泛采用了4D电影的形式。近年来,随着三维软件广泛运用于立体电影的制作,4D电影在国内也得到了飞速的发展,画面效果和现场特技的制作水平都有了长足的进步,先后在深圳、北京、上海、大连、成都等地出现了几十家4D影院。这些影院大都出现在各种主题公园(乐园)、科普场所中,深受观众和游客的喜爱。

运用三维软件制作立体电影有其独特的优势,如三维场景本身就具有立体特性,与立体成像相关的各种参数非常容易在软件环境中调节等。所以,计算机三维技术应用于影视行业后,很快就出现了三维立体电影,如大家俗称的3D电影、4D电影。美国迪士尼乐园中的蜘蛛侠(SpiderMan),更是解决了“三维立体跟踪渲染”技术,使画面中的立体场景能够根据游客的运动轨迹自动地转换透视关系,能够适时地保持虚景(三维画面)和实景(现场布景)一致和连续的透视关系,大大提高了画面的真实感。那么,怎样运用三维软件来制作立体电影?制作过程中要注意哪些问题?本文将通过对三维立体电影的制作原理的详细分析,探讨一些常见问题的解决方法。

人眼的立体成像原理

在现实生活中,人们通过眼睛观察的周围环境之所以是立体的,是因为人的两只眼睛所处的空间位置不同,可以从两个不同的视角同时获得两幅不同的场景图像,人的大脑对这两幅图像进行处理后,不仅能分辨出所观察物体的颜色、质感等光学信息,还能根据两幅图像的差异判断出物体

与双眼的距离等空间信息。这样一幅立体的画面就呈现在脑海中。

利用三维软件形成立体图像:利用三维软件制作立体电影,需分别考虑两个环节,即三维环节和放映环节。在三维软件中(图2 a),为了模拟双眼的立体成像原理,必须用两个摄影机同时渲染场景,这两个摄影机的相对位置,应尽量与人的两眼的相对位置一致,它们的间距称为镜距(camWide)。通常,我们将其中一个摄影机命名为LCam,它位于相当于人左眼的位置上,物体A经它渲染后,所形成的像素位于其渲染平面的Al处;另一个摄影机命名为RCam,它位于相当于人右眼的位置上,物体A经它渲染后,所形成的像素位于其渲染平面的Ar处。从图中可以明显看

到,由于两摄影机的位置不同,它们分别渲染的场景会有少许差别。有些读者认为这两幅画面仅仅是“错位”了,因而认为将任何一幅画面经错位处理后就能形成立体画面。实际上并非如此简单,经Lcam和Rcam所渲染的图像,虽然看起来差异不大,但它们却包含着不同的透视信息,这才是形成立体视觉的关键元素。

图1b 三维软件中的立体渲染镜头,及物体A的渲染过程

图2b 放映环境中观众的双眼和屏幕,及A`的成像过程

在放映环境中(图2b),当把两摄影机所渲染的画面同步投放到同一屏幕上时,必须采取适当的画面分离技术,使观众的左眼只能看到Lcam 渲染的画面,而右眼只能看到Rcam渲染的画面。常用的画面分离方式有“偏振光式”和“液晶光阀式”,两种方式都需要配戴眼来协助分离画面。如用裸眼会看到画面呈双影,没有立体效果。在播放环境中,用两放映机分别将两渲染面投放到同一屏幕上,像素Al和Ar出现在图2b中屏幕的不同位置,通过画面分离技术,Al只能被观众的左眼看见,Ar只能被右眼看见,

两眼视线交叉于A‘。观众感知的A已不在屏幕上(即已“出屏”),形成了

一个有距离信息的立体像A’。这样,三维场景中的物体A,就立体地还原在观众眼前。这就是三维立体电影的制作原理。

如何准确地控制“出屏”的距离

在实际应用中,经常会出现一些困惑:在三维场景中,即使物体A已经离渲染镜头很近了(如已经小于30cm了),但实际放映时,仍觉得想A` “出屏”不够,没有“触手可得”的效果。相反的情况也时有发生,即观众觉得像A`太近,导致胀眼和无法聚焦。所以,如何在制作环节中控制最终的“出屏”效果就显得非常必要。在三维立体电影的制作中,我们经常追求“触手可及”的效果,这个距离约为30cm—50cm。我们对比三维环节和放映环节,当屏幕对观众眼睛的张角β与在三维软件中镜头的水平张角α相等,且渲染镜头的镜距camWide与观众两眼的距离eyeWide相等时,即β=α,且eyeWide=camWide时,则D`=D。也就是说,此时可以通过控制三维软件中物体A与渲染镜头的距离D,在播放时精确地定位A`到观众的距离。实现了在三维环境中的“可见”,即实现了播放环境中的“可得”。

图3

在三维环境和放映环境中,当camWide = eyeWide,且β=α时,则D = D`,所见即所得。可见,放映环境与三维环境的一致,给精确定位A`提供了最好的操作性。在这样的环境下,三维制作人员在制作阶段就能很清楚地预估最终的“出屏”效果。然而在现实工作中,放映环境和三维环境一致的要求并不能总被满足。如各影院的屏幕有大有小,观众离屏幕的距离有远有近,观众相对于屏幕可居中可偏离等等。各种影院环境对观众的影响,最终产生两个变化:屏幕对观众的张角β和屏幕对观众的错切变化。错切是由于观众偏离屏幕中轴产生的图像变化,其影响并不大,不容易被感知。因此,下面仅讨论β的变化对立体效果的影响。

当观众离屏幕过远,或屏幕不够大时,会导致β<α。这时,从图4中可以看到,因为屏幕变小,使Al`和Ar`间的距离等比例缩小,成像交叉点

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