立體電影的物理原理

1、立體電影的物理原理作者：農(nóng)學1603班 摘要：3D技術(shù)近年來迅速發(fā)展并且已近走進了我們的生活。立體電影又稱3D電影。從2010年的美國大片阿發(fā)達打入中國市場，3D電影便進入了人們的眼球。近年來，中國電影公司也紛紛推出3D電影，3D電影給我們的日常生活帶來了許多樂趣，是目前一種主流的電影播放形式,深受人們的喜愛。在觀看3D電影的時候只要戴上特制的眼鏡觀看電影就會有身臨其境的效果。參考網(wǎng)上眾多資料，加之自己的理解，3D立體電影之中深含著眾多物理原理,本文將對其進行大致的闡述。關(guān)鍵詞：3D 3D立體電影 紅綠或紅藍眼鏡法液晶開關(guān)眼鏡法 時分法 偏振光法The physics of stereosco

2、pic filmThe author: nongxue class1603 Ren-Haosheng Abstract: 3D technology has developed rapidly in recent years and has entered our life. 3D movies are also called 3D movies. 3D movies have been in the eye of the Chinese since the 2010 American blockbuster ah developed entered the Chinese market. I

3、n recent years, Chinese film companies have also launched 3 d movies, 3 d movie brought a lot of fun to our daily life, is now a mainstream movie play form, was deeply loved by people. When you watch a 3D movie, you have to wear special glasses to watch the movie. In addition to the extensive inform

4、ation on the Internet and its own understanding, there is a lot of physics in 3D movies. This paper will give a general description of it.Keywords: 3D 3D stereoscopic film red green or red and blue eyeglasses method Liquid crystal switch glasses methodTime division method Polarized light method正文：19

5、22年，世界上第一部3D電影是愛情的力量，早期的3D電影都是以展示立體效果為主，片中常以指向觀眾的槍、扔向觀眾的物體為噱頭。1936年利用雙鏡頭攝影機和偏振片可以造出具有立體效果的影片，但此技術(shù)具有不少限制。之后從RealD三維等技術(shù)發(fā)展、阿凡達等電影流行之后，立體影片才進一步被廣泛推廣。一系列引進的3D大片掀起了3D熱潮，國內(nèi)眾多院線紛紛擴建、更新放映設備，力推3D電影。08年中國的3D銀幕數(shù)量還只有86塊，一部地心歷險記6700萬的票房極大的刺激了各院線老板的胃口，紛紛上馬升級3D銀幕和設備，到暑期冰河世紀3上映之時，中國的3D銀幕數(shù)量已經(jīng)迅速發(fā)展到350塊。阿凡達上映之時，中國的3D銀幕

6、數(shù)量已突破600塊，成為緊隨美國之后的全球第二大3D電影市場。中國3D銀幕數(shù)量2010年的目標是1300，這個目標已經(jīng)實現(xiàn)。雖然3D電影已經(jīng)家喻戶曉，但其中的原理一直不被大家所理解，大多數(shù)人看3D電影會發(fā)現(xiàn)，不戴眼鏡會模糊，戴了眼鏡 反而清晰，故認為3D立體電影與眼鏡有關(guān)。本文首先從3D感的形成為介紹，解釋人體形成立體感的原理，同時引出偏振光的概念，繼續(xù)進而解釋3D電影技術(shù)原理，從而得出，3D電影是根據(jù)人體認知功能的特殊性。巧妙地設計出的一種符合人體構(gòu)造的放映機，佩戴相應的眼鏡達到立體的效果。1、3D3D是three-dimensional的縮寫，就是三維圖形。在二維里顯示三維圖像不像是現(xiàn)實世

7、界里的真實的三維空間，有真實的距離空間。只是看起來很像真實世界。由于我們的兩只眼睛一左一右相隔大概6厘米，這意味著假如當兩個人看著一物體時，兩只眼睛是從左右兩個視點分別觀看的。左眼看到物體的左側(cè)一點，右眼看到它的右側(cè)。當兩只眼睛看到的物體同時在視網(wǎng)膜上成像時，左右兩面的印象合起來，就得到對它的立體感覺了。引起這種立體感覺的效應叫做“視覺位移”。正因為如此，我們不僅可以分辨出事物的高度、寬度、表面顏色和明暗程度，而且還可以判斷出物體離我們的遠近程度和物體之間的相隔距離。3D技術(shù)就是虛擬三維技術(shù)。它是利用計算機的運算達到視覺、聽覺等方面立體效果的一種技術(shù)。從圖象學的角度來看三維不再是平面，而改為立

8、體的。 如圖就是一個最常見的3D圖形，它是用斜二測法繪制出來。當單眼看圖形時，也許也會看出立體的感覺，我認為，這個就與視覺位移沒有關(guān)系，只是由于我們對圖形過于熟悉，形成了象形記憶，大腦自動讀取記憶，把之前儲存的3D立體感再次呈現(xiàn)而已。2、3D立體電影技術(shù)3D立體電影技術(shù)，其原理就是建立在雙眼視覺的基礎之上的。普通電影是用一架攝影機拍攝，一架放映機放映的，銀幕上的畫面是一幅平面圖像立體電影是用兩架攝影機并排在一起，同時拍下同一景物的兩幅圖象，由于兩架攝影機對景物的角度不同，所以拍下的兩幅圖像略有差別，就如同兩眼看到的同一物體略有差別一樣放映時，用兩架放映機把兩個攝影機拍下的兩組影片同步放映，使略

9、有差別的兩幅圖像重疊在銀幕上這時如果用眼睛直接觀看，看到的畫面是模糊不清的，要看到立體電影，只需放映時采用必要的技術(shù)手段，使觀眾左眼只能看到左眼圖像，右眼也只能看到右眼圖像。當兩幅圖像經(jīng)過電影觀眾的大腦疊合后，他們就對銀幕畫面產(chǎn)生了立體縱深感，然后，你就可以不斷地聽到他們的大呼小叫了。在立體電影中，對攝影和放映的左右眼畫面分像有許多種方法。例如：紅綠或紅藍眼鏡法、時分法、液晶開關(guān)眼鏡法和偏振光法等。本文詳細介紹偏振光法。3、紅綠或紅藍眼鏡法紅綠或紅藍眼鏡法：如果分別用紅筆和綠筆在一張白紙上寫字，透過紅色鏡片后，眼睛就看不到紅色筆寫下的字，但是可以看到綠筆寫下的字；同理，當我們透過綠色鏡片看這張

10、白紙當然就看不到綠字，只能看到紅筆的字跡。這樣，通過這幅紅綠眼鏡的過濾處理，兩只眼睛各自就看到了，事先由兩部攝影機拍攝的不太一樣的畫面，最終兩幅畫面的疊加就形成了立體視覺。4、時分法時分法需要顯示器和3D開關(guān)眼鏡的配合來實現(xiàn)3D立體效果。時分法所采用的立體眼鏡構(gòu)造有些復雜，當然成本也高些。兩個鏡片都采用電子控制，可以根據(jù)顯示器的輸出情況進行狀態(tài)的切換，鏡片的透光、不透光切換使得人眼只能看到對應的畫面(透光狀態(tài)下)，雙眼看到不同的畫面就能夠達到立體成像的效果。5、液晶開關(guān)眼鏡法液晶開關(guān)眼鏡法：XpanDNuVision主動式數(shù)字立體電影系統(tǒng)。XpanDNuVision主動式數(shù)字立體電影系統(tǒng)除一臺

11、數(shù)字電影放映機外，還包括3D電影同步分配模塊和3D電影紅外發(fā)射器，觀眾則需佩戴3D電影主動式液晶同步開關(guān)眼鏡。3D電影同步分配模塊需安裝在放映機上，最多可以為四個紅外發(fā)射器提供動力和同步信號，它還監(jiān)測發(fā)射器的性能和提供準備信號，以便即使在不使用放映機的情況下也能安裝和測試紅外發(fā)射器。紅外發(fā)射器架設在放映窗口或影廳后墻上，指向銀幕，負責發(fā)射940nm的紅外信號，使液晶眼鏡的切換與放映機實現(xiàn)同步。一臺發(fā)射器最多可以覆蓋250300個座位。觀眾配戴液晶同步眼鏡后，左眼將只能看到放映電影的左眼影像，右眼將只能看到放映電影的右眼影像，從而獲得3D的體驗6、偏振光法偏振光法：偏振光( polarized

12、light )，光學名詞。光是一種電磁波，電磁波是橫波。而振動方向和光波前進方向構(gòu)成的平面叫做振動面，光的振動面只限于某一固定方向的，叫做平面偏振光或線偏振光。光線按其偏振特性，可以分成自然光和偏振光兩種。自然光的振動方向是在垂直于其傳播方向的平面內(nèi)各個方向是均等的。偏振光的則只在振動面的一個固定的方向上振動。只要在自然光的光路上插入一塊偏振片，偏振片只允許和其偏振方向一致的那一部分光波通過，當該偏振光進入偏振軸垂直于第一塊的偏振片時，通過第一塊偏振片的偏振光就會受到阻擋，不能通過。在放映立體電影時，在每架放映機前裝一塊偏振鏡，其作用相當于起偏器。左右眼畫面的光束分別通過放映機兩塊偏振軸互相垂直的偏振片后，變成兩束偏振光。左右兩架放映機前的偏振鏡的偏振化方向互相垂直，因此產(chǎn)生的兩束偏振光的偏振方向也互相垂直。這兩束偏振光投射到銀幕上再反射到觀眾，偏振方向不改變觀眾戴的眼鏡是一副偏光眼鏡，相當于檢偏器，偏光眼鏡的兩只鏡片的偏振化方向也是互相垂直的，而且左眼鏡片的偏振化方向跟左邊放映機前偏振鏡的一致，右眼鏡片的偏振化方向跟右邊放映前偏振鏡的一致，這樣，左眼只能看到左機映出的畫面，右眼只