出品:科普中国
出品:明星团队
出品单位:中国科学院计算机网络信息中心
现在3D电影相当流行,那么它的原理是什么呢?这还得从人脑的成像规则说起。事实上,3D电影利用大脑的成像规则玩了一个小把戏。现实生活中,当我们看东西的时候,我们的左右眼看到的场景其实是略有不同的(不信你可以盯着桌子上的水杯,尝试闭上你的左右眼)眼睛交替)。这种差异化的图像经过我们的大脑处理后,就变成了三维的3D图像。大脑的这种功能可以帮助我们判断物体的大小和距离,这对于我们的祖先在野外生存非常重要。这是因为在野外狩猎时,我们需要根据猎物的大小和距离来决定采取什么策略。显然,在同等条件下,距离较近的猎物更容易捕获。
三维脑成像原理(图片来自http://mobile.yesky.com/4/30176504_3.shtml)
魔幻3D眼镜
对于普通的2D电影来说,我们的左右眼看到的是同一个场景,所以没有立体感。但对于3D电影来说,情况就不同了。 3D电影需要向我们的左右眼输入不同的图像,使图像经过我们的大脑处理后成为三维图像。这就是为什么我们在观看3D电影时需要佩戴专门的眼镜。
当然,不同时期的3D电影使用不同的3D眼镜。比如前几年的3D眼镜主要是蓝绿色的,相信很多同学可能都见过。这种3D眼镜的红色镜片可以滤除蓝光,蓝色镜片可以滤除红光,因此通过两种镜片看到的图像会略有不同。经过大脑处理后,我们看到的是三维图像。通过红蓝镜片的3D眼镜传输的光线大部分是红光或蓝光,因此看到的3D效果会出现一定的畸变,颜色也不是很鲜艳。时间长了,有些人会感到头晕、恶心等。
红蓝3D眼镜(图片来自:https://www.teachersource.com)
现在大多数电影院都使用偏光3D眼镜。偏振光是指光波沿同一平面振动的方向。我们平时看到的灯光或者太阳光在各个平面上都是偏振的,所以都是非偏振光。对于偏光3D 眼镜,每个镜片仅允许特定的偏光通过。左右镜片的偏振光的偏振方向相互垂直,携带的成像信息略有不同,从而使我们最终看到的是三维的3D图像。如下图所示,左边的镜头通过水平偏振光,右边的镜头通过垂直偏振光。两种偏振光携带的成像信息略有不同,经过我们的大脑处理后,就会变成3D图像。
偏光镜片3D眼镜(图片来自:https://science.howstuffworks.com/3-d-glasses2.htm)
因此,简单来说,实现3D电影的关键就是向我们的左右眼输入略有不同的图案,然后经过我们大脑视觉系统的处理,屏幕上的图案就变成了看起来三维的东西。和真品一样。
3D电影的成像技术
现在3D电影的成像技术有很多,比如无闪烁3D技术、时分技术、光栅技术等,它们都有各自的优点和缺点,但它们最终的实现仍然依赖于上面提到的原理。
例如,无闪烁3D技术就是上面提到的偏光3D成像;而时分技术则是通过提高屏幕刷新率将图像分成两帧,形成左右眼连续交错的两组图像,然后通过特殊的3D眼镜让这两组图像分别进入左右眼,最终在大脑中合成3D立体图像;而光栅技术则控制光线穿过光栅屏障的方向,让左右眼接收到不同的图像,从而产生视差。最终形成三维显示效果。
由于3D电影需要向我们的左眼和右眼输入不同的图像,因此3D电影也是用放置在略有不同位置的两个摄像机同时拍摄的。如下图所示,3D相机有两个镜头。您可以捕获两个略有不同的图像:
3D电影摄影机(图片来自:https://gizmodo.com/)
全息投影和3D电影的区别
有些同学可能听说过全息投影。全息投影和3D 成像使用不同的技术。这里我们简单讲一下全息投影。
3D成像通过向我们的左右眼输入不同的画面信息来获得三维感,但全息投影则不然。全息投影通过激光记录物体反射或投射的光波的全部信息,然后全息投影膜可以完整地重建物体。影像信息。通过我们的左眼和右眼,我们看到的是物体不同方向的成像信息,所以我们看到的是三维物体。
全息投影原理(图片来自:http://www.x64pro.com/tynews/20151230581.html)
由于全息投影记录了物体不同方向的成像信息,因此无论我们如何看物体,它都具有三维感觉,就好像真实物体在那里一样。但3D电影则不同。现在拍摄大多数3D电影时,摄像机的位置仅在水平方向上有所不同,而在垂直方向上没有变化。当观众倾斜头部观看3D电影时,他们可以看到两个不重叠的图像。
事实上,无论是3D成像还是全息投影,它们的起源和发展都离不开科学的不断探索和进步。以3D电影为例。如果没有我们对人脑成像规律和光特性的了解,就不会有现在如此逼真的3D电影。因此,科学技术的发展能够真正改变我们的生活,与我们的日常生活息息相关。
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(此处已添加圈卡,请前往今日头条客户端查看)参考:
[1].伯纳德·门迪布鲁. 3D 电影制作: 立体数字影院从剧本到屏幕。焦点出版社,2012年。
[2]。
用户评论
该用户已上天
终于弄懂3D电影的原理了,原来是这么回事!
有7位网友表示赞同!
玩味
看了这么多年3D电影,今天才知道背后的科学原理,涨知识了!
有20位网友表示赞同!
笑叹★尘世美
我一直以为3D电影就是用特殊眼镜看到的,今天才知道还有更深层的原理。
有19位网友表示赞同!
花容月貌
原来3D电影的原理这么复杂,以前一直没仔细想过。
有8位网友表示赞同!
大王派我来巡山!
长见识了,原来3D电影是这么制作出来的,太神奇了!
有8位网友表示赞同!
月下独酌
我终于明白为什么看3D电影的时候会有立体感了。
有20位网友表示赞同!
ヅ她的身影若隐若现
3D电影的原理真奇妙,让人感叹科技的力量。
有13位网友表示赞同!
北朽暖栀
原来3D电影还有这么多学问,真是太有意思了。
有17位网友表示赞同!
ゞ香草可樂ゞ草莓布丁
我一直以为3D电影只是用眼镜欺骗眼睛,原来还有更深层的技术。
有17位网友表示赞同!
∞◆暯小萱◆
看了文章才知道,原来3D电影的技术已经发展得这么成熟了。
有10位网友表示赞同!
抚笙
看完文章,我对3D电影的制作过程有了更深的了解。
有14位网友表示赞同!
代价是折磨╳
原来3D电影是通过左右眼看到不同的画面,然后在大脑中合成立体图像的。
有8位网友表示赞同!
高冷低能儿
现在看3D电影更有意思了,因为我理解了背后的原理。
有12位网友表示赞同!
半梦半醒i
感谢这篇文章,让我终于弄懂了3D电影的原理。
有16位网友表示赞同!
哥帅但不是蟋蟀
原来3D电影的原理这么复杂,我以前都以为很简单。
有17位网友表示赞同!
相知相惜
以前看3D电影只顾着看画面,现在才知道原来里面还有这么多科技含量。
有18位网友表示赞同!
念安я
这篇文章让我对3D电影有了新的认识,真是受益匪浅。
有14位网友表示赞同!
各自安好ぃ
3D电影的原理太神奇了,让我对科技充满了敬畏之心。
有12位网友表示赞同!
致命伤
现在看3D电影的时候,我会更加注意画面中的细节,因为我了解了背后的制作原理。
有10位网友表示赞同!
玻璃渣子
终于弄清楚了3D电影的原理,以后看电影会更有乐趣了!
有12位网友表示赞同!