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乘着富士W1之风 揭开3D相机的神秘面纱

关于3D相机我想说的是:稀罕不稀罕我们的眼睛是如何看到3D图像的富士W1的3D玄机3D成像DIY有困惑也有展望

 

    【IT168评测中心】皮克斯公司的3D电影《飞屋环游记》在今年暑假档大热,无数人在影院一手爆米花一手可乐地感受身临其境的立体冲击,我们也在笨重的3D眼镜背后被情节引诱的哭笑不止。与普通的平面电影比起来,3D电影的立体视觉冲击让所有人久久沉溺其中。趁着这股3D的热潮,富士胶片公司推出了首款3D成像的数码相机。

 

3D电影《飞屋环游记》

    在数码影像记录的历史上,富士3D相机可谓是第一个。富士REAL 3D W1之所以能够拍得跟呈现出3D影像考的是它一左一右同时工作的两枚镜头跟独特的3D成像LCD显示屏。

 

    所谓3D其实是英语Three-Dimensional(三维图形)的简称,我们都知道点是一维的、线与面是二维的而空间是三维,所谓三维成像便是像我们生活的这个空间一般具有立体纵深的成像。我们平常的影像记录形式都是2D的也就是平面的,虽然3DMAX等软件的应用可以帮助我们在平面空间内构造3D模型,但这一模型也仅仅只是利用了人眼对于空间感知的经验性而制造出的类似3D的2D图形。

    虽然在此之前我们与2D图像相伴走过了太长的旅途,但是3D成像也并不至于生涩遥远,其实3D就在我们生活的近处,这篇小文章,笔者想要和大家一起走近3D,揭开神秘的3D成像面纱。

 

稀罕吗?3D其实一直都在我们身边

    80后都还记得小时候每到过节同学之间会互赠的小卡片吗,有一阵儿流行过的立体贺卡,制作者用刻刀将纸板上的图形刻制出来,只要一打开卡片,利用九十度的折角,那些图形就能跃出纸外、栩栩如生的展现在我们的面前。

 

立体卡片

    人眼对于空间感知的经验告诉我们,高光的地方便是凸起,阴影的地方便是凹陷,近大远小、近疏远密等等。利用这一点,加之人们丰富的想象与表现力,我们常常看到平坦的马路一夜之间变成悬崖火海,这是被称为街头立体绘画的街头艺术。九十年代末风靡的三维立体画也是利用了人眼对于空间感知的种种经验,整合左右眼看到的图案,让你从一幅平面的图案中看到立体的影像。

 

街头立体绘画

 

三维立体画(你看得见画中立体的玫瑰吗?)

    其实,冲破平面记录的藩篱这是古往今来人们一直在追求的。上世纪六十年代美国出现的“红蓝眼镜”、多镜头获取图像的照相机、三维立体图册以及利用立体光栅的立体成像卡片等等。

你如何能看到3D图像

    我们的肉眼是如何感知我们所存在的这个立体空间的呢?靠的就是视差,我们人的两眼大约有5到6厘米的间距,它们从不同视角观察画面,而大脑融合了两图影像从而形成三维立体图像,也正是两幅图的差异让我们得以辨别一个物体离我们的远近。早年数学家欧几里得就已经发现了人类之所以能洞察立体空间,就是因为左右眼看到事物的差异——也就是我们所说的双眼视差,即立体成像的基本原理。

 

视差让我们双眼捕获不同的图像并在脑中完成合成

     而为什么说我们之前看到的图片电影等都是2D图像呢。关键在于记录图像的相机与记录影像的摄影机大多是一个镜头工作的。就如同我们蒙住一只眼睛看世界,由于失去了双眼视差,我们无法感知一个物体离我们的远近。做一个小试验,将一支笔放在离你不远的地方,笔尖朝上,然后蒙住一只眼睛只用一只眼睛看,伸手去摸笔尖,你会发现我们无法像平常使用双眼时那样准确的定位并触摸到笔尖。失去了“双眼”的差异性定位,我们的相机与摄像机得到的画面便失去了立体纵深的感觉,从而被局限在一张平面的屏幕之内。

我们看到的立体画是由一张图片加上竖条塑料膜组成的

    而小时候我们经常玩的立体画儿会有一楞一楞的竖条塑料膜,这个透明塑料蒙版的作用便在于折射光,将底部图画上的图像一幅送进我们的左眼,而另一幅送进我们的右眼。这样我们就能看到立体的图像出现在小卡纸上。这也是如今3D显示屏的最原始的原理。

    我们说富士W1之所以能3D靠的是双镜头双CCD,其实多镜头相机从来都不缺乏于我们的视野内。从早年致力于立体成像的菲林型双镜头立体相机,到前几年噱头大于本质的柯达双镜头相机,再到滥俗于大街小巷的LOMO相机。人们似乎在这样一个信息、影像极具膨胀的世界里麻木而低沉,大家需要的是更加醒目刺激、更加创意直观、更加吸引眼球的东西。在这个时候,富士W1应运而生。

 

早期的双镜头立体成像相机

 

柯达双镜头相机,但作用并不在于立体成像

 

双格LOMO相机用以在一张图片中呈现两幅画面并不做合成

 

用以专业用途的多镜头立体相机,造价昂贵

    历数我们身边的“多眼”物件儿,这次也总算是从概念走向了实质,同时从专业领域走向了普罗大众。首先富士W1基于数码成像,它独特的3D显示屏能够让我们即时观赏3D图片,而不至于乐趣感滞后,更加贴近市场的价格也是让我们颇为欣喜的。

富士W1是怎样带给我们立体的世界的

    像富士W1 这样裸眼观看3D效果的产品才初出市场。以往的3D图像都必须佩带专业的眼镜来进行观看,否则看到的只是一片糊糊的东西。

    这是因为什么呢?3D电影的拍摄是使用两台摄影机让其两枚镜头之间的距离恰似人眼,并同时记录下两条影片,后期根据特殊方法进行合成。而我们在观看的时候,3D眼镜的功用便是分开我们常规用眼的视觉交叉,而是让左眼睛只接受左侧摄影机记录的图像而右眼只能接受来自右侧摄影机记录的图像。进而通过大脑的合成就能完成3D的感官体验了。

 

在3D影院中人们必须佩戴专业的眼镜才能看清屏幕上的3D图像

    这样需要特殊器材的3D观赏在一段时间内还是赚足了噱头,大量的惊悚3D电影曾经让许多人在电影院的座椅上毛骨悚然。不过这样的观看方式多少让我们觉得负担,于是富士W1裸眼3D显示屏的出现成为市场瞩目的焦点。

 


富士W1能让我们裸眼观看3D图像(点此查看大图

    富士W1的双镜头双CCD就好像我们的眼睛,从两个位置收集图像,最终在相机内部整合,并呈现于特殊的3D显示屏上。显示屏上独特的“视差栅栏系统”将不同的图像分离并对应我们眼睛的距离分别投射给我们的左右眼。这样我们的大脑就能整合两张图像并在脑中形成立体的成像效果。   

 

富士W1的“视差栅栏系统”让我们双眼分别看见不同的图像

3D成像DIY

    其实3D成像并不是一门讳莫如深的技术,我们也可以自制3D相机或者在电脑上自制3D图片。

    遵循3D相机的原理,我们可以用两部相机模拟双眼的位置,并对同一对象同时触发快门,将得到的图像做简单的GIF处理,就能得到立体感极强的动态图片。或者用一部相机面对同一对象基于一定程度的位移两次触发快门。

 

模拟3D成像 GIF格式
 
模拟3D成像 GIF格式

使用中的困惑

    在试用了富士3D相机W1之后不少人抱怨,2.8英寸的3D显示屏并没有想象中那么好的3D显像效果,看久了还会觉得头晕眼花。与影院中3D电影的观看不同,小巧的显示屏并无法带给我们完全深陷的视觉体验,观看途中的跳脱感还是十分明显。另外,用户还可以选购富士同期发布的数码相框FinePix REAL 3D V1,拥有8英寸的3D显示屏,同样采用了“视差栅栏系统”的数码相框,用模拟视差的方法准确地将光引导给右眼和左眼,让观赏者只用肉眼就能观看3D图像,更加逼真跟生动。另外,用户还可以选择富士专门的冲印店来将拍摄到的3D照片表现在特殊的相纸上,同样观赏3D效果。

 


富士W1的2.8英寸3D显示屏(点此查看大图

 

3D影院一般采用大屏幕设计

     另外,用3D显示屏观看立体图像并不会像有些人观看3D电影那样出现严重的头晕现象。观看3D电影时大屏幕跟频繁的画面切换让观看者有极其逼真的“陷入感”。随着镜头的运动眼睛不停的向大脑传送“运动”的讯号,而大脑却未同期收到肌肉运动的讯号,此时人的大脑产生“知觉错乱”的矛盾,耳内的前庭器的平衡感也被打乱,便会出现恶心等不适。而3D相机的静态图片观赏不会出现如此严重的问题。但是在使用过程是我们还是要注意,一出现不适立即停止使用。

     对于初入市场的富士3D相机W1来说,在控噪方面的欠缺还是影响了无论2D还是3D照片的成像质量。但是如同LOMO相机一样的玩乐属性占大多数,加之“首款”的噱头,又使富士W1超越了常规意义的画质表现而存在。那么别太过严苛地在富士W1的成像质量上较真儿了吧,数码3D这条路它走了第一步,我们该有更多对于数码3D的遐想与期待。不得不说3D世界真的是奇妙而多彩啊。

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