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2020年2月26日 星期三

After Effects 3D Camera Techniques





你可能曾經看了 3D 電影。顯然,這意味著人們今天,可以拍攝 3D 圖像或影片。而那麼這是怎麼發生的呢?答案是:使用 3D 攝影機。在這裏,我們將介紹什麼是 3D 攝影機,它的功能,使用地點,以及更多其他內容。


什麼是 3D 攝影機?
3D 攝影機是一種成像設備,它可以感知圖像的深度,以複製人類雙目視覺所經歷的立體維度。一些 3D 攝影機使用兩個或多個鏡頭,來記錄多個視點,而其他 3D 攝影機,則使用一個可以移動其位置的鏡頭。兩種視角的結合,以及兩隻人眼略有不同的視角,使得深度感知成為可能。

借助 3D 攝影技術,人們可以用逼真的方式,捕捉靜態照片或影像內容的沈浸式凍結時間。 3D 效果背後的原理稱為「立體鏡像」,該技術稱為「立體成像」。透過左眼和右眼看到的物體之間的差異(稱為雙眼視差),除了可以透過聚焦和視覺中心,來整合這兩種視角之外,還有助於發展人類視力的視角。


3D 攝影的歷史
3D 攝影機由創立 StereoVision 的攝影師克里斯·康登(Chris Condon) 所發明,並發明了幾種 3D 攝影機鏡頭。 

1969年,他和他的搭檔  Allan Silliphant,獲得了世界上第一台單鏡頭 3D 電影鏡頭的專利,他們共同創立了 Magnavision公司,該公司隨後更名為 StereoVision Entertainment。 

1972 年,他獲得了用於現代 35 毫米和 70 毫米,反射電影攝影機的特殊寬螢幕 3D 攝影機鏡頭的專利。他的 StereoVision USA 3D 鏡頭已用於 50 多部電影中,迄今為止,即使 3D 視覺效果,已從電影院轉移到一般用途,他的傳奇依然存在。


3D 攝影機與普通攝影機有何不同?
普通攝影機
為了更好地理解這一點,首先讓我們看一看普通攝影機及其功能。普通(非3D)攝影機或相機,將圖像記錄為靜態照片,或稱為影片或電影的運動圖像,這些圖像又儲存在,諸如數位系統之類的實體媒介中或底片上。

攝影機包括使來自場景的光聚焦的透鏡,和保持圖像捕獲機構的攝影機主體。攝影機一詞來自拉丁語「 camera obscura」,意為暗房。

所有照相機或攝影機的基本設計都相同:光線通過會聚/凸透鏡進入封閉的盒子,並且圖像記錄在感光媒介(通常是過渡金屬鹵化物)上。快門機制控制光線,可以進入照相機或攝影機的時間長度。

顯示器,通常是液晶顯示器(LCD),允許使用者查看要記錄的場景,以及諸如 ISO 速度、曝光和快門速度之類的設置。

電影攝影機或攝影機的操作方式,與靜態照相機相似,不同之處在於它通常以每秒 24 幀的速度,快速連續記錄一系列靜態圖像。當圖像以快速的速度背靠背運行時,它給我們運動的錯覺。

在靜態底片相機中,存在三個基本元素:光學元素、化學元素和機械元素。在這樣的相機中,只有一組鏡頭可供觀看和拍攝。從物體反射回來的光,通過一組鏡頭進入相機,並進入鏡子。光線從那裡反射,進入一塊叫做五稜鏡的玻璃中。

當光線進入五稜鏡時,它會以複雜的方式反射,直到它穿過目鏡並進入您的眼睛。當您按下相機上的按鈕時,反光鏡會向上翻轉,而不是反射到五稜鏡上,而是從物體發出的光直接傳遞到相機的背面。

它在那裡撞擊膠卷並開始化學反應,因為它撞擊了一系列感光細胞。這會在每個激活的電池中,釋放出微小的電荷。相機閃光燈是我們試圖照亮太暗,而無法在膠片或電子設備上,很好地顯示的場景。


3D 攝影機
現在,讓我們更詳細地看一下 3D 攝影機。為此,我們需要了解立體鏡。如上所述,立體視覺是一種捕獲圖像,並將其渲染為具有真實深度的 3D 圖像的技術。必須使用專用的 3D 眼鏡觀看此類圖像或影片。

這些立體圖像是透過重疊同一圖像,但將其偏移幾英寸而創建的。在後期製作中,可以透過創建材料的浮雕(浮雕效果)圖像,將 2D 圖像轉換為 3D 立體圖像。為了正確查看材料,將需要一副特殊的紅色和藍色 3D 眼鏡。

那麼,該 3D 攝影機如何工作?我們已經知道,這全都在於在 3D 立體圖像中,創建適當的深度。因此,這裡需要牢記三個基本要素:前景、背景和零視差。前景是圖像中,將最靠近觀看器的元素,而背景是圖像中,將顯示最遠的元素。零視差是指營幕或默認區域。

在後期製作中渲染圖像時,元素的差異越大,對觀眾的顯示就越近。發散度是重疊圖像的偏移量。失準越多,它們似乎離攝影機越近。這意味著背景中的對象之間的差異最小,如果不戴專用眼鏡觀看,幾乎看不到紅色和藍色的輪廓。

因此,要拍攝這些立體圖像,需要一個專用鏡頭,將圖像轉換為 3D,或者必須將兩個鏡頭彼此並排安裝。這將模擬相同的圖像,但分別用左眼和右眼觀看。

請記住,不要將鏡頭或攝影機擺成完全相同的構圖。實際上,每個鏡頭或攝影機都應指向直角,從而為您提供兩幅相似,但在取景中未對準的圖像。透過在後期製作中,重疊圖像並將其作為浮雕圖像進行處理,我們可以製作 3D 立體圖片或影片。

當今可用的最佳 3D 攝影機,包括 Fujifilm FinePix Real 3D W3(用於 3D 靜止圖像)、Sony Alpha SLT-A55(3D DSLR)、Panasonic Lumix DMC-TZ20,和Olympus TG-810。

HP 3D HD CAMERA PRO


3D 圖像類型
立體圖像的類型很多。最常見的是浮雕圖像。這是用於創建 3D 電影的技術。

如果您聽說過復古的 Viewmaster 玩具,就會知道還有另一種觀看 3D 圖像的方法,是透過專用投影機或取景器。

這是當您同時看到兩張相同的圖像時 - 每隻眼睛一張。專業觀眾給人以逼真的深度的錯覺。 3D 立體圖像還有許多其他類型的渲染。例如,自動立體圖像,一種圖形密集的圖片,只能使用適當的技術才能查看。

這項技術稱為自動立體成像(自動 3D),由於它基於螢幕,因此不需要觀看者戴特殊的眼鏡。然後是交叉查看的圖像,當觀察者交叉眼睛時,彼此相鄰的兩個圖像,似乎具有深度。


3D 攝影機的用途
今天,借助 3D 攝影機,使 3D 電視和電影成為可能。這樣創建的 3D 內容,可以在各種 3D 顯示器上觀看,包括使用特殊眼鏡的 3D 電視和顯示器,以及 任天堂 3DS 等顯示器。

隨著 3D 和虛擬現實(VR)顯示器,變得越來越流行,使用者生成的 3D 內容,也有望變得司空見慣。 3D 數位相機、網路攝影機,和便攜式攝錄影機,將提供這種內容的製作方法。

例如,英特爾的 RealSense 設備,即 3D 攝影機,包括一台 1080p 攝影機,和一台紅外線(IR)攝影機,該攝影機與 IR 雷射投影機一起工作,以精確地測量 3D 空間。實感相機嵌入在戴爾、惠普和聯想的幾台筆電和桌機中。

此外,如今,3D 攝影機正在用於更精確地掃描臉部,調整體積尺寸、距離測量、精確的手勢控制、物體檢測和迴避。


今天的 3D 影像
一方面,以 3D 拍攝,產生了令人印象深刻的結果 - 例如超級英雄電影和動作電影,這些電影和動作電影,如今通常以 3D 拍攝,並獲得了巨大的回響。 但是話又說回來,以立體聲拍攝需要對立體聲圖像進行持續的現場評估。 換句話說,它將需要更多的設備,並涉及更高的成本。

確實,3D 成像的最大缺點是價格昂貴。 低端立體聲轉換,通常會產生髮粘的結果,而只有高端轉換 - 顯然很昂貴 - 但效果太棒了。 儘管該技術確實運行良好,但截至目前,我們在捕穫後查看圖像的方式,仍然阻礙了 3D 消費類相機的發展。 3D 列印也非常昂貴且耗時。 同樣,3D 電視仍處於起步階段。

希望隨著時間的流逝,該技術將花費更少,並且對大眾越來越有吸引力。
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