3D立體攝影的發展與應用研究

朱宏

摘要：本文從“立體攝影的歷史興衰”、“立體攝影的原理與技術”、“立體攝影的應用與發展前景”三個方面，揭開3D立體攝影的神秘面紗，進一步揭示3D立體攝影的未來發展以及在職業教育領域的應用。

關鍵詞：3D立體攝影

1立體攝影的歷史興衰

人類對立體影像的認識可以追溯到公元前280年左右。當時古希臘數學家歐幾里德觀察發現，人類能夠洞察立體世界的原因是因為左右眼所看到的景物不同。

到了15世紀，歐洲文藝復興時期出現了透視畫法。伴隨著數學與物理等學科的發展，這種表現立體效果的技法得以延續完善。直到1833年，英國實驗物理學家、哲學教授查爾斯·惠斯通提交了一份有關“雙目并用視覺”理論研究的論文，開創了3D視覺影像理論研究的先河。同時，他還發明了一種名為“反光式立體鏡”的裝置，用來觀看他的3D立體畫。1839年法國的達蓋爾發明了銀鹽照相技術，到1841年英國物理學家塔爾伯特利用兩臺單鏡頭相機合并設計的立體相機問世。

但是立體攝影的廣為人知，還是在十多年后，英國一位叫大衛·布魯斯特的數學教授發明了第一臺可用于攝影領域的立體觀片裝置，名為“透鏡式立體鏡”。1851年在倫敦水晶宮舉辦的博覽會上，布魯斯特將他的一臺立體鏡贈送給了維多利亞女王，此舉為立體攝影起到了很好的推廣效應，從此立體攝影的第一個鼎盛時期開始了。

很多攝影公司開始涉足立體鏡器材市場和立體圖片市場，攝影師被派往世界各地去拍攝記錄名勝古跡和重大事件的立體照片，以滿足維多利亞時代整個社會對知識的渴望?！巴高^客廳看世界”成為當時最時髦的廣告語之一，立體鏡也成為當時英國家庭必備的用品。

然而到了二十世紀初期，隨著普通照相機和攝影越來越簡單、廉價，立體照片和立體攝影開始被冷落了。此后為重振立體攝影，世界各路照相器材廠家投入資金技術力量開展研發，也取得過一些成就。比如20世紀70年代后期，由于有了先進的照片沖印技術，兩個美國人杰里·尼姆斯和阿倫·洛發明了一套全新的立體攝影系統。其中名為“NIMSLO”的四鏡頭立體照相機，能在膠片上同時記錄四幅畫面，通過立體彩擴機，可以得到直接裸眼觀看的柱鏡光柵立體照片。這款照相機，1982年被美國《現代攝影》雜志評為優秀名牌照相機。但是由于立體攝影昂貴的設備投入，復雜的技術操作，使其令人望而卻步，始終無法在攝影市場上發揮應有的潛能。直到21世紀初期，伴隨著數碼攝影技術的快速發展，立體攝影才迎來了自己的春天。

2立體攝影的原理與技術

立體攝影成像原理是模仿人眼，拍攝兩幅據有細微差異的圖像，然后再利用相應的技術使人的左右眼分別看到這兩幅據有細微差異的圖像，從而在腦海中形成立體景象。

立體攝影的拍攝方式一般有三種：專業立體相機拍攝；立體攝影導軌雙機拍攝；單機位移拍攝。首先是專業立體相機拍攝。這種方式是借助于具有兩個或多個鏡頭的專業立體相機進行拍攝。使用這類立體相機進行拍攝最大的好處在于使用操作簡易方便，適于拍攝運動物體，每次拍攝即可獲取左右畫面，但由于鏡頭間距是固定的，往往只適合于拍攝較近的景物。

立體攝影導軌雙機拍攝是將兩臺同一型號的相機按合適的間隔固定在一個臺面上，通常這樣臺面是設計成可以滑動的，這樣至少其中的一臺相機可以快速便捷地橫向移動，從而實現調整立體間隔的目的（這樣的臺面我們現在稱之為立體攝影導軌）。在進行同步快門釋放（拍攝）之前，我們要確保這兩臺相機使用的是同一型號的鏡頭，并且它們的光圈、快門、鏡頭焦距等拍攝參數都是相同。這種方式拍攝可以隨時根據景物遠近，調節左右相機的間隔長度，從而取得滿意的立體效果。

單機位移拍攝是直接利用身體移動相機進行拍攝。如果我們手持著相機，然后將身體的重心從左腳移到右腳（或者右腳移到左腳）就可以獲得一個接近雙眼間距（60mm）的立體間隔。另外一個選擇就是將相機安裝在三腳架上，然后連腳架一起移動。不管使用哪種方式，我們都要確保相機處于同一高度，并且對準同一目標進行拍攝。由于拍完一張后需要移動位置再拍另一張，這種方法不適于拍攝運動物體。

拍攝完的立體影像需要后期制作合成，有的使用自帶的系統合成，比如富士開發的立體照相機系列。有的使用普通相機拍攝立體照片，則需要借助第三方軟件進行制作合成。

3立體攝影的應用與發展前景

立體攝影已經完全擺脫了傳統平面二維照片的束縛，畫面有很強的縱深感和逼真感，更好地展示了真實的世界，在科技、教育、商業、醫療、軍事等領域具有廣泛的應用價值。

由于立體攝影的再次崛起與上次的熱潮間隔較久，因此在此領域，人們對立體攝影的概念、理論及其應用等都缺乏深入的了解。如今，發現商機的生產廠商，蜂擁涌入的主要是立體的終端產品，比如立體電視機、立體顯示屏、立體投影儀、立體游戲機、立體播放器以及立體影像后期處理和播放的相關軟件等等。不過，目前立體影像技術和產品還沒有完全普及的一個主要原因在于立體影像資源的匱乏。要補充這些資源就要依靠3D立體攝影拍攝技術。

最新裸眼3D顯示技術，讓觀眾無需戴上專用眼鏡等附加設備，就可以看到真正的立體圖像。依靠于技術的進步，3D立體攝影已開始越來越被普通家庭所欣賞和接受。

職業教育要培養國家和社會急需的應用型人才。面對市場需求巨大而人才相對匱乏的3D立體攝影領域，我們要未雨綢繆主動出擊，迎接挑戰。一方面，我們可以調整專業設置，通過進修與培訓加強自身師資力量；另一方面，我們要主動與3D立體攝影領域的企業合作，攜手培養高級技能人才。

展望未來，我們相信跟隨著3D立體攝影崛起的步伐，越來越多的該領域人才會找到自己的用武之地，注入新活力的文化創意產業也會如虎添翼迅猛發展。

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