3d照片的原理,3D相机工作原理

3d照片的原理,3D相机工作原理

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  • Post category:拍摄技巧
  • Post last modified:2022年6月20日

今日导读:随着电影《阿凡达》的火爆,3D电影和3D照片已经开始逐渐进入了大家的生活。当然,可能大多数朋友都停留在看3D的阶段,有少部分的朋友可能会对拍摄3D照片也产生的浓厚的兴趣

  随着电影《阿凡达》的火爆,3D电影和3D照片已经开始逐渐进入了大家的生活。当然,可能大多数朋友都停留在看3D的阶段,有少部分的朋友可能会对拍摄3D照片也产生的浓厚的兴趣,本文就先从原理开始,一步一步地跟各位简单介绍一下3D自己 DIY进行3D拍摄的方方面面。

  蓝光《阿凡达》的金属限量珍藏版本

  3D感受是怎样在我们大脑里产生的?

  人眼有一种融合功能,当我们双眼注视前方一个物体时,物体在双眼视网膜相对应的部位各自形成清晰的物像,然后传导到大脑皮质,由大脑皮质中枢将它们融合成一个物像。人的双眼之间存在一定的距离,因此两只眼镜看到的物体角度并不相同,也正是因为这种角度的关系我们才能感受物体的纵深,使物体看上产生了立体的感觉。

  早在百余年前,人们就发现利用双眼画面的位移差可以产生的景深感受。进而在百年后新技术的融入能给人们带来震撼的视觉效果。

  百年前的3D

  很多人小时候可能看过附送一副红蓝塑料眼镜的3D恐龙画册,让人感觉恐龙好像要从纸面上出来了一样。分别让左右眼看到不同画面,红蓝镜片的功效就在于此。

  红蓝立体示意图

  从上图我们可以看出,屏幕内的层叠的红蓝画面经过红蓝眼镜的过滤后使得进入左眼的是红色画面,进入右眼的是蓝色画面,红色和蓝色虽然显示的内容一样,但相对存在一定的位移差,这个左右眼的相对位移差进而欺骗大脑形成了3D感受。我们的大脑处理两种图像,向我们提供深度视觉。如果你把目光集中在墙上的一点或是一个物体上,然后闭上一只眼,再睁开、闭上另一只眼,你看到的图像似乎会由左向右地略微偏离。这是因为每只眼睛对物体都有略微不同的视线。两眼相距2 至3英寸远。假如你从每只眼前画条线到你看到物体上,将会有两条不同的路径或实现到达那个物体。现在假如在你和物体之间放一个平的屏幕,每只眼的视线将会在两个不同点之间横穿屏幕。

  这种3D效果给人的最直接感受就是画面中的物体仿佛从屏幕中出来了一样。

  事实上普通人也可以用普通相机拍摄3D照片。也就是分别拍摄具有相对位移的左右2张照片。

  3D照片

  那么上面的几张位移图片怎样看出3D效果呢,最简单的方法是双手握住,分别让双眼看到左右画面。或者就像小时候看3D立体画一样,让左眼影像和右眼影像重叠起来(俗称的斗鸡眼看法)。

  其实以上所提到的方法都看起来比较辛苦,所以3D立体视觉的实现,主要需要突破的难点是如何为双眼分别输入一幅画面。那么目前来讲有哪些手段可以实现3D立体视觉呢?接下来将为你解读。

  目前主要的3D影像实现方式

  一:色分法

  目前应用最普及的是色分法,这是利用不同颜色的影像重叠,然后利用红蓝眼镜来分离过滤过重叠影像,达到景深,好处是眼镜价格低廉,而且技术门槛低、设备要求低,总体成本低,不过效果最为普通。缺点:就是影像未能全色显示。

  二:光分(偏振)法

  制作3D立体电影,其中较为广泛采用的是光分法 (或称偏光法)。它利用两个偏光轴互成90度的偏光镜,分别放在两部放映机镜头前,再将影像重叠,达到3D立体效果。眼镜方面,亦使用偏光镜片。不过,在拍摄制作及硬体设备,成本都较为偏高。缺点:影像需要和眼镜水平观看。

  光分法

  目前大部分3D电影院采用的就是光分3D技术。

  三:时分法

  时分法是效果最好的方式。它是利用时差来达到3D立体效果。它利用一台高频率的显示器,透过频繁的频率来快速切换左右影像;同时间,眼镜亦会将左右边镜片变得透光可视和关闭状态,左右反复;令显示器中的重叠影像分别传到左右眼,透过视觉残影,使大脑计算成一幅3D立体影像。优点:全色显示、没有观看影像的位置问题。

  事实上,去年nVIDIA推出的3D VISION就采用的是时分技术,这种显示技术的成像效果好,但眼镜成本较高,并且主要针对个人用户。

  3D的原理部分基本上就介绍到这里,下面将会向大家介绍一下如何自己DIY组建一套3D拍摄系统。

  DIY 3D拍摄系统的基本方法

  DIY组建一套3D拍摄系统其实也不难,关键就是要找到两台一模一样的相机。当然,也并不是说非得要一模一样,只是如果两台相机如果有不同的话,在后期处理成3D照片的时候难度会非常高,焦点,画幅,放大比各方面都要调整,得不偿失。

  从整体意义上来说,选择单反肯定是一个最佳的解决方案。不过由于两台同样的单反架在一起的话,体积和机动性都有比较大的局限。所以笔者选择了采用便携性专业数码相机来充当这个角色。

  在考虑过众多的便携相机当中,包括了M4/3系统的产品以外,笔者最后还是选择了G10,这台相机比起其他产品来说,对于组建3D系统有一些可以说不可替代的优势,主要就是如下两点,当然,关于画质,功能之类的,各款的高端便携相机差距不大,这里就不做详细说明了。

  G10的优势如下:

  1.G10具有目前便携相机里面最高的1470万像素。3D照片通常都需要大量的裁切,更高的输出像素可以提供更大的裁切空间

  2.G10提供了多转盘模式的方便操作。由于拍摄3D图片的时候经常需要两台相机一起调整参数,更方便的操作会提供更大的便利

  讲完理论以后,就到了实际操作了。我们需要的是一块双机托板,这种托板有不少生产三脚架的厂家都有在做,包括也还有山寨的,价钱从几十元到几百元不等,当然,功能和做工也有一定的区别,大家可以根据实际情况选择适合自己的。

  两台相机装到双机托板上也是有技巧的,不能就纯粹地平行地安装,要在两台相机之间安装一定的夹角,一般建议在5-8度之间比较合理,夹角小了3D效果不明显,夹角大了比较容易重影,当然这个夹角可以在拍摄过程中动态调整的,以画面中心尽量对准同一个物体为佳。

  将两台机装在一起以后,其实最基本的3D拍摄硬件已经齐备了,拍摄的时候只要同时按下两台相机的快门即可。如果条件允许的朋友,可以尝试加装一套无线快门线系统,达到两台机基本实现同一时间瞬时拍摄,国内某些厂家提供了部分便宜经济的产品,可以不妨上网搜索一下。

  佳能 PowerShot G10

  加装了无线快门以后,更大的一个好处是可以使用同步闪光。闪光灯这个可以按照个人实际情况去配置,当然,上原厂的旗舰闪灯笔者是100%的支持,笔者上图所用的就是佳能的580EX。

  实际的夜拍效果图

  佳能 EOS 500D(配18-135mm镜头)图

  最后放一张最新改进后的新3D系统,采用了2台500D进行搭建,将会在日后的更多文章里面与大家见面。

  接下来将为大家详细解说3D照片拍摄以后应该如何进行处理。

  3D照片的后期处理:

  由于大多数的用户都没有偏振式或者是快门式的显示器,所以目前拍摄3D照片最实际的方式,就是采用平行对图式处理,或者采用红蓝分色处理。目前市场上有不少可以进行辅助后期处理的软件,目前比较热门的软件是尼莫的3D照片快枪手软件(免费软件,可以在官网上免费下载)

  尼莫3D照片快枪手(i3D Photo)原名Quick 3D Photo,是由NemoInfo出品的最简洁易用的3D照片浏览与制作软件。程序的智能检测功能可以自动校正拍摄过程中的相机移动,旋转以及焦距不一致 等常见问题。智能匹配功能则允许你从两个不同的目录中自动查找左右图像对并全自动制作立体照片。而程序设置的人性化浏览与即时修正功能更是帮助你方便地查 找,浏览并调整立体图像。从此你可以从复杂的后期制作过程中解放出来,专心致力于拍摄创作过程。

  这两张是相机拍摄出来的左图和右图的原图

  然后我们就可以打开i3D photo软件,开始对这两张图片进行预处理

  尼莫i3D Photo的界面

  操作非常简单,我们只需要使用软件打开左右两张原图,然后打开

  系统就会默认自动生成一张红蓝效果的3D图片,当然,软件里面也提供了众多的方式,除了红蓝效果以外,还可以选择生成平行图像对,或者是交叉图像对

  然后我们可以通过软件对照片进行微调,这时候你可以戴上红蓝3D眼镜,预估照片的景深效果,同时尽最大限度消除重影,当一切都准备好以后,我们就可以将照片输出到Photoshop里面进行处理。

  在Photoshop上面,我们主要对照片进行裁切,调整对比度,调整曲线等操作,包括加水印也可以在Photoshop里面完成

  这张就是已经初步处理并校正好的红蓝3D效果图(需要红蓝3D眼镜观看)

  这张是处理过的平行对图

  如果大家觉得自己搭建3D拍摄系统比较复杂的话,富士也给我们提供了一个简单的解决方案,就是富士推出的首款3D相机W1

  富士FinePix REAL 3D W1(以下简称W1)利用两个镜头拍摄的照片来模拟人眼距离视差生成立体映像为其主要原理。富士十分重视这一3D拍摄设备,全新开发了新的影像处理核心引 擎,专门用于照片处理3D影像,可从两个CCD获得的拍摄讯息判断人物距离、明亮,色调等等分析,最后合成3D影像。由于3D图像是不能在普通显示器上显 示出来的,若要观赏或使用3D影像,除了W1的显示屏以外,还可以选择特殊的3D数码相框REAL 3D V1,或者使用专门的3D相纸来打印照片。

  富士 FinePix REAL 3D W1

  富士W1相机采用双镜头设计,拥有35-105mm等效焦距,3倍光学变焦,F3.7-4.2最大光圈,8cm微距模式。W1拥有双镜头拍摄, 通过“自然影像处理引擎3D”图像处理引擎,把两块CCD传感器上的同步图像信号进行实时合并处理,即时生成成高质量的影像,在静态照片和动态录像时,都 能实现高效还原。另外,富士W1在进行2D照片拍摄时,可以使用不同设置(双色彩、双感亮度、变焦/广角)同时拍摄两张照片。

  富士W1

  富士W1表面采用钢琴烤漆设计,流线型的划盖即保护了双镜头又照顾了双手操作手感。 123.6×68×25.6mm的机身尺寸,300g的重量可看出富士并没有在尺寸上加以控制,但正面的滑盖面板和侧面的仿金属塑料的美化作用使W1并没 有臃肿感。背面搭配了一块2.8英寸23万像素的液晶屏幕,并支持2D、3D图片显示,可直接浏览3D影像,与一般DC的液晶屏幕比较不同。

  作为一款只需要拍摄一次就能获得3D照片的相机来说,富士W1目前3K多的价位,以及背后独特的光栅式3D显示屏确实独具特色。拍摄后的照片可 以通过富士专用的处理软件分离出左眼和右眼影像,可以直接用于生成光分式(光栅式),色分式(红蓝式)或者是时差式(快门式)3D图像,简单而方便。

  这辑图片是这套系统第一次使用的时候拍摄的样张,地点是在广州的华南植物园,当时由于条件和技术限制,设备还是比较简陋,也只是停留在理论拍摄的阶段,不过,拍出来的效果还是挺明显的。

  当然,观看提示依然要重申一下,本组作品使用的是红蓝3D技术,需要佩戴相应的红蓝眼镜进行观看(左红右蓝)。带上眼镜后,和原本觉得会重影的图片将会浮现出立体感,部分照片有非常明显的入屏或出屏的感觉。如果对于没有红蓝眼镜的朋友,可以尝试用红色和蓝色的糖果纸DIY一下,效果也尚算可以。

  红蓝3D拍摄作品集(一)——林中美女

  当然,和上面一样,观看提示依然要重申一下,本组作品使用的是红蓝3D技术,需要佩戴相应的红蓝眼镜进行观看(左红右蓝)。带上眼镜后,和原本觉得会重影的图片将会浮现出立体感,部分照片有非常明显的入屏或出屏的感觉。如果对于没有红蓝眼镜的朋友,可以尝试用红色和蓝色的糖果纸DIY一下,效果也尚算可以。

  红蓝3D拍摄作品集(三)——宜家篇(下)

  红蓝3D拍摄作品集(二)——宜家篇(上)

  是这组作品的下半部分,整组作品一共36张,分了2次进行展示

3d照片的原理,3D相机工作原理

3妙招教你增加作品气氛

  日落漂亮的美景人人也可以拍摄,试试配合海边的流水,增加整体的气氛和令相片更丰富吧!一起看看拍摄时的小tips!

  相机 Nikon D200 镜头 Sigma 10-20mm ISO 100

  一、使用手动模式 (M-mode)

  需要半自动模式如光圈先决、快门先决等也可以,但为了更加好的控制曝光,我们可以先用光圈先决来测光,得出一个数值后再转到手动模式微调,以避免面对太阳拍摄令相片严重曝光不足的问题。

  二、调较白平衡令相片更暖

  我们可以试试把白平衡调到高K数 (如6000-8000不等),或是调到「闪光灯」,这样相片会更加偏向暖调,带出黄昏日落的感觉。

  三、慢快门拍出丝绢流水

  要把流水拍得像雾一样,我们可以用上数秒至数十秒的快门,但小心相片过曝,应降低ISO和使用小光圈,若果还是太光可以使用ND减光镜来协助拍摄。

3妙招教你增加作品气氛

3项用光法教你拍摄余辉中的人像

  黄昏的日落是其中一种最受欢迎​​的拍摄题材,但你有想过利用夕阳的光去拍人像吗?只要运用正确技巧,便能把人像拍得很好,可是一不小心,也能形成「灾难」。

  所谓夕阳光,就在日落前的数小时,一般在下午以后。越接近日落时间,光线会越弱,所以最美丽的夕阳光大概在日落前的两至三个小时(一般为下午三时至五时),要好好把握。夕阳光之所以美丽,不单单在于其色温较接近日光(看起来橙橙黄黄的),更在于其柔和的性质。因为光线从侧面来,侧光的阴影较柔,阴影边缘较模糊,拍起人像相当合适。现在小编就为大家介绍三种方式拍摄夕阳人像,学习如何和夕阳合作吧!

  一、侧光

  要拍摄侧光,有几个方法,关键在于你想要的光与影的比例。越面向阳光,阴影的比例就越少。主体可以面向阳光,然后把脸向阳光转45度,这样光影的变化比较生动,因为阴影散落在身体和脸部不同位置,但注意阴影的分布会否构成「阴阳脸」,如有需要可加反光板补光帮助。另外,主体也可把脸的角度调至一半面向阳光,此方法需要细心调校角度直至光暗分布平均。较常见的困难是阴暗面留有少部分光线,除了再调整角度外,也能使用黑卡协助加强阴影,其作用与反光板相反。

  二、逆光

  这是三种方式中最有创意又最难的一种。注意每部相机每只镜头对逆光的表现都不同,效果看起来都不一样,变化也是最多的。让你的主体背向阳光,然后使用点测光对准脸然后按快门。逆光拍摄比起另外两种光更能勾划出主体线条,特别是头发的细节,所以深受大家喜爱。环境反差和太阳位置,逆光拍摄大有可能牺牲背景​​的细节,而且镜头内折射所产生的眩光和光斑,也会影响整张照片的色调。

  三、顺光

  让你的主体面向阳光,让脸部得到最充分的光线。这样光线就能完美勾划出脸部轮廓,阴影也会是几乎没有的,甚至乎能拍到眼神光呢!(也就是眼珠中那一点反光)不过,这样面向太阳,光线较刺眼,主体的眼睛也许睁不大,所以也不妨先让他们拍摄前闭上眼睛,拍摄时再睁大吧。

3项用光法教你拍摄余辉中的人像

  今天关于3d照片的原理,3D相机工作原理的相关资讯就为大家介绍到这里,大家看完以后有没有什么收获呢,更多关于宣传片拍摄的资讯请关注匠心文化


视频参考资料:3d照片的原理

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