关于 3D 电影成像基本原理的正确表述

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关于 3D 电影成像基本原理的正确表述
对 3D 电影的成像原理简介和声音制作探讨 的商榷
中国电影科学技术研究所 孙延禄
本刊 2009 年第 11 期刊载了纪成刚先生撰写的
3D 电影的成像原理简介和声音制作探讨6 一文
( 以下简称 / 纪文0) 。该文结合 3D 电影的译制工作
经验, 重点讨论了如何在现行的影院还音系统中实
现 3D 电影的声画吻合问题, 对提高 3D 电影的声音
质量很有意义。但在该文的第一部分 ( 3D电影成像
的基本原理) 内有一些表述却有不妥之处。现将笔
者的观点阐述如下, 以求与原文作者取得共识, 尽
可能避免随着文章的传播而造成对 3D 成像基本原
理的误解。
一、把 / 双目立体视觉原理0 称为 / 偏光原理0
欠妥:众所周知, 人的立体视觉就是视觉系统对三维
空间的知觉, 也就是辨别物体的距离, 物体间的前
后位置、方向等的能力 。人的立体视觉可分为单眼
立体视觉和双眼立体视觉两大类。
单眼立体视觉来源于以下四个方面: 第一, 当
物体高度 ( 或宽度) 已知时, 根据他所对应的视角
大小 , 来判断它的远近 ( 即透视) , 视角大的感觉
近, 视角小的感觉远; 第二, 根据物体之间的遮挡
关系和照明光形成的阴影也能判断物体之间的相对
位置; 第三, 根据对物体细节的分辨程度和空气的
透明度也能产生一定的深度感觉; 第四, 根据眼睛
调节的程度 ( 即眼肌收缩的紧张程度) 也能判断物
体的远近, 但一般只在 5 米范围以内。
双眼立体视觉的来源, 除了上述的四个因素以
外, 还要加上两个因素: 第一, 我们在注视某一物
体时, 两眼的视轴就自动对向该物体 ( 即 / 汇聚0) 。
物体的距离越近, 两视轴之间的夹角 ( 即汇聚角)
越大, 反之则越小。根据视轴转动时眼肌紧张程度
的不同, 可以判别物体的远近; 第二, 由于两眼瞳
孔中心间水平距离 ( 平均约为 62- 65mm) 的存在,
同一物体形成于左右两眼视网膜上的两个影像有一
定差异 ( 即水平双眼视差) , 通常把这一对具有一定
水平视差的影像称为 / 立体画幅对0。每个立体画幅
对通过两眼的视神经汇合到人的大脑中形成单一印
象 具有一定深度感的三维影像。研究和试验均
证明: 双眼立体视觉比单眼立体视觉敏锐得多, 也
正确得多。事实上, 人们更多地利用双眼视觉来观
察空间物体。
当前流行的 3 D 立体电影正是以双目立体视觉
为基础而完成摄制与放映的。首先, 在拍摄时必须
同时 ( 或有一极小的时间差) 从两个位于同一水平
线上的拍摄点拍摄同一景物, 从而在两条 ( 或单条)
影像载体上得到两幅具有水平视差的画幅 ( 即立体
画幅对) 。有关立体电影摄影的基本规律可参见文
献
[ 1], 本文不再赘述。其次, 放映时可以采用多种不同方法 ( 详见文献
[ 2] 同时 ( 或按一定时间顺序)
将立体画幅对的左、右两个画幅 投影到同一银幕
上。但 不管 采 用 何 种 放 映 方 法, 必 须 保 证 的
是: ) )) 使每个观众的左、右眼只能分别看到原先
从左、右拍摄点拍摄的左、右画幅。
纪文在简要介绍人眼的双眼立体视觉时, 用了
如下的表述:/ 人的视觉之所以能分辨远近
, 是靠两只眼睛的距离。人的两眼分开约5 厘米, 两只眼除了瞄准正
前方之外, 看任何一样东西, 两眼的角度都不会相
同。虽然差距很小, 但经视网膜传到大脑里, 大脑
就会用这微小的差距, 产生远近的深度, 从而产生
立体感。根据这一原理, 如果把同一影像, 用两只
眼睛视角的差距制造出两个影像, 然后让两只眼睛
各自看到自己一边的影像, 透过视网膜就可以在大
脑中产生具有立体感的景物了。我们称这一原理为
/ 偏光原理0。0
此段文字中有四处需要商榷 ( 文中均标了下划
线) : ( 1) 把人两眼间的距离定为 /5 厘米0
, 是否
过小? 和多数文献所述是否欠一致? ( 2) 将 / 除了
瞄准正前方之外0 改为 / 除了瞄准无穷远处物体外0
( 此时的两眼视轴平行) , 是否更准确些? ( 3) 将
/ 同一影像0 四字改为 / 同一景物0 可能更为确切
?
( 4) 把 / 偏光原理0 更正为 / 双目立体视觉原理0
是否更符合所述内容? 笔者认为在对所叙述基本原
理定义说明时应尽可能准确地表征其实质。
二、纪文中的另一个值得商榷处是下列的一段
文字:
/ 每台放映机前端装有改变光线相位的偏振片。
同时两台放映机前面 有一个同期转动的遮光板, 通
过遮光板的转动, 将放映机输出的每秒 24格画面提
升至每秒 48 格。由于左右放映机的遮光板有相位
差, 左右眼的图像是交替出现的, 到达观众的眼中
就成为每秒 96 格立体图像了。0
首先, 这段文字多处不够正确, 因之也显得多
余。把上述这段文字去掉后, 再把剩余的文字连接
起来, 反而能较正确地叙述用偏光眼镜法进行立体
电影放映的实际。具体的错误之处大致有如下几点:
( 1) 用双机进行立体电影放映时, 并没有必须提高
放映频率的要求。在绝大多数双片立体电影放映实
践中, 左右两台放映机均以标准换幅频率 ( 24 格/
秒) , 保持同步同相运转。( 2) 放映机内遮光器的存
在并不能改变 ( 或提高) 换幅频率, 它只能够改变
放映画面在银幕上的闪烁频率。在以 24 格 / 秒频率
放映的放映机内, 如果采用双叶片遮光器, 银幕上
的影像会每秒闪烁 48 次。( 3) 由于两台放映机是保
持同步同相运转的 , 因此两机的遮光板之间并没有
相位差。因之, 到达观众左、右两眼的并不是 96 格
/ 秒, 而是 24 格/ 秒、每秒闪烁 48 次的、各自独立
的左、右两个立体画幅。 ( 4) 线偏振光并不是通过
线偏振片改变光线的相位而产生的, 而是由于光的
横波性质及线偏振片具有固定的通光方向 ( 即偏振
化方向) 的性质所决定。通过单一线偏振片的光线
并不会产生相位的改变。关于这一点可参见有关物
理光学书籍, 本文不再赘述。
三、纪文中还有下列的一句 ( 用下划线注明的)
话是不够正确的, 即:当观众戴上特制的偏光眼镜时, 由于左右两片偏光镜的偏振轴互相垂直, 并与放映机前的偏振轴一致, 致使观众的左眼只能看到左像, 右眼只能看到右像, 通过双眼汇聚功能, 将左右像叠加在视网膜上, 由大脑神经产生三维立体的视觉效果, 笔者认为, 双眼的汇聚功能并不能将左右影像
叠加在视网膜上, 正确的表述方法应是: / 形成于左、右两眼视网膜上的影像通过视神经传到大脑,
在大脑内相互融合, 形成三维立体视觉效果。以上三点, 只是笔者根据个人的理解提出的。当与不当, 谨供与原文作者商榷, 并请广大读者指正。

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