虚幻的真实，三维视觉帝国探索之旅

内容创建：如何在拍摄时构建三维画面

3D电影与我们所说的3D游戏有着本质性的区别。3D游戏的画面拥有x-y-z坐标的三维信息，在数学上是真正意义上的三维；但3D游戏的画面必须展现在一个2D屏幕上，用户便无法感受到画面的深度感，而只是在画面运动中能感受到类似3D的立体场景。与此不同，3D电影是一种视觉解决方案，即在2D屏幕上可以让人眼看出纵深感，即你能真实地感受到屏幕物体的远近，画面宛如就在你眼前展现，这将给观众带来极佳的临场体验。

图1 3D电影将带来美妙的亲临其境的感受，大大增加了电影的魅力

要实现3D电影是一套系统工程，它在内容创建(即拍摄和数字制作)、后期剪辑以及播放阶段都要有相应的解决方案。而源头的拍摄工作则是重中之重。若要了解3D电影是如何拍摄的，我们就需要先来了解人眼是如何产生深度感，也就是如何形成3D立体视觉的。

对此科学早已给出了答案：人的视觉之所以能够分辨远近，主要就是靠两只眼睛形成的视觉角度差—成人的两眼间距约有5厘米，两只眼睛除了瞄准正前方以外，看其他任何一样东西时，双眼形成的视觉角度都不会相同。这种角度差尽管非常小，但视觉信号经过视网膜传到大脑后，大脑的视觉中枢就用这微小的角度差，构建出远近的深度，也就是终产生了立体感。整个过程与计算机处理x、y、z三维坐标的换算非常类似，只不过深度的z坐标是利用角度换算得出的。假如我们用一只眼睛来观察，虽然也可以清晰地看到物体，但对于物体远近的距离分辨却不那么容易。

图2 人眼利用视角差来构建纵深的立体感

利用这一原理，将同一个景象依据两眼的视角差异分辨制造出两个相应的影像，然后让每只眼睛分别只看到属于自己的画面，这样综合形成的视觉信号就可以令大脑产生深度的立体感。无论是哪一种3D演示技术，都是基于上述原理构建，区别只在于实现的手段不同、效果存在差异，但是本质上都是利用两眼的视觉角度差来创建立体画面的。

3D电影的拍摄同样如此。在《阿凡达》摄制工作开始之初，詹姆斯卡梅隆就筹划好要在3D影院中放映，为了获得完美的视觉效果，卡梅隆需要一套拥有双镜头同步拍摄的3D摄影机，但在拍摄工作开始的2007年，索尼并没有这样的解决方案。

图3 拍摄《阿凡达》时所用的Fusion Camera-3D System联合摄影机系统

卡梅隆不得不自行设计。为此，卡梅隆专程从美国飞往日本索尼公司的研发总部，与研发工程师耗时三个月才对16台摄像机进行改装，构建出一套专用的Fusion Camera-3D System拍摄系统。这套系统包括8部HDC-F950和8部CineAlta F23，但它并不是将两台F950或F23简单拼接在一起，而是通过一项复杂的技术将两台摄像机联结为一体，使得拍摄工作可以同步进行——这样的技术改造就等于重新制造出一台拥有两个镜头的3D摄像机，难度不言而喻。而仅仅为了开发这套3D摄影系统，卡梅隆就砸下了1400万美金。当然事实证明，这样的大手笔投资是非常值得的。

在今年的CES展会上，松下发布了号称全球第一款一体化全高清3D摄像机AG-3GA1。AG-3GA1拥有两个镜头，分别对应两组200万像素的CMOS传感器，可同时获得1920×1080的全高清视频数据。据悉，这套摄像机将帮助CBS、福克斯体育、MTV、NBC环球等电视台同步转播6月份的南非世界杯，但它只是广播级的产品，并不适合需要超高分辨率的电影拍摄，技术上无法与卡梅隆的Fusion Camera-3D System相媲美。

图4 松下的双镜头摄影机AG-3GA1，可以满足电视转播的需要

由于缺乏现成的商用解决方案，也不是所有的导演都能像卡梅隆一样专程向索尼定制3D摄影机。大多数的3D电影其实都是依靠后期，也就是拍摄时仍只是用单摄影机来完成，后期影像处理通过插值运算的方式，生成另一套视角有所差别的画面。这种方式在技术上比较简单，立体效果同样也不逊色，只是边缘区的画面会受到损失，整体来看具有较好的投入-收益比。后期3D的缺陷就是需要很长的时间来调校，效果也不如真实的3D摄制好。即将上映的《诸神之战》(Clash of the Titans)和《哈利波特7》便是采用后期方式衍生出3D版本的。而从长远的趋势来看，直接采用3D摄制方式将成为好莱坞的主流选择。

3D动画电影则是一个不同的例子，这种动画电影本身就是在计算机上创建，基本无需动用到摄影机，所生产的画面也具有x-y-z坐标。但为了在银幕上给观众展示出纵深感，仍然需要通过插值生成视角差不同的画面，然后同步在3D影院中放映。