数字立体电影

      数字立体电影（Stereoscopic Digital Cinema）是指利用人眼视差原理和视觉心理作用，在电影拍摄、制作和放映等环节中采用数字立体图像技术及相关设备，通过同时处理左、右眼两幅图像（画幅偶），以使观众获得视觉的三维纵深感。数字立体电影常常又被称之为数字3D电影，其中3D表示3-Dimension（三维）。

      人眼在观察景物时，一方面根据生活经验（如近大远小、光线明暗、景物遮挡等）产生空间感，另一方面，人的左右眼观看同样景物时，由于两眼存在视差，观看角度不同，在视网膜上形成的图像也不完全相同，两幅图像经过大脑复现成三维心理图像后就能产生空间立体感。应该特别说明，立体电影给观众呈现出的是具有纵深感的虚拟影像，而非真正的三维景物。

      立体电影的发展可分为胶片立体电影和数字立体电影两个阶段。胶片立体电影在拍摄时通常使用两台胶片摄影机模仿人眼视角同时进行拍摄，在放映时亦以两台放映机同步投影到同一银幕上，从而产生立体效果。胶片立体电影具有造价高、重影明显、亮度低、片源少、观众易于产生眩晕感和疲劳感等缺点，因而不易推广，其发展几经兴衰，目前只能在博物馆或游乐场才能看到。

      数字立体电影不同于胶片立体电影，它通过采用先进的数字制作、数字放映和影像分离技术，使左右眼影像质量、分离度以及观众的观影舒适度较胶片立体电影有了很大提升。具体来说，数字立体电影在画面稳定性、效果、色彩还原度和设备易操作性等方面，相对于胶片立体电影都有很大提升。它不仅具有画面清晰、质量稳定、节目反复播放质量无下降等数字技术所特有的优点，同时又克服了胶片立体电影制作与操作复杂、立体效果差、有明显重影、观看时易出现头晕和疲劳等缺点，因而给观众带来了极其震撼的视觉享受。

数字立体电影的拍摄制作方式主要有以下几种：

（1）3D动画电影，又称CG（Computer Graphics）电影

      数字立体电影的制作完全由计算机完成。这种影片不需要真人演员，不需要庞大的剧组，不需要数字电影摄影机，只需要编剧提供电影脚本，导演带领创作人员利用计算机完成影片的大部分工作，然后经过后期合成，完成一部影片。由于目前计算机动画制作水平不断提高，三维动画影片在制作时使用了建模等技术手段，所呈现的人、物、景都是三维的，因而很容易由计算机生成立体影像。目前3D动画电影在数字立体电影中占据主流。

（2）数字双机实拍立体电影

      利用2台安装在专用平台（支架）上的数字摄影机进行实地拍摄，这对摄影设备和后期制作都提出了较高要求，且在数字后期制作中必须保持精确的同步。目前国内外有不少影视公司都在使用数字高清摄像机拍摄3D节目。拍摄《地心历险记》所使用的数字3D摄影机

（3）将2D格式影片转换为3D格式影片

      即对传统经典影片的再创作过程，通过计算机技术将一些有价值的影片回炉再造，用数字立体技术增强影片的艺术感和冲击力，给观众以耳目一新的感觉。该技术目前制作成本较高。

      上述三种方式中，采用动画制作3D立体电影的难度相对较小，所以目前出品的动画3D电影较多，今后这类电影也将占据数字3D立体电影的大部分市场；数字实拍3D电影的制作还有一些技术难题有待克服，它将在数字3D电影节目中占据次席；而将2D格式影片转为3D格式影片，工作量大，耗时长，其市场发行量不会太多，但是能够被制片商认可并投资进行转片工作的影片，一定是比较经典的影片，应该会引起电影市场的强烈反响。在实际影片制作过程中，可将上述方式结合起来。数字3D立体电影具有强烈的现场感和写实性，因此国外3D影片内容不仅仅局限于故事影片，也向体育、娱乐等方面拓展，另外，利用3D技术拍摄的风光片和科教片同样富有观赏性。

      数字立体电影放映建立在2K/4K数字放映技术的基础之上，影院只需在播放服务器和数字放映机上添加3D放映辅助设备，例如控制器、偏光镜、色轮等，并使用高增益白幕或金属银幕，再使用相应的3D立体眼镜观看，即可放映和观赏数字立体电影。

      在放映数字3D立体电影时，通常采用单台数字放映机方式，目前也已经出现采用两台数字放映机的方式。单机放映数字3D立体影片时，左、右影像交替出现，转换频率是普通放映频率的2倍或3倍，数字3D辅助设备与影像交替频率同步工作，使观众的左、右眼看到相应的画面并且感觉不到闪烁，其优点是节省了成本，且左、右画面质量能够保证一致。使用双机放映立体电影时，一台放映左画面，另一台放映右画面，观众通过偏振眼镜或滤光眼镜观看立体电影，其优点是光效高，具有充足的亮度，能够确保放映更大的画面。在数字3D电影发展初期，由于数字放映机价格昂贵，通常采用单机放映，但随着数字放映机价格的不断下降，一些追求高画质、大画面的影院开始采用双机放映。双机放映要注意调整好两台设备放映画面的亮度和色彩的一致性，调整好画面相对位置，以保证观众的观影舒适度。

      目前国际上主流的数字3D立体电影放映系统分别运用了圆偏振分光技术、滤色光轮技术（多层滤光技术）和液晶分时技术（液晶开关技术）。其中基于单台放映机的数字立体放映系统主要有RealD、MasterImage、Dolby和XpanD四种，它们基于不同的放映原理和实现方式，在显示效果及实现成本上均有差异。其中RealD公司最新研发的3D EQ专利技术可大大增强左、右眼图像的分离，RealD已开始授权在一些数字电影播放服务器中使用此技术，从而可在一定程度上简化数字3D母版的制作流程。另外，观众在观看数字立体电影时须佩戴相应的3D立体眼镜。尽管目前已经存在不带3D立体眼镜观看数字立体影像的技术，但其成像质量和大银幕观看效果并不理想，尚不能满足影院的应用需求。

      除3D电影放映之外，在数字影院开展3D增值业务也正在蓬勃兴起，例如开展音乐会、歌剧、体育赛事等3D直播和转播业务。2009年初在美国曾进行了两场体育实况的数字影院3D直播，一场是美国大学橄榄球冠军杯比赛，另一场是NBA全明星赛，80多家影院参与了直播活动，观众犹如身临其境，放映取得了巨大成功。在数字影院进行3D现场直播和转播开创了电影放映的一个新纪元。

      数字立体电影通过利用人眼视差原理使观众产生视觉纵深感，是对视觉空间维度的进一步拓展，它将三维成像、计算机图形学等技术应用于数字电影领域，从而极大地提升了观众的视觉感受以及电影在传统媒体和新媒体中的竞争力与影响力。当前，数字立体电影已成为现代电影产业的一个发展热点，同时也成为电影数字化发展和演进的一个重要的助推器。随着技术进步，数字立体电影放映将向亮度更高、光效更高、立体效果更好、支持特大银幕的方向发展。

      对于数字立体电影，目前有两个环节需要引起特别关注，即银幕和眼镜。

（1）立体电影银幕

      数字立体电影要求采用一定的技术交替放映左、右两组图像，由于采用这些技术的辅助装置使放映光效损失很大，为保证观众能够看到舒适的图像，一方面要加大放映氙灯的功率，另一方面必须要加大银幕的光反射系数，即银幕增益。通常使用两种银幕，即高增益漫反射白幕和金属幕。

      金属银幕即表面涂有铝粉反光材料的银幕，其对光线的反射具有一定的方向性，属于有规律的反射。金属银幕适用于使用偏振技术的立体电影放映场合，它能够确保不破坏偏振光的一致性。

      高增益白幕即具有较高增益系数的漫反射幕，其对光线的反射是杂散的，没有规律性。普通影院一般采用增益系数为1.0左右的漫反射白幕，数字立体影院则要求使用增益系数在1.4以上的漫反射白幕。

      金属银幕的中心亮度可能要高于漫反射白幕，但漫反射白幕的亮度均匀性和有效观看范围要优于金属银幕，观众看起来感觉更舒适一些。上述两种银幕也可放映普通2D电影（但会使观众区变窄），因而目前3D立体影院兼具2D影片的放映功能。在数字立体影院选择好高质量的银幕，不仅有助于提升放映质量，而且可节省电能及日常维护开支。

（2）3D立体眼镜

      目前观看数字立体电影均需佩戴3D立体眼镜，但由于影院使用的数字立体放映系统不同，对应的3D立体眼镜也不相同。

      按照材质和应用技术划分，目前3D立体眼镜主要分为圆偏振眼镜、滤光眼镜和液晶开关眼镜三种类型，如图25所示。

      从控制角度划分，3D立体眼镜可分为主动式眼镜和被动式眼镜。其中，主动式眼镜是具有自身控制功能的眼镜，它可以自行控制左眼镜片透过左图像光时，阻挡右图像光；而右眼镜片透过右图像光时，阻挡左图像光。主动式眼镜在工作时要保证与立体放映画面的绝对同步。被动式眼镜是通过光学方式分离左、右眼图像光，不具有自身控制功能。液晶开关眼镜属于主动式眼镜，圆偏振眼镜和滤光眼镜则属于被动式眼镜。

      由于结构、原理和材质上的区别，3D立体眼镜的价格存在较大差异。其中，主动式眼镜内部包含微型电路并需通过电池供电，其售价最高；滤光眼镜采用先进的多层镀膜工艺生产，售价也较高；圆偏振眼镜采用偏振膜制作，价格较低，多一次性使用。