孔 成

（安徽工商職業(yè)學(xué)院藝術(shù)設(shè)計(jì)系，安徽 合肥 230041）

作為傳統(tǒng)游樂(lè)形式，碰碰車、飛天摩輪、海盜船、過(guò)山車等電動(dòng)游樂(lè)項(xiàng)目，以其真實(shí)刺激的感官體驗(yàn)吸引著廣大受眾，而“迪斯尼”、“方特”、秦陵歷險(xiǎn)等大型室內(nèi)仿真游藝項(xiàng)目的異軍突起，則預(yù)示著數(shù)字立體仿真游樂(lè)時(shí)代的到來(lái)。在此過(guò)程中，立體三維數(shù)字影視技術(shù)、計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、多媒體技術(shù)等數(shù)字立體技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展成為其中的關(guān)鍵要素。

1 數(shù)字立體技術(shù)的界定

數(shù)字立體技術(shù)，主要特指基于電腦、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字化平臺(tái)運(yùn)用現(xiàn)代工具形成虛擬的三維立體效果的技術(shù)，簡(jiǎn)稱3D或者說(shuō)三維數(shù)字化技術(shù)。包括3D軟件的開(kāi)發(fā)技術(shù)、3D硬件的開(kāi)發(fā)技術(shù)，以及3D軟件、3D硬件與其它軟件硬件數(shù)字化平臺(tái)、設(shè)備相結(jié)合在不同行業(yè)和不同需求上的應(yīng)用技術(shù)。

3D 是英文“Three Dimensions”的簡(jiǎn)稱，中文是指三維、三個(gè)維度,即長(zhǎng)、寬、高，相對(duì)于只有長(zhǎng)和寬的平面（2D）而言,其空間描述是立體的空間。我們放眼看世界，從網(wǎng)絡(luò)世界到現(xiàn)實(shí)生活，在虛擬和現(xiàn)實(shí)中無(wú)一不充斥著數(shù)字立體技術(shù)的痕跡，3D動(dòng)畫、3D仿真、3D軟件、3D攝影、3D電影等等，這不僅是二維平面到三維立體的華麗蛻變，更為三維數(shù)字立體化時(shí)代的確立吹響了號(hào)角。

3D電影、3D圖片出現(xiàn)時(shí)，給大眾耳目一新的視覺(jué)感受，并熱議3D的魅力，一度3D成為了流行詞。3D數(shù)字立體技術(shù)在攝像、攝影領(lǐng)域如何化腐朽為神奇呢？目前三維數(shù)字立體技術(shù)（簡(jiǎn)稱三維技術(shù)或者3D技術(shù)），它并不是某一特定領(lǐng)域的專門技術(shù),除3D電影和圖片外還用于游戲、軍事、醫(yī)療、商業(yè)展示等諸多領(lǐng)域。電影領(lǐng)域中,這項(xiàng)技術(shù)就是利用三維攝像和計(jì)算機(jī)的三維軟件如3Dmax、Maya，根據(jù)電影不同風(fēng)格的需要,攝制和制作出立體的角色、物體和電影場(chǎng)景，是3D技術(shù)和數(shù)字立體成像技術(shù)聯(lián)合使用的產(chǎn)物。

2 數(shù)字立體技術(shù)在攝像設(shè)備和技術(shù)中的應(yīng)用

攝像領(lǐng)域中，從攝像設(shè)備與攝像技術(shù)兩個(gè)角度來(lái)看，數(shù)字立體技術(shù)在電影攝制中的由初級(jí)探索發(fā)展到《阿凡達(dá)》3D高水平的應(yīng)用，數(shù)字立體技術(shù)展示在集藝術(shù)與技術(shù)之大成的電影業(yè)，可見(jiàn)數(shù)字立體技術(shù)在電影行業(yè)中的潘多拉魔盒效應(yīng)。

2.1 攝像設(shè)備方面的數(shù)字立體技術(shù)應(yīng)用

影片《阿凡達(dá)》中圣樹(shù)的種子緩緩飄落,你會(huì)忍不住伸手去接;《愛(ài)麗絲夢(mèng)游仙境》中那只憨態(tài)可掬的“妙妙貓”近距離地懸浮在半空,觀眾忍不住想要去摸它一把;當(dāng)煙霧彈迎面投擲過(guò)來(lái),你會(huì)條件反射似地閃躲…給予觀眾強(qiáng)烈的臨場(chǎng)感和栩栩如生的逼真視覺(jué)再現(xiàn)源自于電影立體成像技術(shù)和3D立體攝影系統(tǒng)的無(wú)接縫拼合。導(dǎo)演卡梅隆是一個(gè)將藝術(shù)與技術(shù)完美結(jié)合的電影大師，他和助手發(fā)明的3D數(shù)字?jǐn)z影機(jī)，被稱為Fusion Camera-3D System。擁有兩臺(tái)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，按人類雙目可自由按需調(diào)節(jié)拍攝并將兩臺(tái)攝影機(jī)的同步影像儲(chǔ)存在一個(gè)遠(yuǎn)程存儲(chǔ)系統(tǒng)中[1]。這臺(tái)3D數(shù)字立體攝影機(jī)成為現(xiàn)代3D電影拍攝設(shè)備的奠基石，其意義影響非凡。

2.2 攝像技術(shù)領(lǐng)域數(shù)字立體技術(shù)的應(yīng)用

電影從無(wú)聲到有聲、黑白到彩色、膠片到數(shù)字、普通二維電影到3D立體電影稱之為電影發(fā)展史的四次革命。從數(shù)字3D立體電影作品來(lái)看,無(wú)論是全動(dòng)畫立體電影，還是半動(dòng)畫半真人立體電影，3D技術(shù)都是電影中虛擬人物角色和虛擬場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)的重要手段。以具有從二維到三維劃時(shí)代分水嶺之稱的電影《阿凡達(dá)》為例，著名電影導(dǎo)演卡梅隆對(duì)三維電影藝術(shù)的狂熱摯愛(ài)延伸到技術(shù)鉆研和運(yùn)用到極致，他在該影片拍攝過(guò)程中大量運(yùn)用了立體成像技術(shù)、虛擬攝影系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)表情捕捉技術(shù)、協(xié)同工作攝影系統(tǒng)等先進(jìn)的數(shù)字立體技術(shù)手段。實(shí)現(xiàn)了CG（虛擬動(dòng)畫）角色、CG場(chǎng)景和真人表演的完美結(jié)合[2]。

立體成像技術(shù)：是利用人類雙眼的視角差和會(huì)聚功能制作的可產(chǎn)生立體效果的影像原理。即在拍攝時(shí)使用兩臺(tái)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)并列放置猶如人的雙眼視角，在特制的三維云臺(tái)上角度和距離調(diào)節(jié)到適于人類觀看的角度然后再進(jìn)行拍攝；播放影片時(shí)也要用兩臺(tái)放映機(jī)按人兩眼的間距范圍同步播放兩個(gè)角度的同時(shí)畫面，觀眾再配以特制的立體眼鏡進(jìn)行觀看，通過(guò)視網(wǎng)膜會(huì)聚功能觀看到立體畫面的電影。

運(yùn)動(dòng)、表情捕捉技術(shù)：影片拍攝過(guò)程中為了將CG角色更加真實(shí)化，捕捉動(dòng)態(tài)物體時(shí)還采用Motion Capture（動(dòng)作捕捉）技術(shù)，演員身著全套捕捉設(shè)備，即特制的動(dòng)作捕捉衣服和特制的表情捕捉帽子，其中帽子裝有微縮高清攝像頭，全新的運(yùn)動(dòng)、表情捕捉系統(tǒng)可以捕捉到演員的每一個(gè)動(dòng)作和細(xì)微表情。而這些數(shù)據(jù)在經(jīng)過(guò)電腦的剖析處理后，豐富電腦虛擬角色的動(dòng)作表演，呈現(xiàn)出高度逼真的效果[3]。從而給3D立體電影帶來(lái)更加新奇的視角效果。

虛擬攝影系統(tǒng)：運(yùn)用實(shí)時(shí)交互三維動(dòng)畫軟件（Motionbuider）也稱為虛擬攝影技術(shù)。虛擬攝影的工作原理是在三維軟件中設(shè)置虛擬攝影機(jī)，它與表演的人或物安裝跟蹤點(diǎn)連接，再連接控制設(shè)備的監(jiān)視器合成虛擬影像；它通過(guò)動(dòng)態(tài)的捕捉系統(tǒng)、視頻監(jiān)視器和三維攝影機(jī)的聯(lián)動(dòng)傳輸影像并通過(guò)虛擬攝影合成，導(dǎo)演就可以在監(jiān)視器中看到穿捕捉服裝的演員的表演合成到三維角色的表演的過(guò)程，這個(gè)系統(tǒng)就稱之為虛擬攝影系統(tǒng)。

協(xié)同攝影系統(tǒng)：和虛擬攝影技術(shù)相互協(xié)作配合的綜合技術(shù)是協(xié)同攝影技術(shù)，就是將在3D軟件中設(shè)計(jì)制作好的三維場(chǎng)景和三維人物或動(dòng)物，與在拍攝實(shí)際人物或動(dòng)物的動(dòng)作利用虛擬攝影技術(shù)合成，從而得到三維場(chǎng)景中三維人或動(dòng)物高仿真的合成影像的協(xié)同攝影系統(tǒng)?！栋⒎策_(dá)》影片虛擬制作總監(jiān)格倫·戴瑞在評(píng)價(jià)卡梅隆時(shí)說(shuō) ：“他想如同拍攝真實(shí)的演員表演一樣，在拍攝現(xiàn)場(chǎng)讓計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫和角色實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交互，他希望以自己的方式持握著攝影機(jī)在這個(gè) CG世界里自由的拍攝。”[4]

3 數(shù)字化技術(shù)介入與立體化技術(shù)在攝影中應(yīng)用

攝影的本質(zhì)是拍攝者運(yùn)用攝影術(shù)對(duì)客觀可視存在的主觀反映[5]。數(shù)字技術(shù)的迅速發(fā)展浪潮也波及到攝影領(lǐng)域，這個(gè)浪潮首先促使了攝影器材、設(shè)備和技術(shù)的更新,數(shù)碼相機(jī)以“山雨欲來(lái)風(fēng)滿樓”之勢(shì)迅速取代了傳統(tǒng)相機(jī)。由此而發(fā)的數(shù)字影像是利用電腦對(duì)所拍攝的影像文件進(jìn)行加工處理，利用電腦及相關(guān)編輯軟件進(jìn)行后期制作，對(duì)圖像進(jìn)行色彩改變，把握和精確調(diào)控達(dá)到了前所未有的高度。

3.1 攝影中數(shù)字化技術(shù)介入

數(shù)字技術(shù)給現(xiàn)代攝影技術(shù)帶來(lái)的全新的革命，相機(jī)數(shù)字化的運(yùn)用、拍攝技術(shù)規(guī)范、后期數(shù)字“暗房”的處理與傳統(tǒng)攝影都有著巨大的改變。數(shù)字?jǐn)z影技術(shù)最大的特點(diǎn)就是直觀性、可控制性、環(huán)保性。

3.1.1 直觀性：攝影者拍攝圖片后，馬上直觀看到圖像，并及時(shí)加以處理，圖像是通過(guò)數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)卡上，人們可以選擇自己喜愛(ài)的圖片，通過(guò)彩色打印機(jī)印制相片，也可以存儲(chǔ)到電腦上或刻錄成光盤，以數(shù)字信號(hào)記錄下來(lái)，隨時(shí)可打開(kāi)電腦進(jìn)行觀看。

3.1.2 可控制性：進(jìn)入電腦時(shí)代，發(fā)明了功能強(qiáng)大的圖像處理軟件，例如PHOTOSHOP，3DMax、Maya、CorelDraw 等。利用 PHOTOSHOP軟件可以自由調(diào)整數(shù)碼相片，從而達(dá)到自己主觀想要圖片，可以對(duì)畫面進(jìn)行影調(diào)、色相、反差等隨意增減和再造，達(dá)到精益求精的畫面效果；通過(guò)3DMax軟件可以對(duì)數(shù)碼圖片進(jìn)行在三維虛擬空間中自由的貼圖，使之產(chǎn)生立體效果，制作精良的三維空間可以達(dá)到以假亂真的效果。因此，數(shù)字圖片與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的結(jié)合被廣泛應(yīng)用于藝術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域。形象地說(shuō)，圖像掌握在我們手中，可以進(jìn)行隨心所欲的控制。

3.1.3 環(huán)保性：數(shù)字圖像時(shí)代，拍攝者從拍攝到看片選片等環(huán)節(jié)可以說(shuō)是一氣呵成，大大節(jié)約了傳統(tǒng)膠片時(shí)代時(shí)從取片、沖洗到放大的復(fù)雜耗時(shí)環(huán)節(jié)，突破以往傳統(tǒng)沖洗環(huán)節(jié)上需要用到顯影和定影藥水環(huán)節(jié)，數(shù)字時(shí)代可謂環(huán)保最大化的終極追捧者。

3.2 攝影中數(shù)字立體化技術(shù)應(yīng)用

數(shù)字圖像縱橫江湖，雖樹(shù)立霸主地位，但后輩層出不窮，本世紀(jì)初一種自由體立體影像合成技術(shù)便嶄露風(fēng)采，它利用特種光學(xué)材料（通稱光柵材料）可將將任意一幅平面的圖畫轉(zhuǎn)換制作成具有3D效果的立體圖畫，事物既能深藏畫中，又能飄逸畫外，栩栩如生，顛覆了傳統(tǒng)平面圖像成像特點(diǎn)，立體的視覺(jué)畫面給人們帶來(lái)了耳目一新的視覺(jué)感受，令人過(guò)目難忘。被譽(yù)為“有生命的圖像”。

數(shù)字立體圖像的特點(diǎn)在于不需要借助鏡片設(shè)備進(jìn)行觀看，也不需要對(duì)眼式的眼球調(diào)整，就可以直觀的欣賞立體圖片。適用于裝飾裝修、婚紗影樓、客廳、餐廳、臥室、書房、兒童房、過(guò)道等空間的裝飾；辦公室、會(huì)議室等工裝空間裝飾；室內(nèi)外廣告、酒店大堂、客房、各類休閑場(chǎng)所等商業(yè)空間裝飾。

近年剛剛興起的360度全景攝影和720度全景攝影，都是利用數(shù)字立體技術(shù)在攝影中的新技術(shù)運(yùn)用，它將所拍真實(shí)環(huán)境從360度或720度鏈接成整幅畫面，再將數(shù)字立體技術(shù)融入其中，以左右360度或左右、上下720度場(chǎng)景拼合結(jié)合，用Flash等軟件的合成立體的畫面進(jìn)行展示。此技術(shù)鏈接在公司網(wǎng)站上，觀者按照自己的主觀意愿前進(jìn)或后退等，增加了趣味探秘性，商業(yè)用途廣泛，一般在房產(chǎn)樓盤展示、商業(yè)環(huán)境展示、產(chǎn)品產(chǎn)生、旅游景點(diǎn)展示、博物館等公益場(chǎng)館的展示應(yīng)用。

4 數(shù)字立體技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)展望

數(shù)字立體技術(shù)（3D）在攝像攝影領(lǐng)域的應(yīng)用是個(gè)極其復(fù)雜的高科技綜合大薈萃，也是一個(gè)以服務(wù)人們感官需求的高新技術(shù)。不僅在影視產(chǎn)業(yè)運(yùn)用，現(xiàn)已經(jīng)拓展到教育、醫(yī)療、軍事、建筑設(shè)計(jì)、城市規(guī)劃、文物珍寶保護(hù)、交通、娛樂(lè)、生物科技、航空以及商業(yè)環(huán)境等領(lǐng)域。在互動(dòng)展示項(xiàng)目上：可應(yīng)用于多點(diǎn)互動(dòng)觸摸技術(shù)、互動(dòng)投影技術(shù)、電子細(xì)膩翻書技術(shù)、虛擬主持人、虛擬旅游攝影、虛擬遠(yuǎn)望鏡、遺址幻影觀景臺(tái)等。在電子沙盤展示上：可應(yīng)用于互動(dòng)投影沙盤、三維立體數(shù)字沙盤、互動(dòng)觸摸電子沙盤。在全息投影上：可應(yīng)用于360度全息、全息投影、空氣成像、幻影成像等。此外，在顯示系統(tǒng)、虛擬游戲、軍事模仿、體感技術(shù)、3D打印等高科技領(lǐng)域中都發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。3D技術(shù)的應(yīng)用從根本上改變了現(xiàn)行行業(yè)的生產(chǎn)和服務(wù)模式。

[1]胥余川.淺析立體電影的物理原理[J].中國(guó)科技信息，2005，（6）：99-99.

[2]朱梁.高清數(shù)字立體攝像技術(shù)在電影《深淵幽靈》中的創(chuàng)新應(yīng)用[J].影視技術(shù)，2003，（7）：22-24.

[3]李道新、王壵、劉繼明.阿凡達(dá)：3D 電影元年的未來(lái)啟示錄[J].藝術(shù)評(píng)論，2010，（3）：10-16.

[4]朱梁.電影《阿凡達(dá)》的數(shù)字立體和虛擬攝影技術(shù)[J].現(xiàn)代電影技術(shù)，2010，（2）：34-37.

[5]邵培仁.傳播學(xué)導(dǎo)論[M].杭州：浙江大學(xué)出版社，1997.