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3D影像技術
2015/10/27
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最近,導演李安執導的《少年pi的奇幻漂流》,以及改編自托爾金原著的《哈比人:意外旅程》,這些電影都運用了3D立體影像技術,在票房上有不錯的表現。你知道在電影裡面讓角色彷彿從螢幕中跳出來的立體效果,它的原理是什麼嗎?請聽以下的科學三分鐘,與您分享:3D影像技術

您在欣賞3D電影的時候,是否曾經好奇地拿下3D眼鏡,看看銀幕上是什麼樣子呢?如果您曾經試過,很可能會看到兩組很接近的影像,好像重疊在一起,又有一點角度上的差別,眼睛看起來有點累。為什麼呢?

原來,人的視覺要產生立體感,或說遠近感,跟兩隻眼睛觀察物體的距離和角度有關。即使是看同一個物品,左眼和右眼看到的角度,還是會有不同。當人腦接收到這樣的資訊,加以解讀,就會產生立體感。

您可以做個簡單的實驗,把一隻眼睛遮起來,看東西感覺就沒有那麼「立體」。打籃球的時候,如果有一隻眼睛受傷,遠近感也會比較不準確,影響投籃的準度。3D電影的原理,就跟這點有關,雖然電影銀幕是平面的,只要經過妥善的計算,投射兩組角度不同的影像,然後利用某些方法,讓人的左眼接收到其中一組,右眼接收到另一組,就會讓人產生「有立體感」的錯覺。3D眼鏡的功能,就在於它能夠讓人的左眼和右眼,分別見到這兩組影像,並且在腦中「重合」起來。

目前劇院3D電影的主流,是利用偏振原理。簡單來說,就是用兩台攝影機模擬觀眾的左、右眼,分別先錄下要給觀眾左、右眼看的影像,但這兩組不同影像,會先經過兩組「偏振」方向互相垂直的「偏振」處理。然後在銀幕上同時放映這兩組不同影像。觀眾只要戴上偏振片作成的眼鏡,調整好左右眼鏡片的偏振化方向,就可以讓雙眼接收到不同的影像。

然而,要看3D影片,一定要戴3D眼鏡嗎?

答案是:不見得。目前以裸視直接觀看3D影像的技術已趨成熟,國內外也已有不少廠商推出全視角裸視3D面板,如果使用在家用電視上,不必加戴特殊眼鏡,便可以在家中享受3D影像的震撼。這方面技術之一,是透過精密的光學計算、控制,讓平面電視上每個畫素所發出的影像光線,可以設定射向觀眾所在的特定區域內,並使觀眾的左眼接收到的都是左眼影像、右眼接收到的都是右眼的影像,進而產生立體感。

這種「立體電視」雖然已上市,但卻尚未普及。主要是因為目前具「立體效果的」電視節目實在太少。解決方法之一,是研發如何能將已有的2D影像節目即時轉換為3D立體影像。在台灣,中華大學資工系鄭芳炫教授的研究團隊,就利用「影像深度地圖」經計算分析處理,使2D影像能即時轉為雙眼立體的影像。

原本,2D影像轉換成3D影像的運算量十分龐大且費時。不過目前已研發出晶片,使它相容於現有的平面顯示裝置上。當它接收2D的影像,晶片可立即、快速地產生不同視角的立體影像。原有2D顯示系統的規格不需要更動,現有電視影集與節目,也不用投入大量人力物力重製或特製。甚至目前的數位相機或DV拍攝的影片,都可即時轉成3D,使每個人都可以非常「阿凡達」。

今天的科學關鍵字,就是

3D電影 3D film

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【本單元由行政院國家科學委員會補助製播】
 
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3D(18)立體影像(2)
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