试论数字电影技术的最新发展

【摘 要】随着数字技术的发展，数字电影在人物、环境、角色配置方面的刻画栩栩如生，由于所有的设定是由计算机制作、生成、调试的，在影片制作和影片表现力及其输出上，数字电影可以按照假定的理想环境制作出比真人、真动物出演的影片的效果还到位，这一数字技术已成为当今数字电影发展的主流。本文将通过对4D数字技术的形式和特点、制作原理入手，来剖析如何运用三维软件来制作立体电影或动画以及在制作及欣赏中要注意的一些问题。

【关键词】4D数字;电影技术;数字音响系统

1.4D技术的形式和特点

近几年流行起来的4D数字电影，是依靠三维立体电影和周围环境模拟组成四维空间带给观众更加逼真的观感。它是在三维立体电影和特技影院相结合共同来完成的。随着三维软件技术在国内越来越广泛的应用，4D数字电影技术也得到了长足的发展。运用三维软件制作立体电影有着比其它软件独特的优势，由于三维场景本身就具有立体特性，与成像相关的各种参数及其脚本也很容易在软件环境中加以调节及运用等。近年来4D在3D技术的发展上非常迅猛，4D影院的表现形式也根据人们不断提高的娱乐需求有了很大的发展，目前平面银幕方式的4D影院正受到银幕是环球方式的冲击，而新型特技座椅配合动感控制平台，又使4D技术进入了一个崭新的阶段。在进入21世纪后，大直径、多画面的柱面4D影院逐渐成为主流。尤其是柱面银幕4D影院的出现，各种动感平台，旋转平台，轨道车也根据剧情进入影院，成为当今发展最为迅猛的4D影院类型。

2.4D技术制作的原理

在现实生活中，人们通过眼睛观察的周围环境之所以是立体的，是因为人的两只眼睛所处的空间位置不同，可以从两个不同的视角同时获得两幅不同的场景图像，人的大脑对这两幅图像进行处理后，不仅能分辨出所观察物体的颜色、质感等光学信息，还能根据两幅图像的差异判断出物体与双眼的距离等空间信息。

这样一幅立体的画面就呈现在脑海中。由于人的双眼所处空间位置的差异(这个距离一般用国际平均值6.35厘米)，致使现实环境分别在两眼中形成两幅有细微差别的图像，这两幅图像经过大脑的识别处理，人就能感知环境物与人眼的距离和环境物的状态(包括大小，颜色，材质等信息)。如下图所示：红色三角形与绿球相交的区域为左眼看到图像，而绿色三角形与绿球相交的区域则为右眼看到图像。左右眼的图像同时被大脑接收，融合，并加以识别，人就知道绿球与人的距离，绿球的大小，颜色，材质等信息，立体图像就在大脑中形成。当然，如果绿球处于运动状态，那么两眼将不断的刷新各自看到的图像，并交给大脑进行处理，人也就可以不断更新对绿球的感知信息。

3.4D影院技术的构成形式

3.1 4D动感影院的银幕

从视觉角度讲，采用180度的柱面环幕立体影像――它是指银幕保持在有相同圆心的一段弧度上，而不是一个平面（平幕）上。银幕的高宽比例为16 :9，柱面环幕3D物体运动影视范围大为扩展、开阔视野，摆脱了平面视觉束缚，使影视空间和现实空间更为接近，并且可以产生横越、环绕等多种运动方式，从而产生时空变换的感觉。

3.2立体眼镜

由于目前影院级别都采用的是需要戴眼镜的立体呈现方式，所以要想有比较好立体效果都需要佩戴立体眼镜，适合于观看柱面电影的柱面偏振光眼镜（即“立体眼镜”）。使观众看到的影片左眼和右眼的图像不同，这样反映到人脑中的影像就是3D立体影像，从而创造置身其中的立体视觉空间。

3.3 4D动感座椅

动感座椅根据影片的故事情节包含由计算机控制做出五种特技效果：分别是坠落、震动、喷风、喷水、拍腿。另再配以精心设计出烟雾、雨、光电、气泡、气味、布景、人物表演等等引入4D影视，从而调动了人的所有感知系统，使人真正走进影片情节。

3.4数字音响系统

4D动感影视采用高品质声音效果素材――多声道环绕声系统作为影院的音响系统。提供6.1甚至7.1声道系统从而增强环境声音效果。4D影院的多声道环绕声系统在设计和制作时充分考虑到柱面4D影院能够使3D物体产生环绕运动的特点，可以精确的对运动物体进行定位，使4D影视的声音也立体起来，形成真实的立体空间感。

4.4D电影的制作技术

最常见的电影4D效果，是用“光影分离技术”来实现的。它依赖于偏振光和滤光片，它和紫外线和红外线的识别完全不同，它是让每只眼睛只接收到一部分光，而滤掉另一部分。在以前拍摄的3D电影时，人们会在一个镜头前加一块水平方向的偏振片，只让水平方向振动的光透过；另一个镜头前加垂直方向的偏振片。再将这两个镜头并列，之间的距离和人眼之间距离差不多，就可以开始拍摄了。在播放时，让观众戴上带有偏振片的眼镜，偏振方向和摄像机偏振片的方向相同。这样，左眼的眼镜就会完全滤掉右侧摄像机拍摄的画面，而右眼的眼镜则滤掉左侧摄像机的画面。这种4D电影要求观众必须坐得笔直，才能最大程度的凸显三维效果。

光影分离技术是被动式的3D电影技术。也就是说，它不需要控制眼镜。色分技术也是这样。可能有些人还会对上世纪80年代的立体电影记忆犹新―――它的两片眼镜片颜色不同。如果不戴眼镜的话，这种电影投影出来像是印刷有偏差的彩色画册。戴上滤光眼镜之后，眼前就能出现色彩鲜艳的立体场景。它最大的弱点是容易引起视觉疲劳，已经淡出电影制作领域了。直到2007年，Dolby公司开发出Dolby3D系统，色分技术才重新热起来。借助放在放映机前的滤光片将投影机射出的光线分成红绿蓝三原色光，并分别投影到屏幕上。通过滤光眼镜来分别接收这些光谱的高频部分和低频部分，同样可以实现立体效果。该技术比传统色分技术好得多。最重要的是，放映机装上滤光片就可以放映3D电影，而取下滤光片，还可以放映传统电影。《阿凡达》首映礼上，采用的就是Dolby 3D+IMAX技术。

5.结语

“城市，让生活更美好”是2010年上海世博会的主题，更是未来发展的永恒主题。而在上海世博会熠熠生辉的数字技术，不但要服务上海世博会，同样要服务未来的城市和人类生活。目前的4D数字电影技术已经达到了较为成熟的阶段，至于哪种技术最后会成为主流，已经早已不是技术问题，而是另一个问题了。4D电影并非电影技术发展的唯一方向。例如“巨型超大银幕”IMAX屏的可视面积比普通电影屏大上10倍左右，且通过多种技术革新来保证在大屏幕上依然能获得清晰良好的视觉效果，更容易让观众产生身临其境之感。在经过30年的发展之后，IMAX屏幕可能成为人们观影的重要标准。这也是许多文章鼓励大家去看《阿凡达》、《龙腾》的原因。我们希望创新前沿的数字技术不但经受住世博会一百八十四天的考验，给人们带来新鲜美好的享受，更希望上海世博会数字技术的应用热潮永远能够延续，不断走进我们的生活，我国的战略性新兴产业能够借上海世博会的契机而快速腾飞。

【参考文献】

［1］刘达.数字电影技术标准及其战略研究[J].现代电视技术,2009,(06).

［2］吴昊.电脑三维技术在影视特技制作中的应用[J].科技创新导报,2008,(25).