3D立体动画制作技术研究与探索

摘要：真正的3D立体图像与平面3D图像有着本质的区别，它是模拟人眼看世界的原理，利用各种方法让人的左右眼分别同时看到两幅有像差的图像，它可以使眼睛观感上看到的上下、左右、前后三维关系，这才是真正意义上的3D立体图像。

关键词：动画 3D立体 图像

中图分类号：TB877 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）10-0197-01

人类也一直追求能突破平面影像，尤其在虚拟现实中，为了能达到身历其境的真实感受，立体视觉绝对是必需的。所以，在立体影像工程方面，包括输入及输出，有很多技术需要去研究开发。目前应用在计算机上“3D”一词，主要是以“2D”影像加上渐层阴影、光线追踪等效果将真实的“3D”立体影像仿真计算投射于“2D”平面上。以下介绍之“3D”系利用模拟人眼左、右视角的平面影像经由计算机屏幕输出、再透过立体眼镜合成有深度的真实立体影像，称之为“Stereoscopic 3D”技术。

什么是3D电影国际上是以3D电影来表示立体电影。3D立体电影的制作有多种形式，其中较为广泛采用的是偏光眼镜法。它以人眼观察景物的方法，利用两台并列安置的电影摄影机，分别代表人的左、右眼，同步拍摄出两条略带水平视差的电影画面。

1、片源的获得方法及创作视觉原理

（1）片源的获得方法：1）电脑制作；2）立体拍摄；3）用转换软件转换。

首先，我们必须要满足一个前提条件：左右图像之间不能存在垂直的偏差，也就是说同一个目标像素在左右图像中只能是存在水平方向的偏差。因为我们的眼睛无论什么时候都是瞄准单一目标，左右图像才能被大脑识别处理成像。

（2）创作视觉原理：立体事发或立体图像利用人类双眼视觉的特点来创造深度感，使物体出现在电影屏幕的前面或后面。该技术为左右眼呈现两个略有不同的图像，然后由人脑自动把它们如何到一个视图中。图像中细微的左右差异创造了深度感，通过控制这种深度感，通过控制这种深度感从而发挥创意优势。这就是立体电影制作艺术的意义所在。观看3SD图像打破了这种后天的习惯性响应，是许多3SD引起的不适的根源。虽然大多数人可以适应聚焦与融合之间的突然差异，从而看到深度感，但有些人对它更为敏感，会迷失方向。不过，如果3SD材质的剪辑很差，就会在深度感方面给观众造成与我们的显示世界体验不一致的、意想不到的突然性屏幕变化，而且这种差异对所有人都非常明显。

2、再现立体影像的主要技术

以下是不同立体影像技术的比较，如表2-1：

3、实践以及体会

（1）立体效果制作实践过程：分镜--建模--材质--灯光--渲染--合成。

最终制作效果如下图3-1：

（2）制作体会或制作中的问题与注意事项：

1）困难与常犯的错误：

立体策划：过大的立体感不仅会影像观看，而且不适合大屏幕，不应为了突出立体感特意设计冲屏动作。

3D立体制作：摄影机的间距和夹角，某些材质渲染不稳定，双眼无法匹配。

立体合成：双眼匹配不准，镜头光晕的问题，运动模糊、景深模糊处理不当。

2）目前3D显示主要存在的问题和要做的研究有：①3D显示可能会使观看者身体不适，会影响人的身体健康。需要解决的是找到影响舒适度的物理原因。②用户看同样一个3D显示器时，他所处的位置不同、屏幕大小会影响观看效果和双眼视差。原因是立体影院显示系统和观看场所的设计没有统一标准。③立体影像存在畸变，缺乏真实深度感。原因是目前3D制作还缺乏必要的指导（包括实景拍摄或电脑制作）。

3）立体影像制作注意事项：①立体影片制作时应注意事项一：使用尽量大的屏幕尺寸屏幕尺寸越大，立体感越强，大尺寸的屏幕也有利于布置更丰富的场景。②立体影片制作时应注意事项二：为得到逼真的效果，所有的反射折射都应该使用光线跟踪算法计算；③立体影片制作时应注意事项三：避免画面中观众的主要关注对象被屏幕的边框裁切，这样会直接破坏立体感，同样会引起不适。④立体影片制作时应注意事项四：尽量使用真实的材质纹理，避免使用贴图。⑤立体影片制作时应注意事项五：由于没有真正完美的视差值，所有依靠主动的或被动的立体眼镜泄露的立体显示，都允许一个眼睛能看到另一个眼睛应该看的图像的部分画面，使用能接近你想要的立体感的尽量小的视差值；尽量避免使用高对比度图像。⑥立体影片制作时应注意事项六：同一镜头和前后两个镜头之间应该尽量使用同样的焦距。否则，将迫使观众不断调整眼球运动，容易引起眼睛疲劳和不适。

没有最好的立体影片，但有更好立体影片。立体影片制作一般需要在反复调整才能得到比较令人信服的效果。

4、结语

制作3D立体动画的是繁琐的工作，但是只要用心去做，没有什么做不好的事情。数字投影技术的进步以及由于其他娱乐技术的冲击造成今天我们对三维动画的研究。在将来对动画的研究中，我也会继续潜心研究动画前沿技术，跟上时代的步伐，将艺术与技术相结合，将它们融合到一起去，创造出更出色的作品。

参考文献

[1]布林克曼（作者），谢毓湘（译者），杨征（译者），《数字合成的科学与艺术》.北京：清华大学出版社.