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立体成像技术详解与4D影院普及
[导读] 人类眼睛相距6～7 cm, 有一定距离, 所以在观察一个三维物体时, 因为两眼水平分开在两个不一样位置上, 所观察到物体图像是不一样, 它们之间存在着一个像差, 因为这个像 差存在, 经过人类大脑, 我们能够感到一个三维世界深度立体改变, 这就是所谓立体视觉原理。
关键词: 立体成像技术投影技术
立体成像技术介绍
立体成像原理
人类眼睛相距6～7 cm, 有一定距离, 所以在观察一个三维物体时, 因为两眼水平分开在两个不一样位置上, 所观察到物体图像是不一样, 它们之间存在着一个像差, 因为这个像 差存在, 经过人类大脑, 我们能够感到一个三维世界深度立体改变, 这就是所谓立体视觉原理。据立体视觉原理, 假如我们能够让我们左右眼分别看到两 幅在不一样位置拍摄图像, 我们应该能够从这两幅图像感受到一个立体三维空间。以前面分析中我们能够知道不一样观察角度将能够看到不一样图像。因假如我 们将光栅垂直于两眼放置, 因为两眼对光栅观察角度不一样, 所以两眼会看到两个不一样图像, 从而产生立体感。常为了取得愈加好立体效果我不单单以两幅图像制 作, 而是用一组序列立体图像去组成, 在这么情况下, 依据观察位置不一样, 只要同时看到这个序列中两副图像, 即可感受到三维立体效果。
这种模式下, 在屏幕上显示图像将先由驱动程序进行颜色过滤。渲染给左眼场景会被过滤掉红色光, 渲染给右眼场景将被过滤掉青色光（红色光补色光, 绿 光加蓝光）。然后观看者使用一个双色眼镜, 这么左眼只能看见左眼图像, 右眼只能看见右眼图像, 物体正确色彩将由大脑合成。这是成本最低方案, 但一 般只适合于观看无色线框场景, 对于其它显示场景, 因为丢失了颜色信息可能会造成观看者不适。这种立体方法在高端应用中已经淘汰了。 红绿、 红兰眼镜, 已基础淘汰
主动式立体成像技术
主动立体显示就是用一个投影机投射图像, 某瞬间投射左眼看到信号, 下个瞬间投射右眼看到信号。当投射左眼信号瞬间, 从工作站发出一个控制信号去控制 主动立体眼镜左镜片, 使它打开, 这个时候右眼镜片关闭; 反之, 当投射右眼图像时候, 左眼镜片是关闭。总而言之, 主动立体眼镜是被控制。任何品牌 和型号投影机, 假如能做主动立体显示, 输出光线利用率一定低于16%。因为: 投影机做立体图象显示时, 输出左右图像实际亮度为标称立体亮度值（投 影机说明书标称）45%（理想值为50%）, 光线经过液晶立体眼镜片后亮度最少要降低65%, 所以剩下亮度为45%*35% 《 16%）。假如亮度原因尤其关键, 用低亮度投影机做主动立体显示时效果不能令人满意。比如亮度为4000 流明投影机, 实际主动立体亮度只有为640 流明, 比一般电影院亮度（800 流明）还低。假如应用要求环境比较亮, 这种指标是不行。
主动式立体投影, 光线利用率仅为16%
优点:
1. 投影机数量少。
2. 系统结构简练。
缺点:
1. 眼镜成本高。每副眼镜需要500元左右, 且易人为损坏。
2. 观看者感觉不舒适。因为采取了液晶片, 造成整个立体眼镜沉重;同时左右眼镜片快速开、 关, （60HZ/S）时间久了会造成目眩。
3. 光利用率太低, 只有16%。
4. 对图形发生主机要求高。
被动式立体成像技术
被动立体技术是将影象信号输出到信号分转设备用, 然后接到两台垂直叠加投影机, 用两台投影机同时投射一 幅影象, 一台投影机投右眼影象, 一台投影机投左眼影象, 两台投影机采取不一样极化方向, 再经过被动立体眼镜左右眼圆周偏振极化镜片实现立体投影效果。该 立体投影方法是现在效果最好立体投影技术, 投影光通效率很高, 可达成50%左右。同时因没有左右眼影象往返切换, 所以不存在主动立体投影中让人眩晕 问题, 适合长时间观看, 立体眼镜价格很廉价, 重量较轻, 长时间戴也不会有疲惫感觉。因不需要与红外发射装置同时, 所以使用者可随意走动, 灵活性很 高, 被动立体已成为立体投影主流技术。
偏振立体眼镜, 轻便简练
优点:
1. 眼镜成本低, 易于维护。
2. 光利用率高, 约为38％。
3. 对图形发生主机要求低。
缺点:
1. 投影机数量比主动式多一倍。
2. 系统结构略为复杂。
偏振技术介绍
被动立体是经过光偏振来实现。光偏振有内部和外部两种实现方法。线性偏振是早期时采取被动式立体处理方法, 其原理是将投影机发出关分别沿着X 和 Y 轴偏振, 然后和立体眼镜X 、 Y 方向光栅相吻合, 从而实现立体图像。这种方法最大缺点就是偏振片方向不动, 光只能以固定角度传输, 所以观看者头部不能偏移, 视角很小, 所以现在已被 淘汰。
圆周偏振是多年来巴可企业专利发明出一个新偏振方法。其原理是其原理是: 光线传输时, 垂直传输方向360 度都有光波震荡传输。光偏振实际上是利用某一特定方向光波进行显示原理。圆周偏振技术原理是光偏振方向可旋转改变, 左右眼看到光线旋转方向 相反。基于圆周偏振技术, 观察者头部能够自由活动, 因为光线方向改变不影响显示。
利用偏振片只过滤特定光线原理实现被动式立体投影
4D 影院是在3D立体电影基础上加环境特效模拟仿真而组成新型影视产品。所谓4D电影, 也叫四维电影; 即三维立体电影和周围环境模拟组成四维空间。观众 在看立体电影时, 顺着影视内容改变, 可实时感受到风暴、 雷电、 下雨、 撞击、 喷洒水雾、 拍腿等身边所发生与立体影象对应事件, 4D座椅含有喷水、 喷 气、 振动、 扫腿等功效, 以气动为动力。环境模拟仿真是指影院内安装有下雪、 下雨、 闪电、 烟雾等特效设备, 营造一个与影片内容相一致环境。以上两类电影 都有身临其境, 惊险刺激效果。这两项电影现有共性, 也有个性。身临其镜、 惊险刺激、 感受科技是它们共性; 一个是在运动中感受刺激、 一个是在视觉中感受 刺激, 这是它们个性。
众所周知, 3D影院（通常称为立体电影）已经含有几十年历史。多年来, 伴随影娱乐技术发展和娱乐市场需 求, 大家不仅将震动、 坠落、 吹风、 喷水、 挠痒等特技引入3D影院, 而且还依据影片清洁精心设计出烟雾、 雨、 光电、 气泡、 气味、 布景、 人物演出等效果, 形 成了一个独特演出形式, 这就是当今十分流行动感4D影院。
因为动感4D影院中电影情节结合多种特技效果发展, 所以观众在观看4D影片时能够取得视觉、 听觉、 触觉、 嗅觉等全方位感受。
今年来动感4D影院发展非常迅猛, 动感4D影院表现形式也依据大家不停提升娱乐需求有了很大发展, 现在平面银幕方法动感4D影院正受到环幕方法 冲击, 而新型特技座椅配合动感平台, 又使动感4D影院进入了一个崭新阶段。在进入二十一世纪后, 大直径、 多画面环幕动感4D影院逐步成为主流。尤其是 环幕银幕动感4D影院出现, 多种动感平台, 旋转平台, 轨道车也依据剧情进入影院, 成为当今发展最为迅猛动感4D影院类型。生机勃勃4D影院将为观众 带来更新娱乐感受。
Power film 动感4D影院系统依据银幕形式分为平面银幕4D影院和环幕银幕4D影院两个系列（简称为平面系列和环幕系列, 或称为P系列和H系列）, 每个系列都有电影和投影两种类型。
动感4D影院银幕结构
Power film 动感4D影院银幕分为平面和环幕两种类型。平面动感4D影院采取同时播放方法, 银幕高宽百分比为16:9或者4:3。环幕银幕针对环幕4D影院, 其银幕 大小尺寸取决于环幕银幕度数与直径。中视京诚Power film系列环幕动感4D影院影像拼接为无缝拼接方法, 银幕采取含有偏振光保护作用金属硬幕。
动感4D座椅
特技座椅是Power film 动感4D影院系统中非常关键组成部分。Power film 动感 4D影院系统中特技座椅针对自然界中风、 水等效果以及生活中比较常见震动、 坠落等运动进行模拟, 这些特技经过特技控制系统, 与影片中情节进行配 合, 使观众在观看影片时有身临其境感受。Power film 动感 4D特技座椅共包含五种特技, 它们分别是坠落、 震动、 喷风、 喷水、 拍腿。特技座椅多种特技开启由计算机控制, 用户能够依据影片剧情需要, 灵活改变特 技控制时序以及特技演出时间长度, 以适配不一样视觉效果和感官效果
五种特技功效描述以下:
摇摆 座椅能够进行左右前后上下6个方向移动并产生摇摆功效
震动坠落 座椅能够在垂直方向上产生4厘米坠落, 坠落完成时间为0.5秒。座椅坠落恢复由控制系统自动完成。坠落功效是Power film 动感 4D影院特技座椅独特功效。
喷水 喷水特效能够在要求时间内从观众前方快速喷水。喷水时间、 方向、 出水量均能够依据剧情需要进行调整。
吹风 吹风特技关键用于模拟影片中风。模拟风采取压缩气体方法, 从观众前方吹出。
扫腿 拍腿特技是大多数4D影院都有特技效果。拍腿特技通常见于模拟脚下老鼠、 蛇、 狗、 猫等动物经过观众腿边效果。HYTCH特技座椅下部靠近脚跟 部地方安装了四条能够自由摆动气管, 这些气管在不需要时收缩在座椅内部, 在需要时自动伸到座椅外部, 并同时产生不规则摆动效果。Power film 动感 4D影院中特技座椅因为采取四条气管, 所以产生效果比较强烈。
Power film 动感 4D影院特技座椅为两个人一组, 上述座椅经过组合, 基础能够满足影院多种需要
特效控制箱
特效控制箱是动感4D影院特效系统运行控制中心, 它上与影院总控系统连接, 下与各个特效机构相连, 在总控系统协调下控制和驱动多种机构与影片同时运作。每个4D影院最少配置一套特效箱。
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