虚拟现实课程报告

1、温州大学课程报告课程名称：报告题目：虚拟现实在3D电影中的应用专业：计算机应用班级：10计研姓名： 学号：10110842197摘要虚拟现实技术在电影制作和放映过程中所取得的成就是举世瞩目的。我们在 观看电影是会发现：电影的特效越来越好，我们往往不能分清哪些画面是真实拍 摄的，哪些画面是电脑生成的。虚拟现实技术使得我们能够看到未来世界，看到 彪悍的终结者。可以游览神秘的地外星球和纳美人零距离接触，能够回到过去重 览气势恢宏的特洛伊战争。总之我们能够沉浸在虚拟现实为我们营造的世界中穿 越时空的界限。虚拟现实技术不但可以制作富有创造性的影视节目，也改变了影 视技术人员的工作方式；目前，虚拟现实主要

2、应用于体验电影、虚拟角色、虚拟 演播室、三维电脑特技等方面：随着虚拟现实逐渐克服人和信息处理系统问的隔 阂，银屏上的奇迹将越来越多。关键词：虚拟现实电影3D TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark9 o Current Document 第一节：电影发展的简介4 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 1.1电影定义：4 HYPERLINK l bookmark15 o Current Document 1.2黑白电影4 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 1.3彩色电影4

3、 HYPERLINK l bookmark21 o Current Document 1.4 3D 电影:4 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 第二节：3D电影的发展5 HYPERLINK l bookmark27 o Current Document 2.1 3D电影的原理5 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 2.2三种常见的3D电影技术5 HYPERLINK l bookmark33 o Current Document 3D电影的技术类型6 HYPERLINK l bookmark37 o

4、 Current Document 第三节：从电影阿凡达浅谈3D电影的拍摄与制作6 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 3.1阿凡达的拍摄技术6 HYPERLINK l bookmark43 o Current Document 3.2阿凡达的放映技术7 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document CGI技术介绍7第一节：电影发展的简介1.1电影定义：电影，也称映画。是由活动照相术和幻灯放映术结合发展起来的一种现代 艺术。是一门可以容纳文学戏剧、摄影、绘画、音乐、舞蹈等多种艺术的综合艺 术，但它又具有独自的

5、艺术特征。电影在艺术表现力上不但具有其它各种艺术的 特征，又因可以运用蒙太奇这种艺术性极强的电影组接技巧，具有超越其它一切 艺术的表现手段！1.2黑白电影：电影的诞生：1895年12月28日，法国人卢米埃尔兄弟在巴黎的“大咖啡馆”第一次用自己发明 的放映摄影兼用机放映了火车到站影片，标志电影的正式诞生。1.3彩色电影：第一部彩色电影：浮华世界1.4 3D电影：1922年9月27日，哈利-费尔奥和摄像师罗伯特-艾尔德制作世界上第一部3D 电影爱的力量，采用了红绿立体电影模式，在洛杉矶大使饭店戏院放映的， 同样只有一名观众，院线没人愿买。第二节：3D电影的发展2.1 3D电影的原理人眼之所以能看到

6、立体的图像，是由于人的双眼有大约68厘米的距离，因此 左右眼各自处在不同的位置，所得得到的画面有一点细微的差异。正是这种视差， 使人的大脑能将两眼得到的细微差别的图像进行融合，从而在大脑中产生有空间 感的立体物体。2.2三种常见的3D电影技术色差3D技术：最早出现3D显示技术就是色差式，从技术层面上来看也是最为初级的一种3D 效果显示方法，这种3D显示的辅助设备只需购买一付红青（红淡蓝）色差眼镜 就可 以了。成本也最为低廉。快门式3D技术：快门式3D技术可以为家庭用户提供高品质的3D显示效果，这种技术的实现需 要一付主动式LCD快门眼镜，交替左眼和右眼看到的图象以至于你的大脑将两幅 图 像融合

7、成一体来实现，从而产生了单幅图像的3D深度感。其成本也比色差式 3D显示技术昂贵很多。偏光式3D技术：偏光式3D技术目前普遍用于商业影院和其它高端应用。在技术方式上和快门 式是一样的，其不同的是被动接收所以也被称为属于被动式3D技术，辅助设备 方面的 成本较低，但对输出设备的要求较高，所以非常适合商业影院等需要众 多观众的场所使用。3D电影的技术类型线偏振与圆偏振:线偏振：如果光波只沿一个方向（南北方向、东西方向或者倾斜方向）发生偏 振，这种偏振便称为线偏振。线偏振用于立体电影放映时，观众必须保持头部端 正。如果观众头部倾斜了，线偏振眼镜的方位发生了变化，就会发生重影现象， 但由于线偏振眼镜价

8、格低廉，故线偏振仍不失为一种性价比较高的技术。圆偏振：如果在线偏振的基础上，再使光波的振动方向在一个圆周上旋转，这种 偏振光就成了圆偏振。圆偏振用于立体电影放映,两束光的偏振方向分别为一左 一右。观众观看时，可以自由地活动头部，不会因为头部的活动而看到重影。圆偏 振技术已应用于一些数字立体电影系统。例如当今世界上市场占有率最高的 Real D数字立体电影系统便采用了圆偏振技术。第三节：从电影阿凡达浅谈3D电影的拍摄与制作3.1阿凡达的拍摄技术（1）眼的双视角立体成像原理决定了我们进行立体制作的时候必须遵 守一定的立体制作原则。在使用三维软件（如Maya, 3D Max等）进行立体 制作的时候，

9、我们通常使用3台摄像机组成的Camera Rig进行制作。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。有效立体成像区域（Effective stereo zone,记为ESZ）(2 )虚拟摄像机技术：虚拟摄像机是阿凡达带来的另一个突破性技术。这种摄像机本身并没 有镜头，只有一个LCD显示屏和用来记录在一场戏中其相对于演员的定位 和朝向的标记器。定位信息随后被导入到特效转换器中处理，这个转换器 在第一时间将包括演员和潘多拉景物的对应

10、CG图像反馈到摄像机的屏幕 上。当身穿表演捕捉服的萨姆沃辛顿和佐伊萨尔达娜在灰色单调的木挡 板前表演时，卡梅隆在虚拟摄像机中看到的却是10英尺高蓝色皮肤的 Neytiri和Sully在潘多拉的雨林中第一次邂逅的画面。森林中的万物都 散发着光芒，热情的精灵们在潘多拉的大气中穿行。当Neyriti试探Sully 是不是能够被信赖时，无数精灵降落在Sully身上。3.2阿凡达的放映技术为了加强电影的视觉震撼。在IMAX之前，出现了两种大画面放映系统： Cinemascope和VistaVision，这两套系统由于各方面的原因，诸如安装复杂、 操作困难、画面质量不稳定等影响了可观性。因此都没有得到推广

11、，IMAX的三 名加拿大发明者(Graeme Ferguson、Roman Kroitor 和 Robert Kerr)早先也研 究与Cinemascope相仿的多投影机大银幕放映系统，但他们在1967年蒙特利尔 世界博览会上的试验不够理想，出现了不少技术问题，因而促使他们转向研发新 的单放映机、单摄影机式的大银幕放映系统。最终催生了 IMAX的问世。CGI技术介绍：CGI技术，即电脑生成图像技术(ComputerGenerated Imaging)，简称CGI， 有人把它称之为“高宝真”数码技术。其技术过程是通过电脑将影像分解成像素或 直接采用影素信息捕捉手段由模拟转向数码，在二度创作中生成

12、你所希望的任何 物体。一方面CGI技术与传统动画相比更具备写实主义风格，它极力追求创造一 个完全令人信服的虚拟人物形象或事物；另一方面CGI技术希望能够比真实更真 实，比戏剧更戏剧。CGI技术不仅用于创造一些奇幻的星球或者超现实的未来城 市，同时还期望能获得和照片一样逼真的效果。到现在，CGI技术更被广泛地运用于动画片的创作中，成为其发展的又一新阶 段。动画片创作历经了手绘动画、计算机辅助动画、计算机生成动画这三个发展 阶段。而计算机生成动画就是我们前面所说的CGI技术。从20世纪90年代以来， 每年获得奥斯卡最佳视觉效果奖的影片没有不采用CGI技术的。CGI技术无需摄 影机的介入，而是依靠计算机创造出一种“虚拟的现实景象”，一种亦真亦幻的三 维空间。就是通过将电脑动画与数码加强的现实背景相结合，运用CGI技术，沃特.迪 斯尼公