虚拟现实的视觉盛宴

虚拟现实的视觉盛宴虚拟现实与电影技术什么是电电影？电影，也也称映画画。是由由活动照照相术和和幻灯放放映术结结合发展展起来的的一种现现代艺术术。是一一门可以以容纳文文学戏剧剧、摄影影、绘画画、音乐乐、舞蹈蹈等多种种艺术的的综合艺艺术，但但它又具具有独自自的艺术术特征。。电影在在艺术表表现力上上不但具具有其它它各种艺艺术的特特征，又又因可以以运用蒙蒙太奇这这种艺术术性极强强的电影影组接技技巧，具具有超越越其它一一切艺术术的表现现手段！！电影技术术早在1829年年，比利利时著名名物理学学家约瑟瑟夫普拉拉多发现现：当一一个物体体在人的的眼前消消失后，，该物体体的形象象还会在在人的视视网膜上上滞留一一段时间间，这一一发现，，被称之之为“视视象暂留留原理””。普拉拉多根据据此原理理于1832年年发明了了“诡盘盘”。““诡盘””能使被被描画在在锯齿形形的硬纸纸盘上的的画片因因运动而而活动起起来，而而且能使使视觉上上产生的的活动画画面分解解为各种种不同的的形象。。“诡盘盘”的出出现，标标志着电电影的发发明进入入到了科科学实验验阶段。。1834年，，美国人人霍尔纳纳的“活活动视盘盘”试验验成功；；1853年，，奥地利利的冯乌乌却梯奥奥斯将军军在上述述的发明明基础上上，运用用幻灯，，放映了了原始的的动画片片。电影的发发展史电影的诞诞生：1895年12月28日，法法国人卢卢米埃尔尔兄弟在在巴黎的的“大咖咖啡馆””第一次次用自己己发明的的放映摄摄影兼用用机放映映了《火火车到站站》影片片，标志志电影的的正式诞诞生。电影的三三大飞跃跃无声电影影向有声声电影的的飞跃黑白电影影向彩色色电影的的飞跃2D电影影向3D电影的的飞跃无声电影影的代表表卓别林大大师第一部真真正的三三色彩色色电影第一部3D电影影的诞生生1922年9月月27日日，哈利利-费尔尔奥和摄摄像师罗罗伯特--艾尔德德制作世世界上第第一部3D电影影《爱的的力量》》，采用用了红绿绿立体电电影模式式，在洛洛杉矶大大使饭店店戏院放放映的，，同样只只有一名名观众，，院线没没人愿买买。3D电影影史上的的里程碑碑：阿凡凡达为何是里里程碑？？我觉得意意义在于于它开拓拓了电影影制作的的新领域域。阿凡凡达不是是一部单单纯的3D电影影这么简简单，（（在以前前也就有有不少3D的电电影）它它运用了了许多的的最新的的电脑特特技、拍拍摄方法法、拍摄摄技术和和拍摄标标准。例例如人脸脸拍摄技技术，是是导演卡卡梅隆所所发明的的，这次次是首次次运用于于电影拍拍摄。电电影里面面的表情情是多么么的细致致、迫真真和流畅畅。当看看着人物物的眼神神时候，，你不会会想到，，这是个个动画，，而是会会把他当当成真正正存在的的。就是是《阿凡凡达》的的出现一一定会带带来电影影的标准准提高，，新拍摄摄技术的的革新以以及3D电影以以后将会会占有2D的市市场吧。。个人意意见而已已。3D电影影革命的的幕后推推手：虚虚拟现实实技术介绍虚拟拟现实技技术在3D电影影中的应应用要分分为以下下两个方方面：首先介绍绍3D电电影的显显示技术术其次介绍绍3D电电影的拍拍摄技术术3D显示示技术原原理人眼之所所以能看看到立体体的图像像，是由由于人的的双眼有有大约6~8厘厘米的距距离，因因此左右右眼各自自处在不不同的位位置，所所得得到到的画面面有一点点细微的的差异。。正是这这种视差差，使人人的大脑脑能将两两眼得到到的细微微差别的的图像进进行融合合，从而而在大脑脑中产生生有空间间感的立立体物体体。例子几种3D显示技技术色差式3D技术术最早出现现3D显显示技术术就是色色差式，，从技术术层面上上来看也也是最为为初级的的一种3D效果果显示方方法，这这种3D显示的的辅助设设备只需需购买一一付红青青（红淡淡蓝）色色差眼镜镜就可以以了。。成本也也最为低低廉。几种3D显示技技术色差式3D显可可以称为为分色立立体成像像技术，，是用两两台不同同视角上上拍摄的的影像分分别以两两种不同同的颜色色印制在在同一副副画面中中。用肉肉眼观看看的话会会呈现模模糊的重重影图像像，只有有通过过对应的的红蓝等等立体眼眼镜才可可以看到到立体效效果，就就是对色色彩进行行红色和和蓝色的的过滤，，红色的的影像通通过红色色镜片蓝蓝色通过过蓝色镜镜片，两两只眼睛睛看到的的不同影影像在大大脑中中重叠呈呈现出3D立体体效果。。色色差式式3D的的不足是是显示效效果有限限，3D效果体体验不足足但是其其低廉的的成本却却使很多多财力有有限的3D影片片爱好者者选择他他的一个个主要原原因。快门式3D技术术快门式3D技术术快门式3D技术术可以为为家庭用用户提供供高品质质的3D显示效效果，这这种技术术的实现现需要一一付主动动式LCD快门门眼镜，，交替左左眼和右右眼看到到的图象象以至于于你的大大脑将两两幅图像像融合合成一体体来实现现，从而而产生了了单幅图图像的3D深度度感。其其成本也也比色差差式3D显示技技术昂贵贵很多。。快门式3D技术术

快门式3D技术术的原里里是根据据人眼对对影像频频率的刷刷新时间间来实现现的，通通过提高高画面的的快速刷刷新率（（至少要要达到120Hz）左左眼和右右眼个60Hz的快速速刷新图图象才会会让人人对图象象不会产产生抖动动感，并并且保持持与2D视像相相同的帧帧数，观观众的两两只眼睛睛看到快快速切换换的不同同画面，，并且在在大脑中中产生错错觉，便便观看到到立体影影像。快快门式3D技术术的优势势是其3D效果果实现逼逼真，但但是由于于技术成成本的制制约其成成本也较较高，如如果是同同时约几几个朋友友来看3D电影影的话就就要每人人都有一一付这样样的眼镜镜，这就就需要要花很多多钱，如如果是每每人独自自观看的的话那互互动性就就差了。。偏光式3D技术术偏光式3D技术术目前普普遍用于于商业影影院和其其它高端端应用。。在技术术方式上上和快门门式是一一样的，，其不同同的是被被动接收收所以也也被称为为属于被被动式3D技术术，辅助助设备方方面的成成本较较低，但但对输出出设备的的要求较较高，所所以非常常适合商商业影院院等需要要众多观观众的场场所使用用。偏光式3D技术术光线偏振振系统一一般都应应用在商商业影院院，专业业术语称称为偏光光式3D也叫偏偏振式3D技术术，目前前在商用用方面采采用两种种显示方方式进行行3D效效果的实实现，在在IMAX3D播放放中使用用两台投投影设备备，两台台投影机机分别拥拥有自己己的偏振振滤波器器，分别别投射左左眼和右右眼图像像。另外外一种系系统，被被称为RealD，使使用一台台投影机机和一个个快速切切换的的单个偏偏振器来来完成同同样的事事情。这这种技术术是快速速切换左左眼和右右眼图象象，同时时进行顺顺时针180度度和逆时时针180度的的偏振方方向配合合左眼和和右眼的的图象的的变换而而切换换，此外外通过眼眼镜对光光线的过过滤只让让观看者者看到属属于不同同眼的图图象。此此外应用用于电视视行业的的偏光式式3D技技术则需需要画面面具有240Hz或者者480Hz以以上的刷刷新率率，其刷刷新频率率要高于于快门式式的两倍倍甚至四四倍。偏偏光式3D的优优势是可可获得更更为准确确的色彩彩，辅助助设备眼眼镜因为为没有电电子元件件所以也也非常便便宜，光光线偏振振系统的的价格却却不菲对对于家庭庭用户来来说实现现起来并并不容易易全真式由德国人人托马斯斯·侯亨亨赖克发发明的当当今世界界上唯一一成功的的全真立立体电视视技术，，这项立立体电视视技术与与全世界界原有各各制式电电视设备备兼容，，从电视视制作、、播出系系统，到到百姓家家的电视视机，均均无需增增添任何何设备和和投资，，只是在在拍摄立立体节目目时，在在摄像机机上加装装特殊装装置即可可。观众众收看节节目时，，只需戴戴上一付付特制的的三维眼眼镜即可可。眼镜镜成本低低廉，经经国家卫卫生部门门鉴定，，不会对对眼睛产产生副作作用。如如果不戴戴眼镜和和看普通通电视没没有区别别，目前前这样的的节目很很少，这这项技术术面临淘淘汰。现现在又有有部分数数字电视视节目又又有这种种节目了了。缺点点：节目目源少，，立体效效果并不不是非常常出色。。全息式这种还未未推广。。在各个个角度看看上去都都是立体体的，不不用立体体眼镜。。价格是是贵得出出奇，只只在科技技馆有展展示。3D电影影的技术术类型线偏振与与圆偏振振:

线偏振如果光波波只沿一一个方向向(南北北方向、、东西方方向或者者倾斜方方向)发发生偏振振,这种种偏振便便称为线线偏振。。线偏振振用于立立体电影影放映时时，观众众必须保保持头部部端正。。如果观观众头部部倾斜了了,线偏偏振眼镜镜的方位位发生了了变化,,就会发发生重影影现象,,但由由于线偏偏振眼镜镜价格低低廉，故故线偏振振仍不失失为一种种性价比比较高的的技术。。圆偏振如果在线线偏振的的基础上上,再使使光波的的振动方方向在一一个圆周周上旋转转,这种种偏振光光就成了了圆偏振振。圆偏偏振用于于立体电电影放映映,两束束光的偏偏振方向向分别为为一左一一右。观观众观看看时,可可以自由由地活动动头部,,不会因因为头部部的活动动而看到到重影。。【2】】圆偏振技技术已应应用于一一些数字字立体电电影系统统。例如如当今世世界上市市场占有有率最高高的RealD数字字立体电电影系统统便采用用了圆偏偏振技术术。InfitecTM技技术InfitecTM技技术是当当前一种种最新的的立体影影像技术术，其使用了了两种特特制的多多波长窄窄带通的的干涉滤滤光器。。滤光器器1和滤滤光器2都能透透过一部部分蓝光光、一部部分绿光光和一部部分红光光,但二二者各自自透过的的光谱段段相互又又不重叠叠，故其其依然是是全色的的。在双双机放映映的情况况下,如如果用具具备上述述特性的的滤光器器1和滤滤光器2分别遮遮挡左放放映机和和右放映映机的放放映光,,同时观观众左眼眼和右眼眼分别配配戴相应应的滤光光器,这这时观众众的左眼眼便只能能看到左左放映机机放映的的影像,,而右眼眼则只能能看到右右放映机机放映的的影像。。如果两两台放映映机分别别放映立立体电影影的左眼眼影像和和右眼影影像,观观众便可可获得全全色的立立体视觉觉效果。。XpanD/NuVision主动动式数字字立体电电影系统统XpanD/NuVision主动动式数字字立体电电影系统统2005年由由美国NuVision有限限责任公公司推出出，该系系统除一一台数字字电影放放映机外外,还包包括了3D电影影同步分分配模块块和3D电影红红外发射射器,观观众则需需佩戴3D电影影主动式式液晶同同步开关关眼镜。。红外发发射器负负责发射射940nm的红外外信号,,使液晶晶眼镜的的切换与与放映机机实现同同步。观观众配戴戴液晶同同步眼镜镜后,左左眼将只只能看到到放映电电影的左左眼影像像,右眼眼将只能能看到放放映电影影的右眼眼影像,,从而获获得3D的体验验。3D电影影的拍摄摄技术三维立体体影片((Stereoscopic3D)制作作流程与与传统平平面电影影制作不不同，大大致如下下图所示示：立体影片片制作与与平面影影片制作作不同，，它在前前期制作作的时候候必须有有立体图图形师((stereographer)创创建的深深度脚本本(depthscript)，，它与故故事板配配合以确确定后续续的Layout制作作并预览览立体效效果。这这一步对对与整个个影片的的立体效效果来说说显得至至关重要要。一方方面，它它帮助决决定了每每一个镜镜头的景景深度；；另一方方面，有有利于前前后镜头头间的深深度衔接接，确保保观众能能观看到到舒适的的画面。。按按传传统平面面影片制制作流程程走到2D故事事板环节节，则必必须使用用至少由由3个虚虚拟摄像像机的camerarig来制作作动画Layout。。其中位位于最中中央的摄摄像机为为观测摄摄像机，，其余的的为渲染染摄像机机用以渲渲染出左左右眼图图像。一一般使用用2个渲渲染摄像像机，Maya2009版本本内置了了这样一一套Camerarig。。这两个个摄像机机之间的的距离，，也就是是产生左左右两幅幅画面差差别的原原因，它它对于立立体效果果有最直直接的影影响。摄摄像机之之间的距距离值需需与深度度脚本相相适配以以产生舒舒适的立立体效果果。立体效果果对于各各个流程程都有严严格要求求1.动画画方面需需要注意意根据故故事情节节和深度度脚本密密切配合合，尤其其是出屏屏效果控控制；2.流流程走到到材质纹纹理环节节，则需需要3D纹理来来达到比比较令人人信服的的效果；；

3..特效方方面则必必须与灯灯光等配配合，在在渲染的的时候一一定要渲渲染出令令人满意意的体积积感；4.渲渲染方面面一般需需使用光光线追踪踪算法以以得到真真实的光光影效果果。5.如果果是三维维与实拍拍结合的的立体影影片，那那么最简简单的办办法是：：你可以以在现场场使用红红蓝眼镜镜来预览览你的立立体效果果，当然然，使用用立体监监视器最最好。如如果是纯纯三维立立体影片片你最好好输出视视频文件件并使用用投影设设备和立立体眼镜镜来进行行预览。。

6..立体效效果制定定非常关关键。长长期预览览观看立立体效果果会明显显导致眼眼睛疲劳劳，所以以制定立立体效果果最好是是在眼睛睛比较放放松的情情况下进进行，这这对于三三维与实实拍结合合的立体体影片显显得更加加重要。。立体影像像制作原原则人眼的双双视角立立体成像像原理决决定了我我们进行行立体制制作的时时候必须须遵守一一定的立立体制作作原则。。在使用用三维软软件(如如Maya,3DMax等)进进行立体体制作的的时候，，我们通通常使用用3台摄摄像机组组成的CameraRig进行制制作。首首先，，我们必必须要满满足一个个前提条条件：左左右图像像之间不不能存在在垂直的的偏差，，也就是是说同一一个目标标像素在在左右图图像中只只能是存存在水平平方向的的偏差。。因为我我们的眼眼睛无论论什么时时候都是是瞄准单单一目标标.CGI技技术CGI技技术，即即电脑生生成图像像技术（（Computer——GeneratedImaging）），简称称CGI，有人人把它称称之为““高宝真真”数码码技术。。其技术术过程是是通过电电脑将影影像分解解成像素素或直接接采用影影素信息息捕捉手手段由模模拟转向向数码，，在二度度创作中中生成你你所希望望的任何何物体。。一方面面CGI技术与与传统动动画相比比更具备备写实主主义风格格，它极极力追求求创造一一个完全全令人信信服的虚虚拟人物物形象或或事物；；另一方方面CGI技术术希望能能够比真真实更真真实，比比戏剧更更戏剧。。CGI技术不不仅用于于创造一一些奇幻幻的星球球或者超超现实的的未来城城市，同同时还期期望能获获得和照照片一样样逼真的的效果。。到现在，，CGI技术更更被广泛泛地运用用于动画画片的创创作中，，成为其其发展的的又一新新阶段。。动画片片创作历历经了手手绘动画画、计算算机辅助助动画、、计算机机生成动动画这三三个发展展阶段。。而计算算机生成成动画就就是我们们前面所所说的CGI技技术。从从20世世纪90年代以以来，每每年获得得奥斯卡卡最佳视视觉效果果奖的影影片没有有不采用用CGI技术的的。CGI技术术无需摄摄影机的的介入，，而是依依靠计算算机创造造出一种种“虚拟拟的现实实景象””，一种种亦真亦亦幻的三三维空间间。就是通过过将电脑脑动画与与数码加加强的现现实背景景相结合合，运用用CGI技术，，沃特..迪斯尼尼公司将将电影爱爱好带进进另一个个充满惊惊险刺激激的恐龙龙时代。。这部迪迪斯尼影影片公司司2000年巨巨作《恐恐龙》堪堪称好莱莱坞有史史以来最最具视觉觉震撼力力的电影影之一，，它的数数字特效效使观众众完全沉沉浸于亦亦真亦幻幻的奇妙妙世界之之中。全全片的1300个特效效镜头使使之成为为同类影影片中最最为复杂杂、最为为壮观的的一部。。本片中中共展示示了30多种史史前生物物，从12英寸寸长的小小型恐龙龙到120英尺尺高、100吨吨重的腕腕龙。除除视觉冲冲击外，，本片的的故事情情节也非非常引人人。《恐龙》》中每分分每秒每每个镜头头都和CGI扯扯上关系系﹐还要要加上实实景拍摄摄。由由十二寸寸长的蜥蜥蜴到长长一千二二百尺﹑﹑重一百百吨的腕腕龙﹐加加上超过过三十种种史前恐恐龙品种种﹐均会会透过一一千三百百个复杂杂的特技技镜头展展现在银银幕上。。实景景方面﹐﹐摄制组组花了十十八个月月时间﹐﹐走遍世世界各地地,如：：佛罗里里达州、、委内瑞瑞拉、澳澳大利亚亚、夏威威夷、洛洛杉矶、、加州的的死谷等等地寻找找合适的的外景。。然后再再扫描、、合成、、修饰，，创造出出白垩纪纪的景象象。为了了影片的的拍摄制制作，摄摄制组动动用了四四部广角角镜头摄摄像机。。采用了了三维分分镜头中中的数据据来控制制摄像机机。拍摄摄好的现现场俯视视画面会会再植入入到三维维场景中中去，这这样可以以帮助技技术导演演和动画画师将CGI造造型准确确地合成成进实拍拍的部分分中去。。为了将将人物和和地面结结合在一一起，动动画师有有时用二二维的方方法生成成阴影，，还使用用Rotoscope技术。。为了让让恐龙的的脚底看看上去像像走在铺铺满石头头的不平平的地面面上，技技术导演演通常用用变形的的方法，，有时如如果很困困难，干干脆将脚脚藏在石石头中；；当恐龙龙从地上上抬起脚脚时会露露出脚印印来，纹纹理绘画画师们就就要在沙沙地上加加上脚印印。为了了给角色色布置灯灯光，负负责灯光光的ChrisPeterson用迪斯斯尼的专专利工具具“LightTool””，效果果就好像像他们是是背景的的一部分分。真实感图图形生成成技术一、消隐二二、光照照模型三三、透透明处理理

四、、表面法法向量计计算五五、阴影影处理六六、纹纹理处理理

七、、光线跟跟踪算法法

八、、颜色模模型真实感图图形绘制制是计算算机图形形学的一一个重要要组成部部分，它它综合利利用数学学、物理理学、计计算机科科学和其其它科学学知识在在计算机机图形设设备上生生成彩色色照片那那样的真真实感图图形。近近几年来来，随着着多色彩彩高分辨辨率光栅栅图形设设备的普普及，真真实感图图形绘制制技术在在产品外外形设计计、建筑筑设计、、飞行训训练、战战斗模拟拟、分子子结构研研究、医医学、计计算机动动画以及及影视广广告等领领域得到到了广泛泛的应用用；在计算机机图形设设备上生生成连续续色调的的真实感感图形需需要完成成四个基基本的任任务：用数学的的方法建建立所构构造三维维场景的的几何描描述，并并将它们们输入至至计算机机。这部分工工作可由由三维几几何造型型系统来来完成；；将三维几几何描述述转换为为二维透透视图。。这可以通通过对场场景的透透视变换换来完成成；确定场景景中的所所有可见见面。这需要通通过消隐隐算法将将视域之之外或被被其它物物体遮挡挡的不可可见面消消去；根据光照照模型计计算可见见面投射射到观察察者眼中中的光亮亮度的大大小和色色彩组成成，并将它转转换成为为适合的的颜色值值，从而而确定投投影画面面上每一一象素的的颜色；；IMAX简介为了加强强电影的的视觉震震撼。在在IMAX之前前，出现现了两种种大画面面放映系系统：Cinemascope和VistaVision，这这两套系系统由于于各方面面的原因因，诸如如安装复复杂、操操作困难难、画面面质量不不稳定等等影响了了可观性性。因此此都没有有得到推推广，IMAX的三名名加拿大大发明者者（GraemeFerguson、RomanKroitor和RobertKerr）早先先也研究究与Cinemascope相仿的的多投影影机大银银幕放映映系统，，但他们们在1967年年蒙特利利尔世界界博览会会上的试试验不够够理想，，出现了了不