立體照相

立體照相技術起源於19世紀30年代，Wheatstone於1838年發明了立體鏡。立體鏡由兩面彼此垂直的鏡子所組成，左右照片分別放置在照片的夾具上，轉動遊戲桿將照片調整至適當位置即可看到立體影像。

基本介紹

• 中文名：立體照相
• 外文名：hologram
• 起源於：19世紀30年代
• 發明者：Wheatstone
• 組成：兩面彼此垂直的鏡子
• 學科：電子工程、工程

簡介

立體相機是進行立體成像的關鍵組成部分。由於在日常生活中很難接觸到，一般人可能會對立體相機感覺比較陌生，但事實上這項技術已經誕生很久了。早在古希臘時代，歐幾里德就已經發現，人們左右眼所看到的景物是不同的，這也是人們能夠洞察立體空間的主要原因，用現代術語就是雙眼視差(binocular parallax)，這也是立體影像的基本原理。

早期的立體成像技術主要依靠傳統照相機來拍取一組立體照片，並且透過立體鏡來重現立體影像。由於傳統立體照相製作繁瑣、不易流通等因素，僅限於專業攝影及少數特殊的領域，無法像傳統的平面照相一樣深入各層面。隨著科學技術的突飛猛進和CCD數位相機的出現，立體影像的技術與套用有了突破性發展。

近來，虛擬實境成為計算機界的熱門話題之一。如眾所皆知，擬實境裡最重要的技術不外是立體影像製作與重現。跟據製作過程的不同，立體影像可大概分成繪圖式的立體影像及實物式的立體影像兩大類。繪圖式的立體影像是利用計算機繪圖來製作 3d 景物，而這計算機繪圖的技術也就被稱為 3d 繪圖 (3d graphics)。3d 繪圖技術的開山祖師是surtherland，1962 年當他還是麻省理工學院的研究生時，開創了這門影想響後來至巨的 3d 繪圖技術。今天，我們能夠帶上頭盔或 3d 眼鏡來暢遊繪圖式的虛擬實境，都是拜 surtherland 之賜相對於只有三十多年歷史的繪圖式立體影像，實物式的立體影像的存在已超過一百五十年。歷史雖然攸久，但卻少為人所知甚是遺憾。基本上，早期的實物式的立體影像，是利用傳統的照相機來拍取一組立體照片，並且透過立體鏡來重現立體影像，此技術一直延用至今 ( 一般稱為 傳統立體照相 )。由於學習不易、製作繁瑣、不易流通等因素，一百五十多年年來，傳統立體照相的套用僅止於專業攝影及少數特殊的領域，無法如傳統的平面照相深入各層面，普遍套用於日常生活當中，換句話說傳統立體照相無法商業化。但隨著計算機科技的飛躍進步，配合數字相機 (digital camera) 的使用，實物式立體影像的技術與套用有突破性的發展。今天，利用數字相機的任何使用者，無論有無拍攝立體照片的經驗，皆可輕易地在數分鐘之內完成一張立體照片，並在計算機銀幕上觀看到徐徐如生的立體影像 ( 敝公司稱其為數字立體照相 )。更重要的是，這些立體影像可藉由光碟及網際網路大量散播在世界各角落，其商業契機無可限量。

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歷史

立體照相的起源

立體照相的技術起源於十九世紀的三十年代 ， 首先由英國的 wheatstone 著手研究人的視覺 ， 並於 1838 年發明了立體鏡 (stereo scope， 圖 1)。立體鏡是由兩面彼此垂直的鏡子所組成 ， 左右照片個別放置在照片的夾具上 ， 轉動遊戲桿將照片調整至適當位置即可看到立體影像 。 1839 年 ， daguerre 發明銀鹽版照相法 ， 不但墊定了照相的基礎 ， 同時也帶動立體照相的蓬勃發展 。 1849 年 ， david brewster 以凸透鏡取代立體鏡中的鏡子， 發明了改良型的立體鏡 ， 此改良型的立體鏡即成為今日的看片器 (viewer， 圖 2) 的始祖 。

圖1

圖1

圖2

圖2

發展歷程

1839年，Daguerre發明了銀鹽版照相法，不但奠定了照相的基礎，同時也帶動了立體照相的蓬勃發展。

1849年，David Brewster以凸透鏡取代立體鏡中的鏡子，發明了改良型的立體鏡。

立體照相的拍攝

簡單地說，立體照片的拍攝和傳統的照相無所差異，只不過對於一張的立體照片而言，必須拍攝一組兩張具有視差效果 (binocular parallax effect) 的照片。

立體照相的拍攝可分為靜態景物及動態景物的拍攝 。。對於靜態景物的拍攝，你只要用一部照相機，先在某一個位置角度先拍一張照片，然後平行移動照相機數公分再拍一張，這樣你就得到了一組具有視差的立體照片。對於動態景物的拍攝 ， 則須利用特殊的立體相機 ( 雙鏡頭 )， 或者用兩部照相機 ( 同時按快門 )， 一次同時拍攝兩張照片 。

立體相機的典型套用

CCD（Charge-Coupled Device，電荷耦合器件）是可用於立體相機的一種重要組成部分。它一種光敏半導體器件，其上的感光單元將接收到的光線轉換為電荷量，而且電荷量大小與入射光的強度成正比。這樣，矩陣排列的感光單元構成的面陣CCD便可感測圖像。CCD現在被廣泛套用於數位相機和數碼攝像機中，同時也在天文望遠鏡、掃瞄器和條形碼讀取器中有套用。

嫦娥一號所使用的CCD立體相機在研製中採用了許多創新技術，如首次提出採用一個大視場光學系統和一片大面陣CCD晶片。它用一台相機取代三台相機，能夠實現拍攝物的三維立體成像。立體相機在工作時，採集CCD的輸出，分別獲取前視、正視、後視圖像，隨後進行處理，形成立體圖像。CCD立體相機以自推掃模式工作，為了重構月表立體影像的需要，在設計上做了特殊處理。

衛星在飛行時，CCD立體相機沿飛行方向對月表目標進行推掃，可以得到月表目標三個不同角度的圖像。由於立體相機固定在衛星上不能自由轉動，所以它只是隨衛星與月球間的相對運動而移動，對月球表面進行掃描。這台CCD立體相機還以設備的小型化和輕量化提高了對空間環境的適應能力，它降低了有效載荷的重量，這使得火箭的發射能力、衛星的體積和重量及其他配套設施的改造等一系列技術問題的實現難度得以降低。

立體相機的現代發展套用

眾邦3D立體實拍機是目前國際最先進的立體影像拍攝設備，運用3D立體實拍機連線普通數位相機加上一次拍攝多張角度不同的照片，經過專業的合成技術合成輸出裝裱後，就成了一幅栩栩如生的立體攝影像。它的特點是焦點物體圓潤厚實、立體感強、活靈活現；與多鏡頭光學立體攝影比相，它具有成本低，效果好，操作簡便，成品率高，減少了製作環節。影樓、運用攝影的朋友只要掌握了3D立體實拍攝影製作技術，就可以製作出栩栩如生的三維立體畫面。3D立體實拍機攝影技術的引進，為立體婚紗攝影、景區留念立體攝影提供了最佳的技術解決方案，必將引起攝影業的技術性革命。掌握了這項技術，就掌握了立體婚紗攝影的真諦，可以在同行競爭中脫穎而出。