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1、 立体摄影透视学原理探讨帖图1.单眼水平视角图如图所示：人单眼的水平视角最大可达 156度，双眼的水平视角最大可达 188度。人两眼重合视域为124度，单眼舒适视域为60度。什么意思呢？1. 人眼其实观看到的并不仅仅是一个具有重合视角的平面，而是一个超过 180度鱼眼镜头的188度环形平面，类似丁近期比较流行的环形电影屏幕。2. 人两眼重合视域有124度。也就是说在人眼观看到的范围内，只有这 124 度视角内的物体才有立体感。换句话说只有这124度两眼重合视域内观看到的物 体截面，超过了 180度，以至丁形成了立体感。3. 单眼舒适视域为60度。是讲只有这单眼的60度范围内的物体，人们才能 够
2、看活楚，人眼才能够聚焦。单眼剩余这 96度(156-60=96)的视域，我们一般 俗称为“余光”，其实是人眼并不敏感的范围，也就是无法看活楚的。当然我们所需要研究的是双眼所呈现的立体视觉，以上这部分仅作陈述基础知识，下面部分开始立体视觉透视的探索这里我以6厘米的瞳距为例，画了这张双眼水平视角图。用photoshop做了 一下修改，不同视角的不同区域均用不同颜色填充， 因为都设定了 30%勺透明度, 所以重合的区域可以很直观地看到。1. 我用大写英文字母标明了不同的区域：D和E分别为左右眼的156度视角;B和C为左右眼60度舒适视域；A区为左右眼60度舒适视域重合部分。2. 用小写英文字母在视线
3、的各个末端进行了标注，这样在说明某个特定视角 时会比较方便。例如：/ dxg为D区、Z cyg为D和E的重合部分。很直观的图表，我门可以看到：1. Zxyz实际上就是被鼻子挡住的位置，图2全部白色的范围实际上就是人 眼的盲区，除了可以看到自己的鼻子和眼眶。2. 实际上只有/ cyg这个范围内观看到的事物才有立体感。3. 人单眼的舒适视域只有60度，也就是说观看到的物体和拍摄的照片以 60度为最佳；立体摄影最大范围为单眼 124度【（156-90-4 ） X 2】，即为双镜头 视线水平，双倍的视线到两眼内侧的角度，也就是Zixg和Z czj。4. 先说60度舒适视角的立体成像。可以看到线 bf为
4、我们以60度视角的镜 头拍摄并合成的立体照片。其中bk和lf两部分为未重合的二维部分，kl为重 合的三维部分。相信大多数朋友拍摄立体摄影和立体视频时都会发现这个问题。 而拍摄的画面到底有多少范围是没有立体感的二维平面呢？如图我们可以看到，就 只有被摄物体水平面的12厘米（6cmX2）。那么我们6厘米的瞳距，1 米的物距，拍摄出来的立体照片有白分之多少的立体部分呢？经计算得出为 89.6%, 2米为94.8%, 3米为96.5%,依此类推应该说被摄物体超过 3米后，拍 摄出的二维部分基本上可以忽略不计了。5. 到这里我们就可以说明一个问题， 就是立体摄影标准的拍摄距离。还是看 图吧，很直观：两支
5、镜头的光圈孔距为 6厘米；单眼拍摄视角为60度，也就是 35mnH幅镜头的约31m顽距；最近拍摄距离要大于线 wo的距离，计算后得出 5.5厘米。6. 如果超过6厘米的镜头光圈孔距怎么办，像我的两台单反使得镜头光圈 孔距达到15厘米？还是要计算一下，15厘米的瞳距,1米的物距，拍摄出来的 立 体照片中立体部分的白分比为 （1X 0.5774X 2 -0.15 X 2 ） - 1X 0.5774X2 =74%其中0.5774为30度角的正切值。2米为87%,3米为91.3%,4米为93.5%, 5米为94.8%, 6米为95.7%,依此类推应该说被摄物体超过 6米后，拍摄出的二 维部分也可以忽略
6、不计 了。那么就可以说，镜头光圈孔距增大后仅对近距离的 被摄物体产生影响，当最近的物体超过3-6米后，近距离的物体变形基本上可以 忽略。因为是以60度的人 眼舒适视域进行的计算，即便是光圈孔距达到15厘米，物距小于3米，所产生的透视变化仍然在人眼立体成像总视域的124度范围之内。（示例1）大家可以根据自己的实际情况计算一下立体成像占全画面的白分比，一般达到九成后眼睛观看就不会累了。套用这个公式（单位为米）：（最近物距X镜头视角一半的正切值X 2 -镜头光圈孔距X 2 ） +最近物距X镜头视角一半的正切 值X 2 =白分比示例1:图为所用器材：双D300+17-55+K平仪、金钟双机云台板、三脚
7、架图b.DX画幅20mn距，相当丁 35mnffl幅的31mn距，视角约为60度；双机 平行拍摄，最近物体1米左右。图a.DX画幅20mn距，相当丁 35mnffl幅的31mn距，视角约为60度；双机 平行拍摄，最近物体3米左右。a b两图均为直接合成的红蓝立体照片，未调整画面重合位置。前面我们说 到立体摄影拍摄距离的问题，笔者使用镜头光圈孔距为15厘米的相机进行拍摄， 1米的物距只有七成多的立体成像范围，而超过 3米后达到九成以上的立体成 像范围。从小图我们就可以看到，b图比a图观看起来更加费力且透形变明显， 因为越短的物 距，被摄物体所呈现出来的角度越大，双眼合焦就越困难。通常 平面立体成
8、像观看到的视角为大丁 180度，小丁 304度=360-180-180-(180-156+4+90) X 2。图a观看起来很轻松，因为是在舒适视域和舒适视距 的范围内拍摄的。大家可以下载看一下原图，放大到100次寸的时候，仍然可以局部观看a图，但是b图就不可以了，视角变形过大。人类是通过左眼和右眼所看到的物体的细微差异来获得立体感的，要从一幅平面的图像中获得立体感，那么这幅平面的图像中就必须包含具有一定视差的两幅图像的信息，再通过适当的方法和工具分别传送到我们的左右眼睛。那么一幅红蓝立体图是如何包含两幅图像信息,红蓝眼镜又是如何将它们分别传送到我们的 左右眼睛呢？如果你在Photoshop中打
9、开一幅图像，在图像中移动鼠标，就会在右侧的信息板中看到其中 的RGB数值在不断的变化，实际上图像中的任何一个象素的颜色都可以由一组RGB值来记录和表达，图像上所有的颜色，都是由这些红绿蓝三种色按照不同的比例混合而成，这红色绿色蓝色又称为三原色，三原色中任何一色都不能用其余两种色彩合成。RGB的所谓多少”就是指亮度，通常情况下，RGB各有256级亮度，用数字从 0、1、2直到255来表示。按照计算，256级的RGB色彩总共 能组合出约1678万种色彩，即256X 256X 256 =16777216。通常简称为 24位色。纯黑的 RGB值0,0,0 ;纯白的 RGB值是255,255,255;纯
10、 红的RGB值是255,0,0。纯绿的 RGB值是0,255,0;纯蓝的 RGB值是0,0,255;纯黄的 RGB数 值是255,255,0,可以看出：纯黄色=纯红色+纯绿色，根据互补色原理，补色指完全不含 另一种颜色，红和绿混合成黄色，因为完全不含蓝色，所以黄色就是蓝色的补色。我们可以通过计算来确定任意一个颜色的互补色：首先取得这个颜色的RGB数值，再用255分别减去现有的 RGB值即可。比如黄色 的 RGB值 是 255,255,0 ,那 么通过 计算： r(255-255),g(255-255),b(255-0)，互补色为：0,0,255。正是蓝色；红色的互补色 为青色，红 色的RGB值
11、是(0-255),0,0 ;而青色的RGB值是0,(0-255),(0-255),由于它们不含有对方的颜 色，利用这个特 点，我们用红色来保存一幅图像的信息，而用青色来保存另一幅图像的信 息，这样就完全可以用一幅图像来包含两幅图像的信息了。我们可以用一个公式来表达；第一幅图像RGB1=R1,G1,B 1第二幅图像 RGB2=R2,G2,B冶成后的立体图像 RGB12=R1,G2,B减RGB21=R2,G1,B1从公式RGB12=R1,G2,B2中可以看出，合 成后的立体图像实际上包含了第一幅图像的红色 RGB=R1,0,0和第二幅图像的青色RGB=0,R2,B2接下来的问题就是怎样保证我们的左
12、右眼分别只看到一幅图像，研究一下立体眼镜，红色眼镜片的RGB值是255,0,0;青色眼镜片的 RGB值是0,255,255 ,因为只有红色才能透过红色 眼镜片，传送到我们左眼的图像的RGB红=R1,0,0;因为只有青色才能透过青色眼睛片，传送到我们右眼 的图像的RGB青=0,R2,B2。这样包含在一幅红蓝 立体图中的两幅图像的信息 就被分别传送到了我们的左右眼睛。普通相机如何拍摄立体照片？我们拍摄 立体照片,就是在模仿自己的眼睛。立体照相机有2个镜头就像我们有 2只眼睛一样，每次拍摄都会得到两张不同视角的照片,构成一组立体照片。但我们生活中只有普通相 机，普通相机只有一个镜头也就是一只眼睛，那
13、么怎样才能用普通相机去拍摄立体照片呢？其实很简单，普通相机不能一次拍摄两张照片，但我们可以分别两次拍摄。先把相机作为左眼拍摄一次，再把相机向右移动后作为右眼去拍摄一次。就像独眼人”移动着脑袋寻找 立体感”，用普通相机移动着拍摄两次，也能得到两张不同视角的照片，构成一组立体照片。在拍摄完成后，我们要用两只”眼睛去观看 立体照片组”、两只眼睛去还原立体感。要让大脑同时接受到两个不同画面的刺激从而获得立体感。必须用两只眼睛同时去看照片才能有立体感，而这一点是独眼人无法做到的。这是真正的立体感，是完全不同于独眼人的所谓立体感”的。普通相机怎么样拍摄一对恰当的立体照片？首先我们先重温一下正常视力的人在日
14、常生活中阅读的状态。刊物距离人眼大约30cm ,左右眼形成的夹角约为 12度。在这个状态下眼睛不易疲劳，视野明晰，看得真切、感觉也 舒适。在这个舒服的位置左右眼睛的视角差最大，所以这个时候的立体感也最强。人们看景物的时候，景物越远左右眼睛的夹角就越小，视角差越小，立体感就越弱。（例如：我们明明知道太阳、月亮是立体的圆球，但我们却无法看出它的立体感来，老觉得它们都是圆盘 而不是圆球。那是因为它们离我们实在太远了视角差几乎是零。）反之景物越近左右眼睛的夹角越大，视角差越大，立体感就越强。但是这里要注意：景物如果过分近、过分小于30cm,眼睛夹角就太大了、就会成为斗鸡眼”，这个时候人们就头晕眼花，甚
15、至连东西都看不清了，就别谈什么强烈的立体感了。拍摄过程其实很简单，对着景物先拍摄一张，不改动相机的设置、不要侧歪相机、水平 移动一点再拍一张即可。问题是移动多少才合适？这里就要再说一些夹角的问题，如例图，左机位->景物-> 右机位 这三者之间的夹角要在 0到12度之间。在这个范围内移动都能拍 到立体组图。只不过是立体感的强弱问题而已。具体来说：要微距拍摄昆虫花卉就只需移动几毫米，要拍摄居家生活就移动十多厘米，如果要拍摄山川风景就要移动好几步。总之掌握在12度之内就行，多练习拍几张就完全能够熟练掌握庶邮：机蒯M瓶30CM脓椭曜危明银窍 大解理衣趾2此椅H 2视！ 秋艘巾friW砒嗯名
16、M*顿 找金利 AM睡tiM甜姒状顼弟甄心啊魅土孙的找， WWI料k蜘孟毓如临坤, 射曲曙姓财椭胶蚀抽.时麻号赧邪.Irmi却件於融射，即*烈愤昨IM卜勤鼓靴平胡X1HT M危林UHMJU神的中耕， /"岬醇了上鞭01为什么拍摄时的机位移动角度非要限制在12度之内？原因是这样的，我们拍摄 立体照片本 身就是模仿眼睛在看景物, 拍摄要符合眼睛的习惯。 长久以来人类已经习惯了12度之内的视角差，12度之内的图像的差别，经过我们大脑的运算就能够关联起 来，虽然左右眼睛看到的影像有差别，但是大脑能够识别到我们左右眼睛 是在看同一个物体，而且正是由于这种图像的差别使得我们大脑产生立体空间的感觉
17、。如果拍摄的时候大于 12度。那么这两张照片因为视角差过大，所得到的两张照片的差别也过大，在我们用 立体派”分视镜观看的时候；虽然眼睛没有不舒服，但是对于这两张差别太大的相片，我们的大脑不会认同、大脑无法把它们关联起来、大脑会认为我们看到是两 个无关联的影像、大脑会认为我们是在同时看两处景色。而我们人类是无法同时观看两处景物的，这样就会很矛盾，也就谈不上立体感了。总之，要小于12度夹角，视角差12度的两个图像是我们人类能够接受的、能够理解的最大值。拍摄技巧和要点：在左右两次拍摄的过程中，相机要水平放置、左右移动也在水平方向、相机的焦距、光圈、和快门的设置不要变动，取景范围尽量保持一致（景象的中
18、心点保持一致）。这样拍摄出来的立体照片不用经过任何调整就可直接观看。尽可能地使用小光圈， 一般来说照片的景深越深，将来观看的立体效果越好。如果相机本身不水平，也没有按照不水方向去左右移动，那么将来看照片的时候要歪着脑袋看、左右照片还得一高一低地摆放、还要把照片进行旋转，虽说后期可以用PS去调整这种错误，但是比较麻烦。建议初学者严格按照要求去拍。总之坚持一个原则：你的相机就是你的眼睛，你的左机位就是你的左眼，你的右机位就是你的右眼，人眼怎么样看，相机就怎么样拍”。怎样拍摄运动状态的景物？由于单个普通的相机立体拍摄要分别对景物两次拍摄。因此无法拍摄运动的景物。 要想拍摄运动状态的立体照片，就必须用
19、两台普通相机在左右位置同时拍摄了。也可以使用专用的双镜头立体相机拍摄运动的景物，但立体相机有一个缺憾，两个镜头之间的间距是固定不变的，只在特定的距离才能与景物形成合适的视差夹角，如果景物太近或者太远都无法得到理想的立体效果。因此立体摄影发烧友多采用两台普通相机组合起来进行立体拍摄，可以随时根据景物的远近调节左右相机的间隔长度，从而取得满意的立体效果。如下图：Anachrome 3Ds Dual Camera SLR mount for hand or tripod use.3V拍摄立体电影：有兴趣的朋友还可以试着去拍 立体电影，就是把两个摄像机 捆”在一起，镜头平行就可 拍摄。最好使用两台同样品牌的摄像机、 设置同样的拍摄参数。拍完后在电脑上打开两个播 放器，分列在电脑屏幕左右同时播放。使用立体派分视镜就可欣赏自己的立体电影了。