[摘要]本文首先介绍了主要的3D放映技术，并重点分析了适合3D电影播放的主动立体3D、偏振3D以及光谱3D技术，给出了他们的主要原理以及优缺点。根据人眼对立体环境的感知过程、分析视差图几何尺寸和形态差异，并对3D电影观看舒服度进行分析探讨。
[关键词]3D；立体电影；舒适度
中图分类号：TB87 文献标识码：A 文章编号：1006-0278(2011)10-061-01
一、3D电影成像的基本原理
3D电影即是立体电影。D是英文Dimension(线度、维)的字头，3D是指三维空间。普通的电影画面只有上下和左右两个维度，我们称其为2D电影。3D电影除了上下和左右两个维度之外，又增加了一个新的维度。这样，就可以使观众欣赏到一种逼真的、具有空间感的视觉效果。人的视觉之所以能分辨远近，是靠两只眼睛的距离。人的两眼分开约5厘米，两只眼睛除了瞄准正前方以外，看任何一样东西，两眼的角度都不会相同。虽然差距很小，但经视网膜传到大脑里，大脑就会用这微小的差距，产生远近的深度，从而产生立体感。根据这一原理，如果把同一影像，用两只眼睛视角的差距制造出两个影像，然后让两只眼睛各自看到自己一边的影像，透过视网膜就可以在大脑中产生具有立体感的景物了。我们称这一原理为“偏光原理”。
3D立体电影的制作有多种形式，其中较为广泛采用的是偏光眼镜法。依据人眼观察景物的方法，利用两台并列安置的摄影机，分别代表人的左、右眼，同步拍摄出两条略带水平视差的画面。放映时，将两条电影胶片分别装入左、右放映机，分别播放出左眼和右眼的画面。每台放映机前端装有改变光线相位的偏振片。同时，两台放映机前面有一个周期转动的遮光板，通过遮光板的转动，将放映机输出的每秒24格画面提升至每秒48格。由于左右放映机的遮光板有相位差，左右眼的图像是交替出现的，到达观众的眼中，就成为每秒96格的立体图像了。两台放映机同步运转，同时将画面投放在金属银幕上，形成左右像双影。当观众戴上特制的偏光眼镜时，由于左、右两片偏光镜的偏振轴互相垂直，并与放映镜头前的偏振轴一致，致使观众的左眼只能看到左像、右眼只能看到右像，通过双眼汇聚功能将左、右像叠加在视网膜上，由大脑神经产生三维立体的视觉效果，展现出一幅幅连贯的立体画面，使观众感到景物扑面而来、或进入银幕深凹处。但是，由于胶片放映的稳定性较差，长时间观看这样的影片，会感觉到头晕等不适。所以，长期以来3D立体电影一直是以特种电影的形式存在。
二、3D电影观看舒适度探析
观众是通过不同的观看方式，让自己的双眼分别接受到相应的画面，再现现实中的立体环境。所以用怎样的方式进行放映与显示，也是3D作品能否取得成功的重要环节。其中舒适度是首要的因素。目前数字3D的实现方法有很多种，主要有圆偏振技术、开关眼镜技术和滤光技术。
圆偏振技术是在线偏振的基础上建立的，它在观看效果上比线偏振有了质的飞跃。在使用线偏振眼镜看立体电影时，应始终保持眼镜处于水平状态，使水平偏振镜片看到水平偏振方向的图像，而垂直偏振镜片看到垂直偏振方向的图像。如果眼镜略有偏转，垂直偏振镜片就会看见一部分水平方向的图像，水平偏振镜片也会看见一部分垂直方向的图像，左、右眼就会看到明显的重影。而圆偏振光偏振方向是有规律地旋转着的，它可分为左旋偏振光和右旋偏振光，相互间的干扰非常小。
开关眼镜技术的原理比较简单，它的主要技术在眼镜上。它的眼镜片是液晶制作的，是可以分别控制开闭的两扇小窗户。放映厅内有一组与放映机同步的红外发射器，眼镜上安装有红外接收装置。在同一台放映机上交替播放左右眼画面时，通过液晶眼镜的同步开闭功能，在放映左画面时，左眼镜打开，右眼镜关闭，观众左眼看到左画面，右眼什么都看不到。同样翻转过来时，右眼看右画面，左眼看不到画面，就这样让左右眼分别看到左右各自的画面，从而产生立体效果。
滤光技术是通过数字方式把图像还原以红、绿、蓝三种颜色为基色的彩色图像。安装在放映机内的、快速转动的滤光轮，将红绿蓝各自分为高、低波长两部分，各包含左、右眼图像内容。通过分色滤光眼镜，让观众感受到左右眼各自的彩色画面，产生立体效果。由于滤光技术要对图像光谱进行分割，对色彩还原产生一定的影响，所以采用这种方式时，要在服务器上增加色彩管理软件，对图像数据进行校正处理。观众观看立体影视作品的位置：无论是电影还是电视，观看角度均以正中位置最好，偏离角度越大，画面变形就越大，不仅使再现立体环境产生变形，而且也加大了双眼会聚物体的强度，容易出现疲劳。在立体电视机中，虽然厂商尽可能扩大观看的角度，但受技术的局限，超过一定范围，便看不到立体效果了。对于观看距离的问题就要从人眼的视角说起。人眼在放松状态下视角范围为40°～50°。而当专注某物体时视角就会变窄，控制眼球的肌肉也会收紧；而当观看范围过大时就必须转动头部，寻找新的关注点。所以观看距离过远时，双眼视角变窄，控制眼球的肌肉也会紧张；反之距离过近，必须经常转动头部，寻找关注点。那么最佳观看距离是多远呢?这要根据银幕与屏幕的尺寸来决定的。一般来说观看立体影视作品，在40多英寸的电视屏幕前要在2m-3m距离较为舒适；在银幕宽度为15m的影院内，在距离18m-25m的距离较好。对于这点无论是国内外均无标准可循。
总之对于立体影视作品观看舒适度的问题，不仅是技术问题，也是关系到立体影视发展。在保证观众观看舒适的前题下，才能出现立体影视事业的迅速发展与普及。没有广大观众的认可，再好的技术也只是空谈。作为具体制作人员要充分认识到问题的重要性，并作深入的学习与研究。