立体摄影系统幕后技术解析

强氧的Argus 3D作为业界最小的电影级立体拍摄系统，由Argus 3D Mirror（立体垂直摄影机）和Argus 3D SBS（立体水平摄影机）组成。人们为了模拟人眼双目效果，在立体拍摄时使用两台相同参数的摄影机，那么在Argus 3D Mirror和Argus 3D SBS上同样也是如此。

图为Argus 3D Mirror（立体垂直摄影机）


Argus 3D SBS（立体水平摄影机）

传统设备显示的图像内容，其物理空间是二维（X轴，Y轴）的，缺少了空间的深度信息Z轴的变化，我们只能依靠自己的辨识经验，如“近大远小”（透视效应），语义学的判断来造成三维视觉假象。这显然有悖于我们观察真实世界的经验。


我们的眼睛拥有很强的感知能力，即将通过双眼进入大脑的两幅图像组合起来，感知立体的能力。立体显示技术&拍摄技术的出现解放了我们的双眼，我们可以通过两幅具有视觉差异（对应我们的左右眼）的图像，来感受真正的立体感。

Argus 3D SBS正面

Argus 3D SBS（立体水平摄影机），它的两个摄影机并排排列模仿人眼效果产生视差图像，并由摄影机固定支架和光轴距调整丝轴组合。

通过理想状态下的立体双摄影机系统分析，可以得出视差受到光轴距，镜头焦距，物距的共同影响，且视差大小与焦距和光轴距成正比，与物距成反比。如何在调整系统参数中取得最佳的3D效果，需要现场的不断调试。另外，双镜头的光轴夹角也和视差之间存在联系，视差太大便不符合聚焦原理，只有在找到合适的聚焦点和光轴间的夹角时，才能达到良好的3D效果。


Argus 3D SBS侧面

Argus 3D SBS（立体水平摄影机）的支架系统能够完美协调光轴距，光轴夹角等各种参数，而且构造简单，调节参数一目了然，是一个极具性价比的拍摄支架系统。值得注意的是Argus 3D SBS（立体水平摄影机）在物理上有光轴距的极限，那就是当两个摄影机镜头紧密的挨在一起的时候，此时的光轴距大约就在60-65mm之间；而此时如果选用中长焦镜头拍摄远景，会使人产生比较大的不适感，所以我们一般在Argus 3D SBS装载的镜头都是广角镜头。



Argus 3D Mirror（立体垂直摄影机）弥补了水平拍摄系统的不足，它由分光镜箱，中心主干支架，摄像机安装调整组件，跟焦以及光轴调整系统，预监系统组成。Argus 3D Mirror的结构设计非常巧妙，在水平摄影机镜头和垂直摄影机镜头之间竖立着一个45度角斜向分光镜，通过镜面的特殊涂层它能使入射光线50%~50%均匀的射入到水平和反射到垂直摄影镜头上，从而让两台摄影机拍到统一的场景。

Argus 3D Mirror侧面


Argus 3D Mirror正面

上图右侧为模拟入射光，可以看到一部分光线通过半透半反镜射入到水平端，一部分光线经过垂直反射到竖直端。
Argus 3D Mirror优势在于它可以摆脱水平光轴距的物理限制，通过机架后方的丝扣可以很轻松的调节水平和垂直摄影机镜头的光轴距和垂直夹角，它能够达到光轴距的最小值0，即光轴重合；除此之外，它能够适应从35mm~100mm所有焦段的镜头，如果我们在Argus 3D SBS中放入广角镜头的话，在Argus 3D Mirror中我们可以补充中长焦焦段来弥补特写。拿ICEVE2017举例，强氧直播团队在使用Argus 3D SBS拍摄时，采用了21mm定焦广角镜头，并且将其布置于会场后方，获取到了适于人眼观看的3D大场景效果；而Argus 3D Mirror采用了50mm定焦标准镜头来拍摄人物特写。


在Argus 3D Mirror和Argus 3D SBS采用不同焦段镜头时，为使垂直和水平系统的视差协调一致，在切播时不影响立体效果，需要调整不同的光轴距。我们对整体立体拍摄系统进行视差协调，垂直系统中的镜头焦距50mm要长于水平系统中的镜头焦距21mm，根据上方理想状态下的视差公式，在物距和视差都不能改变的情况下，需要让垂直系统两摄影镜头间的光轴距略小于水平系统，才能达到视差协调一致。

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