1、拍摄异常现象的发生

      在过去的拍摄实验过程中，有时所拍摄的画面在影像再现时会出现一些不正常的现象。主要表现特征是某些点或面无法与其周边的点、线、面进行空间联系，有时还表现为质感异常等方面问题。

      例如国庆60周年天安门阅兵预演时，在我们拍摄的画面中，军车的前风挡玻璃在银幕上再现的立体影像就像一张玻璃纸，非常纤软，与军车非常不协调，而且空间位置也显得与军车割裂开来。

      这是一种立体影像再现障碍的现象,这种现象破坏画面的再现效果，需要在拍摄时进行规避。我个人倾向于如果在取景的过程中用立体影像监视器观察并发现这些问题画面，或许可以采取适当措施，通过改变构图来予以规避。但我们更需要对这种现象产生的深层次原因做更多深入的分析，以便做好充分的拍摄前准备，避免这种现象的发生。

      2、影片技术审查的需要

      立体影片或多或少均存在某些缺点，在影片公映时会使观众有不良反应，因此从保护观众的身体健康和立体电影事业的角度出发，很有必要抓好影片的技术质量，要求对立体影像再现异常进行分析，找出并在公映前彻底根除这些缺陷。

      3、立体影片投资方的诉求

      拍摄影片出现不良技术质量问题，最着急的莫过于影片投资方，他们也迫切需要对问题的出现有更深层次的了解，以期找到解决办法，这有利于进一步提高立体影片制片质量，让制片和创作人员集中精力投入到创作中。

      下面我们结合立体视觉的技术要求，揭示立体影像再现异常现象发生的原因。

      二、立体影像基本原理的内容

      关于立体再现的原理，在笔者前期的文章中已经有了论述，这里不再做详细解释。为方便论述的展开，现简单分列如下，其中有一部分是直接说明影像成立条件的，我们以成像要件1、2、3、4来表示：

      ⑴ 同时知觉——成像要件1

      这一要件要求双眼同时知觉。

      ⑵ 重叠（1度融像）——成像要件2

      强调除了左右眼能够在同一时间看到不同的像外，还要能够在空间同一位置将两个像定位为一体，从而可以构成物体的外形轮廓。

      ⑶ 平面融像（2度融像）——成像要件3

      强调左右眼能够从两个角度构成影像平面的细节，从而形成表面形状、质感等的融像过程。

      ⑷ 立体视（3度融像）——成像要件4

      这一要件强调表面形状变化和纵深位置的融合，还具备深度方面的感知能力。

      在应用上述成像要件对影像质量判定的实践中，我还发现仍存在一些大脑合理判断的规则，主要用于解决基本满足成像条件，但依然产生立体视觉困扰的一些问题，我们不妨称之为判定要件。

      这些判定要件主要的依据来自比成像要件更深层次的立体影像认知机理探索，也是提取出成像要件四要素的基础，是我们认识立体影像并对立体影像判定经验的总结。这种经验总结对我们建立立体影像判定规范很有益处，而且随着对立体影像成像质量判定的不断实践，会有更多的这类判定要件被总结归纳出来，丰富我们的判定依据，并使我们制作的立体影片一次比一次质量更好。

      如“大脑对其中某些点对做出合理性匹配，并且这种匹配可以同周边的点对发生合理的关系，唤起大脑的日常立体形象认知”（本文中称之为“判定要件1”）。

      再如：“整体画面的立体影像可以看作部分立体影像和与之关联轮廓的有理的结合”（本文中称之为“判定要件2”）。

      上述判断要件的每一条都有丰富的具体内容可以体现，违反时就会出现立体视觉影像认知困难，观众会发生生理与心理的不良反应。

      例如判定要件1 后段论述“唤起大脑的日常立体形象认知”，表达的含义是：如果再现立体影像与常识有冲突，也是常见的违反判定要件1的一种常见形式。

      这里所说常识只是指人体双目视觉的基本常识，有着浩瀚的内容，本文只能就一两个特例进行简述。如人类的双眼视觉一般能够感知立体影像的最远判定距离600m，一般在200m以内。这些都是良好视力目测条件下的测试数据，一般情况下达不到这些条件，像200m立体辨别能力测试是针对海员的眼睛测试要求，相对于常人要高一些。

      以8m银幕为例，2K放映条件下，由于人眼瞳距大约为58mm到64mm，这也就是意味着银幕上整立体视差有效利用数大约在14个像素以上。如果以14个像素为例，观众距离银幕10m，可以形成的最远立体视距为130m。而一般视觉条件不可能达到那么好，有可能也就是在80m以内。

      常识违反举例：我们在个别影片里看到电脑动画制作的远处人影只是一个或两个像素大小，但还有一定视差，显然是存在设计失误。因为如果能够看到立体影像，肉眼应该明显可以看出人形和一定细节。现在你连人形都看不出了，还能获得立体空间感觉就违反常理了。

      现实生活中肯定还有更多的视觉常识具体内容，需要我们逐一举证，逐步积累，来提高我们的判定能力。

      立体影像成像合理性判定的使用原则如下：

      上述立体影像的成像要件，4条必须予以全部满足，这样的立体影像才是初步合格的，之后还要考察判定要件的满足情况。只有同时也满足所有判定要件，才是可以称之为再现质量好的立体影像。

      三、案例释疑

      下面我们按照上述理论，逐条对照分析本文前面提出的立体影像拍摄发生的奇异现象。为对照方便，我们将拍摄对象的特征一一列出。首先分析军车风挡玻璃：

      ⑴军车距离拍摄地点较远，左右画幅偶视差较小；

      ⑵由于夜间拍摄，军车风挡玻璃产生定向反射，画幅偶差异强烈；

      ⑸ 由于夜间，驾驶室较周边更黑，玻璃透射光几乎没有；

      第一条视差很小意味着目标较远，但由于风挡玻璃的不够平整，反而造成了左右画幅偶存有明显视差，这样形成第一个矛盾：风挡玻璃与风挡以外的景物判定不连续。本例即属于此类情形。

      第二条也就是说定向反射，这里有必要说明这点的重要性。我曾拍过几次至少能够称之为通过纯粹镜面形成的立体影像，完全可以形成很棒的镜后立体影像。镜框以外的景物一旦成功关联，仿佛你看到镜子后面形成另一个的空间，非常神奇。而本案例我们看到的是风挡玻璃的反射面不是很平，这样造成风挡玻璃反射影像形成的左右画幅偶没有形成有效的关联，影像关联异常就会形成空间影像的扭曲，本质是重叠和平面融像过程与常理冲突，进而大脑判定发生疑惑，判定困难，因而导致影像判定要件的不满足。

      第三条没有透射，意味着无法反映玻璃的厚度，同时也无法确定玻璃的空间位置。没有玻璃后面空间信息的对比，也就造成前后景的空间信息缺少对比。风挡玻璃只能反映表面的视差信息，风挡表面后面的信息由于太弱，被掩盖了，造成风挡看起来薄如纸。

      下面我们以表格的形式，再现要件满足情况与所在区域的关系，见表1。

表1 军车风挡再现影像异常现象发生分析列表

      我们曾经在杭州也拍过些类似的数字立体电影镜头，拍摄目标是商场化妆品柜台，拍摄对象也是一些玻璃质感的东西，在放映时没有感觉到类似的“奇异现象”。

      同样我们也做一下对比：

      ⑴拍摄距离很近，左右画幅偶视差较明显；

      ⑵玻璃器皿有定向反射，没有妨碍影像再现，画幅偶视差清晰可辨；

      ⑶环境光分布较好，玻璃透射光几乎没有受到多少影响。

      第一条画幅偶视差明显意味着目标较近，常规情况下画幅偶差异较大。

      第二条玻璃器皿有一定的反射，同样也有一定的透射，画幅偶视差清晰可辨意味着形成融像条件满足，玻璃器皿的影像从透射与反射两个方面都得到有效反映，这在放映时可以良好再现，说明要件都得到满足。

      第三条，意味着玻璃器皿的前后介质面都得到很好的表达，后景信息透过玻璃器皿也能正确反映，立体影像纵向信息能够清晰表达。

      另一个案例：阅兵预演中军车的轮胎，为了美观好看，轮胎外圈用白色油漆进行了涂敷，从而导致演练拍摄中轮胎白色部分整体曝光过度，无法分辨轮胎油漆表面轮廓和细节，导致此处的立体影像让观众感觉非常不适应。

      用上述要件也可以对这一案例进行很好的解释。曝光过度导致轮胎白色区域细节丢失，无法满足成像要件2、成像要件3。同样由于轮胎其它部分和军车能够基本符合立体影像形成条件，这就导致轮胎白色区域与其周边区域发生判定要件1、判定要件2冲突。

      这两种情况都可以运用本文前面列举的4条成像要件与2条判定要件，对奇异现象发生的原因进行分析。这也表明，对拍摄对象必须精心处理，以保证得到的立体影像能够让成像的空间信息得到有效反映，建立整体（或局部）的空间信息的合理与一致。

      同样我们也可以以表格的形式表达出来，这样可能更加明晰（见表2）。

表2 军车轮胎再现影像异常现象发生分析列表

      像军车风挡玻璃这个案例，需要从布光上考虑解决办法。通过增加光源的分布，尽可能形成较大的漫反射光分布，同时调整好风挡玻璃的反射光与透射光之比，就可以消除这种不良的立体影像的形成。

      而军车轮胎则需要考虑涂抹材料和涂敷方案。应尽可能降低与轮胎其他部分的对比度，同时涂敷表面尽可能保持漫反射表面特性，以便较好地再现轮胎的质感。这样再现影像时，就会感觉影像要更加自然一些。

      四、案例范围的延伸

      在观看的数字立体影片里，像前面所讲的几个案例属于实景拍摄时出现的奇异，而更多的镜头是实景拍摄画面与电脑动画制作的画面合成的新画面，也有一些镜头是单纯的电脑动画制作。这说明关于立体影像成像的基本原理远没有被理解，常常有人把有立体空间位置存在当成立体影像的标志，这是很不全面的认识。

      为了方便全面理解立体影像成像要件与判定要件的每一条基本要素，下面列举一些缺失关键要素的例子。

      4.1不满足成像要件1的案例

      当由于各种原因，实景拍摄立体电影画面时，对偶使用的摄影机没有做好同步，即便是每台单机拍摄出的画面在单独观看时没有影像问题，还原时融合出的立体影像也会出现不适。当画面中有移动的物体时，就会出现画面扭曲等现象，观众的不良反应也最严重。这种问题应该比较容易甄别出来。

      一般初步涉及立体拍摄较易发生此类问题，随着大家越来越关注画面同步，出现这类问题的机会也越来越少。

      4.2不满足成像要件2与不满足成像要件3的案例

      这两类一般容易同时发生，或者出现不满足成像要件3的情形更多一些。

      像本文开头提到的案例就属于这类情形，就属于既不满足成像要件2，也不满足成像要件3，只不过国庆阅兵预演的军车轮胎这方面的成分更多一点。

      在笔者观看过的影片里，个别电脑动画制作的画面也有一些疑似单独不满足成像要件3影像区域。如某部影片反映星空的片段，星球纷纷从银幕涌向观众，并从给观众身边划过，但每个星球光秃秃的，看不到表面细节，这就造成星球球体表面的立体影像没有得到良好再现，这实际上也是出现了不满足成像要件3的情形，结果造成判定时合理性受到大脑质疑，形成与判定要件1的矛盾。具体分析见表3。

      笔者曾经在另一部影片上还看到电脑动画制作的画面出现立体特征，但画面本身反映的局部有立体纵深信息，整个物体只是一个小方块，没有物体轮廓和外部细节，直接形成成像要件2与成像要件3的不满足。具体分析见表4。

表3 星球出屏的奇异现象发生分析

表4 大明城外远景的奇异现象发生分析

      4.3成像要件4的案例

      单独不满足成像要件4的例子几乎没有，更多的表现为与判定要件的冲突。典型特征是，近景虚，缺少立体位置，远一点的景别有立体确定位置。

      这类影片中有时沿袭了过去平面影像的远近表达方式，对表达空间以外的其他物体采取了简单虚化，没有给出过渡空间位置，这样观看时与已有的表现出立体影像的空间没有区分开，造成空间位置判定困惑，给观众带来不适感受。

      笔者近期观看的一部2D转3D的影片中，也有同样的问题，只不过形式有所变化，片中某场逆光景致出现异常，近景的人物脸部由于处于暗视觉状态而缺失立体感，无法确定空间位置，而更远一点的位置由于亮度进入明视觉，反而有了确定的立体位置，这就引出了明视觉、中间视觉和暗视觉状态的立体影像再现问题。

      4.4判定要件1不满足

      纯粹的判定要件1不满足的情形非常少见，多数都可以从成像要件里找到矛盾点。

      前几年拍摄的影片出现过类似的情形。武打镜头演员挥刀带起的烟尘，空间位置定位不好，给观众的感觉是烟尘贴在了演员身上，甚至有时感觉烟尘与演员空间位置重叠，给观众判定带来不自然、不舒适。此件个案的特点是：成像要件4似乎得到了满足，而判定要件1不满足，但本质上是成像要件4在空间纵深上有问题。在绝大多数场景里，需要保证景物之间不能重叠，是指空间位置不能重叠，你必须把两种东西稍微分开一点。即使技术上有难度，你也必须进行参数调整，让两种东西有点儿空间距离，这样观众不会产生判断疑惑，才能作出合理性的判断。具体分析见表5。

 表5 某武打镜头的奇异现象发生分析

      相似的还有空间定位问题，如动画中一庙堂的屋顶与其墙体有空间的不协调，有的还表现为屋顶的走向不正常。这类案例同上面的案例极为相似，相同的是成像要件4在指定纵深的剖面上存在空间信息的不连贯，从而造成判定要件1的不满足。具体分析见表6。

表6 某古装片中庙堂的屋顶与其墙体的奇异现象发生分析

      2D镜头转3D镜头中较多出现此类判定要件不满足的情形，需要从业人员在转换中多加注意。如笔者曾经看到这样一个2D镜头转3D效果的画面：某主角站画面中央，身后有门有框，再往后是一个大露台，露台后面蓝天白云。处理后的画面在以立体方式观看时，发现背景远处蓝天上的白云离主人公那么近，这肯定是违反常识的。正像前面我们的解释那样，人眼不可能分辨几百米以外的空间信息，一般都是百米以内的空间信息可分辨其有效视差，百米以外的景物适合通过遮蔽的方式来表现其位置的远近。这一案例实际上也属于空间信息设置不当的情形，换句话说，还是成像要件4设置不当导致判定要件1的不满足。此类问题在转换时稍加注意就可以避免。具体分析见表7。

表7 某2D镜头转3D的奇异现象发生分析

       4.5判定要件2不满足

      判断要件2出矛盾点的情形极具隐蔽性，一般很难迅速找到问题产生的原因，但直觉会让人感到画面有什么地方不正常。我曾经看到这么一个镜头，镜头描绘的是古代一座大城郭，城里有一座大宫殿，动画设计人员设计的这座大殿颇有立体感，而该大殿前有许多小院落则没有立体感。初看是感觉不出问题所在，但总感觉有什么地方不对，用立体感突出大殿本无错，但将其前面的景物处理成没有立体感则存在问题。这与前面我们所说的成像要件4的第二个例子有着相同的的问题，立体必须服从较近景别优先有更强烈立体空间位置的规律。

表8 某古装片中庙堂与前景成片小房子的奇异现象发生分析

      按照判定要件2与大殿联系的前景作为一个整体，必须也有立体感，这样才能与大殿建立合理的联系。而如果需要突出前景所有的房子渺小，也必须处理成整片小房子存在一定立体感，才能获得合理的立体感觉。具体分析见表8。

      所以在这里景物虽小，但分量不轻，想弱化处理需要技巧，不可以简单化。这类情形在场景设计中是常见的，需要认真研究，积累更好的经验，升华出更好的解决办法。

      五、总结

      我们在分析发生立体影像非正常现象的根本原因时，仍然要围绕立体影像成像四要件，以及对立体影像整体的判定要件这几个基本点，同时我们在案例分析时，尚需关注立体影像对亮度的要求。随着我们对立体影像认识的不断深入，我们还会找到更多对立体影像的约束性条件，这样我们对立体影像的认识和表达才会更加准确。
中国电影科学技术研究所 高航军