使用光柵片(Lenticular Lens)來觀賞3D立體影像,已有數十年以上的歷史了。早期由於電腦及其週邊設備都尚未被開發出來,要觀賞一張3D光柵立體影像,必須透過非常繁雜而精密的製作與印刷過程,才能將它生產出來。記得我在小時候(約民國57),花了新台幣12(約現在的幣值NT$120)買了生平第一張「3D立體賀卡」,是日本「Toppan」公司印製的,至今我都還帶在身邊留作紀念。如今拜電腦科技之賜,其影像技術銳進,我們任何人都可以家用電腦與彩色噴墨印表機來製作出精美的3D立體相片,其品質一點也不會輸給印刷品。

這裡所要介紹的「光柵片」是指一張由整排細微柱狀平凸透鏡所組成的光學鏡片,它的物理特性有:(1)平凸透鏡的折射 (2)左右影像相反 (3)呈像在鏡前 (4)放大正立虛像。其側面剖析圖如下:

通常描述一張「光柵片」必須具有幾項基本資料:(1) LPI或線距(Pitch) (2)3D或變圖用途?(或觀賞視角) (3)厚度 (4)透鏡圓弧半徑 (5)觀賞距離 (6)材質。其基本工作原理如下:

將已合成好的3D影像圖緊密貼合在光柵片的平面上,此時每一條柱狀平凸透鏡就會將所對應到的合成圖(多視角影像),以左右影像相反方向折射出來,而在觀賞距離的雙眼就可以看到3D影像。在此光柵片中的一條柱狀平凸透鏡就代表3D圖像的一條垂直「Pixels」,每一條垂直「Pixels」則是多視角影像(多張影像圖)之該垂直Pixels的合成圖(如上圖中每一條柱狀平凸透鏡或每一條垂直「Pixels」是由七張不同角度的影像所組成),而所謂的「合成圖」就是將此多視角影像同一水平位置的Pixels切成條狀(Stripe),再依序排列在一起。現在,我以下面圖解方式來說明光柵影像的合成圖排列。

如上圖,有紅、綠、藍三個影像,各含10% ~ 50%的顏色,將其各切成5等份(10%20%30%40%50%),再將各顏色中的10%(R1G1B1)排在一起;20%(R2G2B2)排在一起;30%(R3G3B3)排在一起;40%(R4G4B4)排在一起;50%(R5G5B5)排在一起。這5組的排列就是光柵影像的「合成圖」方式;接著下來,我們就可以將此5組的顏色排列對應到5個柱狀平凸透鏡(如下圖)這就可以使光柵片工作了!

在實務上,我們可以多視角影像來取代上例中的紅、綠、藍三個影像,其水平位置的Pixels就等同是上例中10% ~ 50%的顏色,然後水平位置有多少的Pixels就要合成多少組的多視角影像,以對應同樣數目的柱狀平凸透鏡。

當我們知道了光柵片的工作原理後,接著我們就要選擇一款功能完整且容易使用的光柵合圖軟體來幫助合圖,再進行彩色列印與光柵片貼合與觀賞。市面上,可以選擇的光柵合圖軟體甚多,其一般性合圖功能也大都具備;不過在這裡我還是要提出幾個「必須」選擇的條件為購買參考:

l        必須有光柵片線距(Pitch)檢測功能
這個功能主要的目的是找出最佳的合圖Pitch,因為光柵片廠商所提供的Pitch值僅能參考而已,最終我們還是必須根據自己所要使用的輸出裝置(如彩色印表機)之機械公差(Tolerance)所認知的Pitch來合出最佳的輸出圖。

l        必須支援任何線距與尺寸的光柵片
有些光柵片廠商為促銷其光柵片,所以提供免費或低價的光柵合圖軟體給客戶使用;但是這樣的軟體往往只支援其有限的光柵片線距與尺寸。

l        必須能支援市面上任何彩色印表機的輸出解析度(DPI)
許多光柵合圖軟體只是提供最基本的合圖功能,或稱為「傻瓜式合圖」;無法支援需要特定解析度(600DPI720DPI1440DPI、…等)之彩色印表機的輸出來合圖。通常它們把這種需要複雜數學運算的混色(Dithering)插值法(Interpolation)或補點功能的合圖工作交給Photoshop來做,甚至直接丟給彩色印表機的混色功能去處理,其結果非常可能會造成3D圖有規則性的垂直帶狀(Banding)條紋產生,嚴重破壞3D畫質,甚是可惜!

l        必須能支援RGBCMYK的合圖功能
如果您的作品最終要進行大量印刷,則CMYK四色網片的輸出(合圖)必須要能支援。

l        必須支援小圖合成大圖的功能,而且是無失真放大
要確保光柵影像的品質,最基本的要求應該是保持與輸出尺寸一樣大小與解析度的多視角影像原始圖檔。舉例來說,如果要以720DPI解析度來輸出A4 Size (21 cm x 29.7cm)的光柵影像,則其每一張多視角影像原始圖檔的大小約需5940 x 8460 pixels;但是,這樣大的原始圖檔,我們要如何來準備?現在市面上也很難找到這麼高解析度的數位相機。解決之道,應該是光柵合圖軟體必須要能「以小搏大」(以小圖來合成大圖),並能維持高效率合圖與高品質輸出。

l        必須支援「預覽」功能
辛苦製作出來的多視角影像,最好能在尚未合圖與列印前,就能知道其3D效果;否則再經過合圖與列印的往返測試,不僅沒有效率而且浪費成本。

接下來,我將以我最熟悉又常用的愛爾得公司產品MaigicRight與MagicWeaver來舉例說明如何製作出一張6”x4” Size3D光柵影像;如果您沒有這套軟體也沒關係,最重要的是您可以參考其整個程序,了解一張光柵影像相片是如何被製作出來的。

  1. 確認所要使用的光柵片Pitch、尺寸與彩色噴墨印表機
    所有光柵影像的製作,必須先確認最後是要以什麼設備來做輸出工具與光柵片線距(Pitch)。這裡我們將要使用EPSON Stylus Photo 1390的彩色噴墨印表機,來列印3D合成圖;並選擇愛爾得公司6”x4” Size3D立體相框 i-Magic Frame (使用50LPI0.508mm Pitch之光柵片)來觀賞3D影像。


  2. 準備好多視角影像原始圖檔
    基本上,這些事前準備好的多視角影像都是經過校調過的;亦即必須沒有歪斜、大小不一的情況,更重要的是其最大視差(最左與最右影像)、正視差與負視差也必須調整好以符合所要使用光柵片的容忍度。然後,我個人的習慣會在其影像檔名附上數字編號,從0001開始表示最左影像。
    本例中我準備了8張多視角影像(如下圖)



  3. 找出最佳的合圖線距(Pitch)
    製作3D光柵影像的第一步就是要找出最佳的合圖Pitch。對於列印(或印刷)用途的光柵片而言,由其廠商所提供的Lens Pitch值,僅能參考而已。在這裡所要談的「Pitch」值係指要合圖用的Pitch值;而合圖的Pitch值,則與其最後用來輸出(列印)設備有關。

    基本上,輸出設備
    (尤指彩色印表機)的不同,其所列印的精密度亦會有所差異(即使是同一機型印表機),因此使用同一個Lens Pitch值去合圖以適應不同印表機並不恰當。所以,這個合圖的Pitch值主要是根據我們所要使用輸出列印的印表機來決定的。

    步驟
    (1) 使用i-MagicPrint Pro.MagicRight50LPI (0.508mm Pitch)為中心值,輸出一張  Lens Pitch檢驗圖,並以EPSON Stylus Photo 1390彩色噴墨印表機列印出來。


    (2) 將檢驗圖放置在平坦桌面,再將6”x4”光柵片的平面覆蓋在上面與之緊密壓合、平貼桌面,壓合時光柵片的細紋(平凸透鏡)必須與檢驗圖的黑白條紋且與我們的雙眼平行,這時候就會呈現出如下圖黑白夾雜的條紋(如果不是,則再調整一下光柵片的壓合角度)。此時,將我們的頭前後慢慢移動,則我們可以透過光柵片,看到檢驗圖的黑白條紋會由黑變白(或由白變黑)。我們現在所要找的是最接近全黑或全白的條紋。從下圖我們可以很容易地發現,標示「0.5075mm」的條紋最接近我們的要求;亦即EPSON Stylus Photo 1390彩色噴墨印表機所能列印最佳光柵影像,使用於本例之50LPI (0.508mm Pitch)光柵片的最佳線距是0.5075mm,這也是最佳的合圖線距,而不是0.508mm


  4. 合圖設定
    在前面的步驟,我們已經將本例之50LPI (0.508mm Pitch)光柵片搭配EPSON Stylus Photo 1390彩色噴墨印表機輸出的最佳合圖的線距0.5075mm找出來了,接下來我們就要根據這個Pitch值來進行合圖。

    步驟
    (1) 使用i-MagicPrint Pro.MagicWeaver來合圖。首先,我們要將多視角影像(本例共有8張影像)依次序由左(-0001)而右(-0008)全部加(Add)進來,並且設定它的輸出尺寸(Output Image Size)6”x4” (如下圖)。如果此時我們有安裝愛爾得公司的「裸眼3D立體顯示」產品(Auto3D KitAuto3D Display),則我們就可以直接預覽(Preview)3D效果,而不需要等待合圖完再進行彩色列印後,才看到結果。


    (2) 將合圖的線距Pitch值設定好(本例是0.5075mm),並且將輸出的解析度(Output DPI)設定為720DPI (因為我們係要以720DPI來列印),再選擇3D影像型態(Image Type)以垂直(Vertical)方向來合圖。最後,按下Save鍵設定圖檔名稱並開始合圖。


  5. 彩色列印
    這是決定光柵影像製作成功與否的重要關鍵。選對彩色印表機是成功的一半,基本上,我會建議使用彩色噴墨印表機,因為近幾年來噴墨印表機的列印品質進步非常大(本例我是選擇了EPSON Stylus Photo 1390),而且必須是可以印出相片品質(Photo Quality)的那種,當然相紙也不能馬虎,最好是高級光面相紙(Premium Glossy Photo Paper)。再來就是選擇一款列印的軟體來輸出,許多人為了省事(或者根本不懂),就直接在Photoshop進行列印。小尺寸(小於A4 Size) Photoshop還可以勝任,再大一點尺寸就會出問題,而且沒有效率。我個人最常用的是Qimage,其列印出來的影像品質很令人激賞。但是,不管是用Photoshop或是用Qimage來列印,請務必嚴守「11」尺寸列印的鐵律;也就是說,如果我們要以720DPI列印6”x4”尺寸的光柵影像,則我們在事前就要以720DPI解析度、6”x4”輸出尺寸來合圖,如此才能確保3D影像品質。



  6. 貼合光柵片 大功告成
    最後,我們將列印出來的光柵影像相片與光柵片貼合以便觀賞。此時,因為我們選擇的是愛爾得公司的3D立體相框 i-Magic Frame,所以我們可以不需要任何黏貼的程序,直接將相片如下圖放入3D立體相框裡,再將它扣緊即可,現在就大功告成可以來觀賞3D相片了!




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