3D立體影像」除了實際以立體攝影(或照相)機來拍攝之外,我們也可以在電腦裡,使用不同的影像處理軟體來製作。

接下來,我將分三個篇幅來介紹幾個在電腦裡最常用來製作「3D立體影像」的方法。

3D動畫軟體 (3D Rendering)
使用3D動畫軟體來製作「多視角3D立體影像」是目前最成熟、最安全也是3D立體效果與品質最高的一種。它可以完全不受任何拍攝環境限制、天馬行空地來創作我們所要的「3D立體影像」;但前提是我們必須先建好所需要的3D場景與3D模型,然後我們就可以根據前面所介紹的多視角3D立體影像拍攝方法,以3D動畫軟體內的Camera來進行架設與拍攝。

以下我們將以知名3D動畫軟體3DS Max裡所附的標準Camera來進行3D立體影像拍攝(Rendering)。首先將Camera所要拍攝的位置設定好,如您要以9Camera來拍攝,則必須根據前面所介紹的多視角3D立體影像拍攝方法,先確定這9Camera的拍攝位置與「立體距離」,再以下面的步驟來進行設定:

(
註:以下係根據3DS Max R9的設定,不同版本的3DS Max可能會有設定上的差異,但是其基本的設定原理是一致的,您可以參考來設定您的版本。)



  1. 首先從功能面板上點選Create\Geometry\ Teapot物件(Object)以建立一個模型(Model)範例。 




  2. 接著在Top View(上視)的工作區內點拉出Teapot的模型範例,如下圖。





  3. Top View(上視)的工作區內,從功能面板上點選Create\Cameras,再點選Create\Cameras\Target,以建立一個標準Camera





  4. Left View(左視)的工作區內,將Camera調整到一個較佳的視角。




  5. 點選Create\Shapes\Line為工具,將以Line來設定Camera的路徑(Path)




  6. Top View工作區內,點拉出一條Line,其間距約為Camera-TargetCamera距離的十分之一,這就是我們所要的「立體距離」(Stereo Base),且經過Camera的中心。請特別小心此Line的點拉,務必是在Line的啟始點按一下滑鼠的左鍵,在Line的終點再按一下滑鼠的左鍵,並以ESC鍵終止。(此時Line是在Selected的狀態)




  7. 為了確保LineCamera是在同一空間位置,我們必須要以Align來調校Line對齊Camera。請點選Main Tools\Align




  8. 以滑鼠左鍵點選Camera,表示此Selected Line 係要與CameraAlign




  9. 此時會出現Align Selection的對話框,在Align Position (Screen)欄裡,請點選XYZ Position,表示Camera要與此LineXYZ軸貼齊。




  10. 接著點選功能表上的Motion\Assign Controller,展開出Assign Controller之選項,請點選Position : Position XYZ後,再點選Assign Controller之圖示。



     
    此時會出現Assign Position Controller之選項,請點選Bezier Position,現在Assign Controller內的Position : Position XYZ 已改為Position : Bezier Position




     
  11. 在尚未執行下面Add Path指令之前,我們必須先確認所要RenderCamera數目,並且將此數目設定好,否則一旦執行下面Add Path指令後,就沒有機會再設定了。首先請點選主工作區畫面右下角位置之Time Configuration,此時螢幕會出現其設定對話框,本例中我們希望Render的數目是9 (0~8),則請在Animation欄裡,將LengthEnd Time設定8即可。




  12. 接下來,請點選功能表上的Motion\Assign Controller,展開出Assign Controller之選項,請點選Position : Bezier Position後,再點選Assign Controller之圖示,此時會出現Assign Position Controller之選項,請點選Path Constraint




  13. 再回到功能表Motion裡,點選Add Path




  14. 請至Top View工作區中,點選該Line,此時Camera將會移至0點位置,表示已可以開始進行Rendering




  15. 建議:將Perspective View工作區設定為Camera View工作區,如此較能有效地掌握Camera的運鏡。首先將滑鼠移至Perspective,再按下滑鼠右鍵。此時螢幕會出現選單設定,請點選View\Camera01




  16. 最後,點選功能列Rendering下拉式選單中之Render以便開始繪圖。




  17. Render Scene對話框出現後,請依實際需要,在適當的欄位勾選與設定Render的參數,並且一定要將 Viewport 設定為Camera01,如此就可以開始 Render !!



     

以上所介紹的方式較適合靜態3D場景的Rendering,若您要進行的是動態(Animation)的拍攝,則此方法就顯得技窮了,也非常複雜、不方便與沒有效率。

 

愛爾得公司為此,特針對3DS Max (R2 ~ R92008~2011)開發了一套「多視角3D立體攝影鏡頭」的外掛(Plugin)工具軟體「i-Magic Camera」,其支援高達99Camera可供選擇使用(如下圖係架設9Camera),只要將所要的攝影機數目與「立體距離」(Stereo Base) 設定好,就可以直接進行電腦的3D Rendering (彩現運算),非常方便與有效率,很適合教育、學習與專業用途。

 

 


變形軟體
(Morphing)
這是一種可以將一般2D平面影像處理成3D立體影像的方法;其難度頗高,較具有挑戰性,且可以製作出高品質3D立體影像的方法。但其前提是我們必須對3D立體影像的基本構成原理有完全的了解,這裡所要應用的是構成3D立體影像最基本要素「光角」「視差」的觀念。只要我們能將一般2D影像製造出「光角」,就一定可以在兩眼產生具有深度」的立體效果(當然這是需要透過3D立體眼鏡或是3D顯示器的輔助工具,兩眼才能看得到立體效果);至於其立體效果是要凸出或是凹進,則就要根據正、負視差的影像擺設位置來決定。

 

現在,我先以一個簡單的例子來做說明。如下圖我們有一個左影像(L),將它向右平移一個距離後成為右影像(R),此時若將此左、右影像顯示在螢光幕LR位置上,並透過3D立體眼鏡的輔助分別獨立呈現給左、右眼看時,則其立體影像將會呈現在螢光幕後的交叉點上,這是「正視差」的立體效果。

 

 

若我們將此左、右影像對調,形同將左影像向左平移一個距離後成為右影像(R) (如下圖),再將它們顯示在螢光幕LR位置上,並透過3D立體眼鏡的輔助分別獨立呈現給左、右眼看時,則其立體影像將會呈現在螢光幕前的交叉點上,這是「負視差」的立體效果。

 

由上面的這個例子裡,有一個非常重要的動作:將左影像向右(或向左)平移一個距離後成為右影像。因為有了這個動作,所以產生了「光角」,也因此有了「深度」。只是這個立體效果是:有「深度」、沒「厚度」;因為我們是將「整個」左圖平移一個「固定」的距離。如果我們希望看到的是具有「厚度」的立體效果,那麼我們就必須將左影像內的像素依實際需要,平移不同的「距離」「方向」,這樣就可以創造出凹凸有致的立體效果。這時就要借助於「變形軟體」(Morphing)的特異功能,來達成我們所希望的目的。

 

我們之所以會想到「變形軟體」,是希望利用其可以將一般2D影像,依據我們所指定的移動「距離」「方向」將它「變形」成另一張圖,同時又可以將「變形」的過程記錄儲存起來的特異功能。這是任何「變形軟體」都具有的基本功能,所以您可以選擇最容易上手的一種來使用即可。

 

接下來,我就以我最常用的一個變形軟體「Morph Man」(http://www.stoik.com/Morphman/)來舉例說明。

 

  1. 首先將相同一張2D影像圖分別開啟在「Source」與「Target」的工作區裡。




  2. 現在我們要進行下錨點(Anchor)的工作。參照2D影像的圖形,我們可以判斷那些部位是要處理成立體效果,就在該部位下錨點。錨點的數目並無限制,但是必須下得其所。所謂「下得其所」是指錨點要下在關鍵位置;舉例來說,像有高低落差、最近與最遠的位置、可以凸顯立體效果的位置、…等。下圖是本例的錨點參考圖。請切記:錨點是要下在「Source」影像工作區裡




  3. 然後再來調整這些錨點以產生我們所要的「光角」「視差」。當我們將錨點下在「Source」影像工作區時,在「Target」影像的相對位置也會同時產生錨點,其目的就是要方便我們將此錨點平移(向右或向左),以告知Morph Man」軟體將Source」該錨點位置的影像向右(或向左)平移至「Target」該錨點調整後的位置。下圖是本例已調整過錨點的「Target」。大家可以從上面的「Source」錨點圖與調整過錨點的「Target」比較,應該很容易可以發現,「Target」影像工作區的錨點都是向左平移的,其目的是要製造出「負視差」(凸出螢光幕)的立體效果,而不同的平移距離,就可以產生不同深淺的「厚度」。至於平移的距離,其大小必須考慮其最終的3D顯示尺寸與規格來決定。本例的原始2D影像解析度為960x1280,若以可容忍最大視差約20mm19吋「裸眼3D立體顯示器」來計算,其液晶螢幕的點距(Dot Pitch)0.294mm,則最大的平移距離應該約為68 pixels (=20mm/0.294mm)




  4. 在進行變形處理之前,我們要設定所要變形輸出的畫面數目。如本例要輸出9個畫面,則以「Edit\Output Options …」功能設定如下。




  5. 最後,我們就可以「File\Create\Sequence …」功能將所要的9個變形畫面輸出儲存起來。這9個變形畫面(如下圖)就如同是由9個攝影機所拍攝畫面一樣,其相鄰兩個畫面會有些微的角度差異,這就是我們要的「光角」,有了這個「光角」,就可以產生立體效果。

 

 

檢討:
使用「變形軟體」來製作產生多視角3D立體影像的方法,其優點是:(1)利用電腦軟體的內差法(Interpolation)運算,可以將一般2D影像製作出具有深度、有厚度高品質的3D立體影像。(2) 「變形軟體」很容易取得。

其缺點是:(1)下錨點所花的時間較長,且一般人不容易會下錨點。(2)一旦下完錨點,其「視差」與「厚度」就已固定,很難全面再修改給不同的3D顯示平台。(3)若沒有絕對的水平移動調整錨點,則容易產生扭曲變形的影像,製作時務必要小心。(4)僅能處理3D立體「靜畫」,目前尚無具體方法來處理3D立體視訊(Videos)

 

 

 

 



 


 

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