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3DS Max
在3DS Max裡提供了一個自動產生「深度圖」(3DS Max稱之為「Z Depth」)的方法；亦即我們可以在3DS Max 彩現 (Render)的過程，同時產生出該3D場景的「深度圖」。以下我將舉例來說明，如何使用3DS Max來產生「深度圖」。
 

當我們在3DS Max建構完成一個3D場景時，我們可以使用3DS Max功能列中的「Rendering\Render」來進行彩現(Render)。
 

 

在「Render」的對話框裡點選「Render Element」的頁面。
 

 

使用滑鼠左擊「Add」以叫出「Render Element」的對話框，並選擇「Z Depth」項目。此時我們要指定儲存「深度圖」(Z Depth)的路徑、檔名與檔案格式( 請用無壓縮BMP影像格式)。另外，我們也必須根據3D場景指定「深度圖」(Z Depth)的範圍(Z Min與Z Max)。
 

 

接下來，請選取「Camera」並在「Modify\Environment Ranges」裡設定Camera的攝影範圍(Near與Far)，此範圍必須是在前面所指定Z Depth的範圍裡。例如：我們可以設定「Near」為150，「Far」為450；如此範圍才會在前面所指定Z Depth的範圍(100 ~ 500)裡。 
 

 
當我們如前面將Camera的攝影範圍設定好，並且勾選了「Show」，則在Camera的視野(Camera view)表示，不僅會有「Camera 目標面」(Camera Target Plane)，還會加入「前景面」(Foreground Plane)與「背景面」(Background Plane)。(如下圖)
為了要得到最佳的「深度圖」(Z Depth)，我們應該要將3D場景中之所有3D物件(3D Models)安置在「前景面」(Foreground Plane)與「背景面」(Background Plane)之間。
假如3D物件(3D Models)的安置超出了「前景面」(Foreground Plane)，則彩現(Render)時，這3D物件(3D Models)之Z Depth值將會是255，而不會大於255，因為Z Depth的灰階值(Gray Level)最大是255；同樣地，如果3D物件(3D Models)的安置超出了「背景面」(Background Plane)，則彩現(Render)時，這3D物件(3D Models)之Z Depth值將會是0，而不會小於0，因為Z Depth的灰階值(Gray Level)最小是0。
 

請注意：在「深度圖」(Z Depth)的表達上，「前景面」(Foreground Plane)的灰階值(Gray Level)為255；而「背景面」(Background Plane) 的灰階值(Gray Level)為0。
 
然後在「Render」對話框中選擇「Common」的頁面，並確認將「Common 參數」(Common Parameters)裡的必要設定如「Time Output」、「Output Size」、「Render Output」、「Save File」、…等設定妥當，並在「Viewport」選項中選擇「Camera01」 (如例) 開始彩現(Render)這個3D場景。
 

 

當3DS Max開始彩現(Render)3D場景時，它也會同時將其「深度圖」(Z Depth)產生出來，並存入前面所指定的路徑位置。
 

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深度圖 (Depth Map)
目前堪稱最有效率，可以從一般2D影像製作成高品質3D立體影像的一種技術。其基本工作原理是：將一般2D影像依照其影像的遠近，由灰階(Gray Level)影像的值從 000(最遠)到255(最近)來表示，並建立一個與其對應2D影像尺寸完全一樣的「深度圖」；然後，由DIBR(Depth Image Based Rendering)軟體再根據這個「深度圖」將對應的2D影像，處理成所需要的「多視角3D立體影像」。
因此，要使用「深度圖」來製作3D立體影像，我們必須先具備兩個條件：
 

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「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9個Camera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9個Camera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。)

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在拍攝「3D立體影像」之前，我們必須要先確定這個「3D立體影像」拍攝完成後，是要以什麼樣的方式來呈現(或觀賞)？因為不同的觀賞方式，其所要求「3D立體影像」的視角數目(View Count)也會不同。以下我將以最簡單的兩個視角 (亦即左、右眼兩個視角)之「3D立體影像」為例，來說明如何以相機進行拍攝。
這個時候，讓我們再複習一下：「光角」使我們能夠分辨物體的遠近，是拍攝「3D立體影像」的基礎；要拍攝「3D立體影像」，其實就是在建構目標物的「光角」。所以，我們可以兩台相機從不同角度來拍攝同一目標物(多機單拍)；或是同一目標物旋轉不同角度給一台相機來拍攝(單機多拍)，其實道理是一樣的。
立體距離 (Stereo Base)
此外，在進行「3D立體影像」拍攝之前，這裡要介紹一個非常重要的名詞「立體距離」(Stereo Base)。這個「立體距離」，其實就是指我們兩眼的距離；如果以數位相機來模擬我們的雙眼，那麼這兩台數位相機中心點的距離，就是「立體距離」。
以我個人的經驗，兩眼觀賞景物最佳立體效果的範圍：約70公分 (成人手臂長度)至5公尺，若以三角函數則可以算出在70公分位置，目標物與兩眼所形成的「光角」約為6˚；若小於70公分，光角會大於6˚，(因人而異)則開始會以「鬥雞眼」觀賞景物而產生不舒服感；反之，若大於5公尺，則立體效果不佳。
 

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由本文的報導說明，其所使用的3D影像顯示/觀賞方法，很類似「愛爾得資訊股份有限公司」的「Auto3D Kit」產品，也是將3D鏡片貼附(或覆蓋)在顯示幕上，係可以移動的光學鏡片(Removable Lens)，並使用了「Autostereoscopic Overlay」這個名稱。
 

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要學會「3D立體影像」設計，必須先了解什麼是「視差」(Parallax)？
前面我們介紹了「光角」(Optical Angle)係目標物與兩眼所形成的角度，這是一個幫助我們分辨物體遠近的物理現象；那麼我們人類的生理結構又是如何來感受物體的遠近與層次(或深度)？這就是現在要介紹的「視差」(Parallax)。

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這裡所要介紹的3D立體影像(Stereoscopic Images)，就是真正需要由左、右雙眼才能看得 到具有深度、層次感 (更確切地說，應是具有第三度空間)的影像；而一般大家所認知的「3D」影像，其實是並不具有空間感的「平面3D」(Flat 3D或Mono 3D)影像，亦即不管您是用雙眼或單眼來看，它都不會有深度與層次感。
我們可以下面這個圖來說明，便可以很清楚地知道，為何「3D立體影像」必須要由左、右雙眼才能看到。

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小時候第一次看到「3D立體賀卡」，我就被其立體效果深深吸引住，久久縈繞在腦海裡，無法忘懷。及至唸大學時，才有機會去研究3D立體影像的原理，並且實際去拍攝、製作3D立體影像與立體鏡，從此就與3D立體影像結下不解之緣，至今也累積了超過三十年的3D立體攝影與十幾年的3D立體影像產品開發經驗，深深覺得3D立體影像是個值得推廣的一個產業，其應用範圍很廣，舉凡娛樂、教育、學習、研究、醫學(如電腦斷層掃瞄分析、視力矯正)、商業展示、藝術創作、 …等，皆有它的身影。但是， 國內從事這方面研究與應用的公司實在是微乎其微，加上網路上也難以蒐集到完整又符合自己需要的3D立體影像資訊。有鑒於此，乃願盡棉薄之力，利用閒暇之餘，將3D立體影像的原理與應用發展，能做一詳實的介紹，希望能藉此拋磚引玉，讓有心在此領域發展的同好，有個交流的機會，這也是我建這個部落格的初衷。
我的3D處女秀 (下面圖示的物件都已超過30年，對我而言卻深具意義)
下圖是我在大學 (約民國65年)開始研究3D立體影像的原理，並且以三夾板釘製一個架子(可以固定在三角架)給我的Konica雙眼相機作3D立體拍攝之用。當時主要是以拍攝靜態人、物、風景為目的；將相機固定在左邊的位置拍一張，再移到右邊的位置拍一張，其左、右位移6.5公分 (約兩眼之間的距離)。
 

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