解读《阿凡达》的版本之谜

首选双机放映 《阿凡达》3D版本揭秘

3D电影拍摄原理

在了解《阿凡达》3D版本之前，首先让我们回顾一下3D电影的拍摄原理。3D电影的D是英文Dimension(线度、维)的缩写，顾名思义3D电影可以让观众感受到一个与我们日常生活类似的三维立体空间，引领观众进入一个接近真实的虚拟世界。3D电影的拍摄原理来源于人眼的立体成像原理，人的两眼距离约5公分，两只眼睛除了瞄准正前方以外，看任何一样东西，两眼的角度都不会相同，即存在两个视角。这种细微的角度差别经由视网膜传至大脑里，就能区分出景物的前后远近，进而产生强烈的立体感。根据这一原理，如果对同一物体用两只眼睛视角的差距制造出两个影像，然后让两只眼睛分别只看到属于自己一边的影像，透过视网膜就可以使大脑产生拥有景深的立体感。因此3D电影在拍摄时，它会以人眼观察景物的方法，利用两台并列安置的电影摄影机，分别代表人的左、右眼，同步拍摄出两幅略带水平视差的电影画面。

大有学问的3D版放映方法

从3D电影的拍摄方法，我们可以看出放映的重点在于把3D电影拍摄的左、右眼影像分开，而分开的过程一般为以下两个步骤：

1.将左右眼的图像分开投射在屏幕上。分开投射好的方式是用两台放映机分别投射左右眼的图像(即大家常说的双机3D)，这是效果好的，亮度、对比度、饱和度、分辨率都没有损耗，目前双机3D、IMAX 3D都采用这种投射方式。索尼4K放映机的3D系统则是单机双镜分别投射两个2K画面，本质上跟双机3D是一样的，目前在北京、上海、苏州、重庆等大城市已陆续出现安装有双机3D的影院。从效果上来看，双机3D影院的亮度和整体效果会比使用单机的影院好很多。如果读者所在城市没有IMAX 3D又迫切希望体验佳3D效果，就可以去那些安装了双机3D的影院观看3D电影，一样会获得很棒的感受。

采用Barco放映机的双机3D实物图

而很多普通影院则采用单机3D放映，它基于单机3倍频时差式交替显示方法，也就是投影机连续切换投射左右眼的画面。这种方法的先天缺陷是会直接导致亮度的损失，同时容易出现重影。因为这类系统需要在镜头或眼镜处使用同步装置，而一旦使用同步装置则很可能因为同步不当，左右眼图像对应错误而出现重影。

2.对投射出的左、右眼图像进行分离，令眼镜左右眼分别接收属于左、右眼的图像，实现终的3D成像。按分离的方法3D放映系统又分为主动式和被动式两种。所谓主动式就是利用眼镜加装同步电子装置，控制左右眼镜片LCD快门的同步开关来实现3D效果的技术，常用于单机3D放映系统。需要看到左眼内容时就把右眼的LCD显示黑屏，需看到右眼内容时就把左眼的LCD显示黑屏，所以这种方法的亮度损失是比较大的。这种方式也有另一个名字，叫做日蚀方式。

投射的图像经过偏振眼镜后，左眼只能看到属于左眼的内容，
右眼只能看到属于右眼的内容，从而得到视觉上的立体图像。

国内影院现在主要使用名为XPanD的主动式系统，该系统安装很方便，影院只要连接一个控制眼镜何时切换的信号控制器到数字放映机即可。缺点就是亮度很低、眼镜成本高，一副眼镜需一两百美元。不过，因为安装简便、一次性投资成本低，令它成为现在国内常见的系统。如果读者去影院看3D电影，发现眼镜做工较好、印有XPanD的LOGO，那就是采用的这套系统。

而被动式系统现在国内影院用的也比较多，这种系统利用了光线有“振动方向”的特性，将属于不同的眼睛的信息编码到不同振动方向的光线里。举例来说，将左眼应该看到的画面透过一道垂直的栅栏送出来，右眼的画面透过水平的栅栏送出来，这样就将左眼的讯号编码成垂直振动的光，同时将右眼的讯号编码成水平振动的光。在观看者的这边，则戴着一副眼镜，左眼同样是垂直的栅栏，右眼也同样是水平的栅栏，显然只有给左眼的讯号才能通过垂直栅栏被左眼所看到，右眼的水平振动光线则会被挡住，如此就能给左右眼不同的影像。后通过双眼汇聚功能将左、右像叠和在视网膜上，由大脑神经产生出三维立体的视觉效果，展现出一幅幅连贯的立体画面。

被动系统在国内主要有三种：1.杜比3D，通过在镜头处加装同步的滤光轮将光谱按不同波段分开再通过眼镜分别接收。杜比3D系统改装容易，国内应用也很广泛，该系统的弱点是对色彩的表现影响较大。

2.Real-D，通过DLP投影仪以144帧/秒的速度交替投射供左右眼观看的数字影像，同时利用设置于投影仪前方的圆形偏振光滤光器“Z Screen”改变右眼及左眼影像的圆偏振光方向。在戴上粘贴有偏光膜的专用眼镜后，右眼和左眼就可以看到视角各不相同的影像。同时其帧速率为通常24帧/秒胶片放映的6倍，使图像的闪烁得以控制。此外，播放Real-D影片必须使用专门的“Silver Screen”金属幕，这种银幕为弥补偏光导致的反射降低，在表面蒸镀了铝，从而提高了反射率，使得Real-D在单机放映中拥有高的发光效率。

Real-D DLP投影系统与“Z Screen”

3.MasterImage，原理跟Real-D差不多，也是圆偏振，只是比RealD出现的更早些，镜头前加装的同步设备是较落后的转轮而非“Z Screnn”。被动系统的大特点是眼镜便宜，而Real-D甚至有使用一次性眼镜的产品。网上有种理论，认为3D眼镜看上去做工越好说明3D的效果越好，其实这种说法是完全错误的。事实恰恰相反，比如胶片的IMAX 3D眼镜就和以前的红绿眼镜一样，Real-D的一次性眼镜看上去也是相当廉价，但它们的效果却是较为出色的。

注：由于金属幕增益高，可以大大提高银幕亮度，文中所列亮度都是白幕(Real-D为金属幕)情况下的亮度比较。

然而，对于单机3D放映系统来说，无论是采用主动式放映技术还是被动式放映技术，现阶段它都有致命的缺点：亮度太低，播放3D电影的时候，发光效率只有原来的10%(Real-D由于必须采用镀铝的金属银幕、而非传统的白幕，发光效率三者中高，大约有15%)，换算成亮度大概是2D版本的1/4到1/5。因此，如果影院本来使用的灯泡就将寿终正寝，3D观影时观众就会觉得画面非常昏暗，达不到预期效果。

虽然影院会通过使用高增益的金属幕来提高屏幕的亮度，但总体上来说，这些措施并不能取得显著的效果改善。如果你的城市既没有IMAX 3D也没有双机3D，那么笔者认为单机系统的Real-D将是首选，毕竟Real-D在亮度和串扰度这两项技术指标上要优于其它的单机3D放映系统。