立體攝影透視學(xué)原理！
潮爆資訊 時(shí)間：2010-04-10 16:00 來(lái)自：未知 編輯：admin 熱度：292
圖1.單眼水平視角圖
如圖所示：人單眼的水平視角最大可達156度，雙眼的水平視角最大可達188度。人兩眼重合視域為124度，單眼舒適視域為60度。
什么意思呢？
1.人眼其實(shí)觀(guān)看到的并不僅僅是一個(gè)具有重合視角的平面，而是一個(gè)超過(guò)180度魚(yú)眼鏡頭的188度環(huán)形平面，類(lèi)似于近期比較流行的環(huán)形電影屏幕。
2.人兩眼重合視域有124度。也就是說(shuō)在人眼觀(guān)看到的范圍內，只有這124度視角內的物體才有立體感。換句話(huà)說(shuō)只有這124度兩眼重合視域內觀(guān)看到的物體截面，超過(guò)了180度，以至于形成了立體感。
3.單眼舒適視域為60度。是講只有這單眼的60度范圍內的物體，人們才能夠看清楚，人眼才能夠聚焦。單眼剩余這96度（156-60=96）的視域，我們一般俗稱(chēng)為“余光”，其實(shí)是人眼并不敏感的范圍，也就是無(wú)法看清楚的。
當然我們所需要研究的是雙眼所呈現的立體視覺(jué)，以上這部分僅作陳述基礎知識，下面部分開(kāi)始立體視覺(jué)透視的探索。
圖2.雙眼水平視角圖
這里我以6厘米的瞳距為例，畫(huà)了這張雙眼水平視角圖。用photoshop做了一下修改，不同視角的不同區域均用不同顏色填充，因為都設定了30%的透明度，所以重合的區域可以很直觀(guān)地看到。
1.我用大寫(xiě)英文字母標明了不同的區域：D和E分別為左右眼的156度視角；B和C為左右眼60度舒適視域；A區為左右眼60度舒適視域重合部分。
2.用小寫(xiě)英文字母在視線(xiàn)的各個(gè)末端進(jìn)行了標注，這樣在說(shuō)明某個(gè)特定視角時(shí)會(huì )比較方便。例如：∠dxg為D區、∠cyg為D和E的重合部分。
很直觀(guān)的圖表，我門(mén)可以看到：
1.∠xyz實(shí)際上就是被鼻子擋住的位置，圖2全部白色的范圍實(shí)際上就是人眼的盲區，除了可以看到自己的鼻子和眼眶。
2.實(shí)際上只有∠cyg這個(gè)范圍內觀(guān)看到的事物才有立體感。
3.人單眼的舒適視域只有60度，也就是說(shuō)觀(guān)看到的物體和拍攝的照片以60度為最佳；立體攝影最大范圍為單眼124度【（156-90-4）×２】，即為雙鏡頭視線(xiàn)水平，雙倍的視線(xiàn)到兩眼內側的角度，也就是∠ixg和∠czj。
4.先說(shuō)60度舒適視角的立體成像?？梢钥吹骄€(xiàn)bf為我們以60度視角的鏡頭拍攝并合成的立體照片。其中bk和lf兩部分為未重合的二維部分，kl為重合的三維部分。相信大多數朋友拍攝立體攝影和立體視頻時(shí)都會(huì )發(fā)現這個(gè)問(wèn)題。而拍攝的畫(huà)面到底有多少范圍是沒(méi)有立體感的二維平面呢？如圖我們可以看到，就只有被攝物體水平面的12厘米（6ｃｍ×２）。那么我們6厘米的瞳距，1米的物距，拍攝出來(lái)的立體照片有百分之多少的立體部分呢？經(jīng)計算得出為89.6%，2米為94.8%，3米為96.5%，依此類(lèi)推應該說(shuō)被攝物體超過(guò)3米后，拍攝出的二維部分基本上可以忽略不計了。
5.到這里我們就可以說(shuō)明一個(gè)問(wèn)題，就是立體攝影標準的拍攝距離。還是看圖吧，很直觀(guān)：兩支鏡頭的光圈孔距為6厘米；單眼拍攝視角為60度，也就是35mm畫(huà)幅鏡頭的約31mm焦距；最近拍攝距離要大于線(xiàn)wo的距離，計算后得出5.5厘米。
６.如果超過(guò)6厘米的鏡頭光圈孔距怎么辦，像我的兩臺單反使得鏡頭光圈孔距達到15厘米？還是要計算一下，15厘米的瞳距，1米的物距，拍攝出來(lái)的立體照片中立體部分的百分比為（1×0.5774×２-0.15×２）÷1×0.5774×２=74%，其中0.5774為30度角的正切值。2米為87%，3米為91.3%，4米為93.5%，5米為94.8%，6米為95.7%，依此類(lèi)推應該說(shuō)被攝物體超過(guò)6米后，拍攝出的二維部分也可以忽略不計了。那么就可以說(shuō)，鏡頭光圈孔距增大后僅對近距離的被攝物體產(chǎn)生影響，當最近的物體超過(guò)3-6米后，近距離的物體變形基本上可以忽略。因為是以60度的人眼舒適視域進(jìn)行的計算，即便是光圈孔距達到15厘米，物距小于3米，所產(chǎn)生的透視變化仍然在人眼立體成像總視域的124度范圍之內。（示例1）
大家可以根據自己的實(shí)際情況計算一下立體成像占全畫(huà)面的百分比，一般達到九成后眼睛觀(guān)看就不會(huì )累了。套用這個(gè)公式（單位為米）：（最近物距×鏡頭視角一半的正切值×２-鏡頭光圈孔距×２）÷最近物距×鏡頭視角一半的正切值×２=百分比
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示例1：
圖為所用器材：雙D300+17-55+水平儀、金鐘雙機云臺板、三腳架
圖b.DX畫(huà)幅20mm焦距，相當于35mm畫(huà)幅的31mm焦距，視角約為60度；雙機平行拍攝，最近物體1米左右。
圖a.DX畫(huà)幅20mm焦距，相當于35mm畫(huà)幅的31mm焦距，視角約為60度；雙機平行拍攝，最近物體3米左右。
a b兩圖均為直接合成的紅藍立體照片，未調整畫(huà)面重合位置。前面我們說(shuō)到立體攝影拍攝距離的問(wèn)題，筆者使用鏡頭光圈孔距為15厘米的相機進(jìn)行拍攝，1米的物距只有七成多的立體成像范圍，而超過(guò)3米后達到九成以上的立體成像范圍。從小圖我們就可以看到，b圖比a圖觀(guān)看起來(lái)更加費力且透形變明顯，因為越短的物距，被攝物體所呈現出來(lái)的角度越大，雙眼合焦就越困難。通常平面立體成像觀(guān)看到的視角為大于180度，小于304度=360-{180-[180-（180-156+4+90) ]×2}。圖a觀(guān)看起來(lái)很輕松，因為是在舒適視域和舒適視距的范圍內拍攝的。大家可以下載看一下原圖，放大到100%尺寸的時(shí)候，仍然可以局部觀(guān)看a圖，但是b圖就不可以了，視角變形過(guò)大。
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接下來(lái)要說(shuō)說(shuō)為什么在標準的拍攝透視下，兩支鏡頭一定要相互水平而不是成夾角的。
圖3.雙鏡頭交叉拍攝的水平透視圖
立體攝影于平面攝影的區別，①不僅僅在于立體攝影具有可以觀(guān)看到被攝物體超過(guò)180度的透視感；②更在于在它具有更大的景深效果的照片中，人眼能夠在兩個(gè)透視關(guān)系的各個(gè)位置進(jìn)行對焦，觀(guān)者主動(dòng)地調整自己所看到的虛實(shí)和空間關(guān)系。
圖3我們可以看到，雖然鏡頭交叉拍攝的最近對焦距離，在相同的光圈孔距下較圖2的要短，但是ab與cd兩張照片所成的透視并不在一個(gè)平面上。c點(diǎn)和b點(diǎn)與ad線(xiàn)的垂直距離可是隨對焦距離的增加而增大的，在合成的立體照片cd中，單眼左右范圍居然產(chǎn)生了這么大的距離差，即便是不經(jīng)過(guò)計算，想必也能夠清楚畫(huà)面效果的變化，必然的變形的。（再次重申這里講的是最符合人眼觀(guān)看原理的照片，各位當然也可以通過(guò)這些原理做一些創(chuàng )新的效果）這樣雖然被攝主體物（兩鏡頭焦點(diǎn)）的透視和立體感比較好，但是主體物之外的前景和背景的事物，兩眼很難進(jìn)行合焦的，這樣的照片就不具備前面立體攝影的特征②。平面攝影是通過(guò)大光圈、淺景深來(lái)突出畫(huà)面中心以及主體；但是立體攝影是通過(guò)大景深、兩眼的合焦進(jìn)行突出的，跟人眼觀(guān)看事物的原理相同。立體攝影是通過(guò)特殊方法再現客觀(guān)對象的透視關(guān)系，觀(guān)眾再通過(guò)相反的這種方法進(jìn)行主觀(guān)觀(guān)看。
