3D动画技术及其发展前景姓名：吴鹏程学院：理学院学号：081210326专业：信息与计算科学南京航空航天大学2014年11月【1】.视间距【2】.3英尺=1米; 1英寸=2.5厘米【3】.拉伸替换： ; 推挤替换：【4】.如LumaChroma 是一款高质量的、GPU 加速的多特效插件，用在Windows 的Adobe Premier 及After Effects 上，多功能特效包括基本的改善处理，如色度重构、虚光蒙版；立体处理功能，对齐处理等。
该插件的处理效果都可以实时预览。
【5】.国内从事三维动画制作的代表企业有：暴雪中国、环球数码、北京水晶石动画、深圳骄阳1摘要3D 动画又称三维动画（Three-dimensional Animation ）技术，是随着计算机软硬件技术和计算机图形学理论的发展而产生的一门新兴技术。
如今3D 的概念越来越普及，三维动画技术也广泛应用在建筑电影（也称为建筑浏览、建筑漫游），栏目包装，影视产品广告，影视特技，工业造型设计，二维动画，三维动画，游戏制作，网络动画等9大行业，也应用于军事、医疗模具，航空航天成像测控等高新技术方面，三维动画技术对生活和社会的影响作用越来越凸显，同时三维动画制作行业也是充满希望的朝阳行业，本文针对三维动画技术在3D 电影制作方面的具体应用以及3D 电影的发展历史和发展前景做具体的介绍讨论。
关键字：三维动画技术 3D 电影 朝阳产业 计算机图形学理论【1】.视间距【2】.3英尺=1米; 1英寸=2.5厘米【3】.拉伸替换： ; 推挤替换：【4】.如LumaChroma 是一款高质量的、GPU 加速的多特效插件，用在Windows 的Adobe Premier 及After Effects 上，多功能特效包括基本的改善处理，如色度重构、虚光蒙版；立体处理功能，对齐处理等。
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【5】.国内从事三维动画制作的代表企业有：暴雪中国、环球数码、北京水晶石动画、深圳骄阳3 3D 电影拍摄基本流程图素材采集时，通过摄像机对素材进行采集其技术要求如下：㈠．至少需要两台型号相同，设置参数（白平衡、感光度、快门速度、快门角度、曝光度、光圈、时钟或同步锁定、帧率、增益）相同，光学镜头一致的摄像机 ㈡．匹配几何形时有两个重要参数。
一是视间距【或称为立体基准（stereo base ）、轴间距（interaxial distance ）、孔间距（entraxe ）等】，决定3D 的立体程度，其效果是，当将两台摄影机间隔加大，我们能看到的物体就会变大，当压缩摄影机的间隔时，所看到的物体就会变小。
二是会聚点（convergence point ），如果两台摄影机轴线是平行的，所获得的3D 画面肯定100%在银幕前，只有无穷远处的景物才可以完好重叠，这在视觉效果上不会有什么3D 相差，如果希望有部分3D 场景在银幕后面，那就需要会聚摄影机。
光学轴线（O.A.）交叉点上的物体在银幕上不会显示出立体相差，而是显示在自己的界面上。
会聚的问题实质上就是梯形畸变效果，即当左相机画面与右相机画面重合时在视觉上形成立体深度缺陷和垂直视差，垂直视差会让人产生眩晕感。
在进行立体摄影时有一个3%规则。
3%规则是业余3D 图片摄影师的经验之道，其内容为在多数情况下，i.o.【1】的设定为从摄影机到前景距离的1/30是安全的，或者每3英尺设为1英寸【2】。
因此使用2.5英寸的视间距，多数3D 摄影机就能拍出漂亮的6英寸开外的物体照片。
但 2.5英寸的规律适用于正交立体（orthostereoscopy ）。
若3D 画面能完全复制出人的视觉，那它就是正交立体。
但是正交立体电影有其局限性，在正交立体电影中把电影世界会聚成影院里的虚拟画面的比例是1:1，而为了得到这样的结果需要把拍摄电影时使用的焦距和在电影院复制时人眼的角视场（angular field ）完全匹配。
这就要求我们要知道放映系统获得恰当正交立体的确切设置，也意味着在一块银幕上的正交立体到了另一块银幕上就可能不是正交的了。
正交立体运用的最佳场合是商业的产品展示，而在影片《英雄尼姆》（Heros de Nimes ）中也运用了这一技术。
随着3Ｄ技术的不断发展，出现了不断完善的处理技术和3D 理论，为此称之为新概念工具。
第一个工具便是视差概念的数字化，数字化带来的效果便是允许现代的立体摄影师将视差精确到像素。
第二个工具是深度预算（depth budget ），指整个电影的3D 立体深度要根据深度脚本（depth script ）来支出。
通过计算机生成素材主要有两个方向，一是在虚拟3D 世界中制作3D 立体，称为立体CGI ，二是通过计算机软件处理将2D 转化为3D 。
先介绍简单的2D 转化为3D 技术，即3D 立体转换技术。
其概念可以简单理解为通过重建另一个眼睛（甚至两个眼睛）的视图在平板的2D 画面上创造出3D 立体的效果。
立体转换中最出名的就算In-Three 公司了，他们因转换了《星球大战》 和《金刚》两部里程碑式的大片而为众人所知。
其专利【1】.视间距【2】.3英尺=1米; 1英寸=2.5厘米【3】.拉伸替换： ; 推挤替换：【4】.如LumaChroma 是一款高质量的、GPU 加速的多特效插件，用在Windows 的Adobe Premier 及After Effects 上，多功能特效包括基本的改善处理，如色度重构、虚光蒙版；立体处理功能，对齐处理等。
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【5】.国内从事三维动画制作的代表企业有：暴雪中国、环球数码、北京水晶石动画、深圳骄阳4 处理技术为“Dimensionalization ”，做法即是将画面中最重要的视觉元素分离出来，然后将其安排到不同的深度层次中，并进行弯曲使之圆润，还调用3D 立体数据和他们自己设计的模型。
在立体转换领域，显见的发展前景是实现2D-3D 的自动立体转换。
而这一假想的技术目前还存在着称为画面分割（image segmentation ）的问题，画面分割的目的就是实现将每个像素与场景里每个明确的物体对应起来，这是一个极其复杂的过程，因此如果能发明出有效的算法来实现这个功能那么下一个扎克伯格就会是这个发明者。
立体转换的四个基本方法：I.将画面裁切成小片，将他们弯曲使其变得圆润II.把深度贴图当替换贴图使用【3】III.将画面投射到3D 模型上IV.把运动视差变成立体的下面介绍立体CGI 技术：首先明确计算机虚拟摄像的设置与3D 摄像的系统预置没什么关系。
其次，虚拟摄像机的视间距与会聚可以实现完美的动态调整，不存在设备上的物理限制，这就诞生了新的视觉特效途径，如多摄像机组镜头。
I.正交立体的摄像机组在调试复杂的CG 摄像机之前，先了解银幕或者放映室的尺寸，或者监视器的大小，然后将他们用3D 模型复制出来，并将场景缩放到摄像机的视野中，这样就复制除了人的视觉画面，创建出了一个正交立体系统，其中物体显示的大小与CG 模型大小完全一样，尺寸也与银幕宽度相适，且圆满度为1：1，若需要动态调整摄像机组，只需要子啊场景中进行移动、等比缩放即可达到实际显示模型。
II.简单的CG 摄像机组：棍子机架⑴.创建一个六方体，然后沿着X 轴均匀拉长成一根长棍⑵加入一台摄像机，镜头朝向Z 轴，并将摄像机固定在棍子的一端⑶.在原摄像机上复制出另一台，并将复制的摄像机固定在棍子的另一端长棍即是机架，当我们进行参数调节时，调整的不是摄像机而是棍子的位置或者大小。
长棍机架一个可以改进的地方是棍子的形状，将其做成倒T 形，比例是Z=30*X 。
也可以使用锥状体来替换摄像机的立体椎体以及网膜竞争区，但要把握一下几点原则：⑴.根据3%的经验值来创建⑵.将3%运用到摄像机的焦距调整和最终银幕大小确定上⑶.通过等比缩放XYZ 来设定轴间距⑷.在渲染及摄像机视野中，将机架设置为不可见III.复杂的CG 摄像机：编程的机架编程实现的机架组合被称为结果驱动的摄像机组（result-driven rigs ），在动画制片厂有着广泛的运用。
结果驱动摄像机组可以控制三个立体界面——近面、远面、【1】.视间距【2】.3英尺=1米; 1英寸=2.5厘米【3】.拉伸替换： ; 推挤替换：【4】.如LumaChroma 是一款高质量的、GPU 加速的多特效插件，用在Windows 的Adobe Premier 及After Effects 上，多功能特效包括基本的改善处理，如色度重构、虚光蒙版；立体处理功能，对齐处理等。
该插件的处理效果都可以实时预览。
【5】.国内从事三维动画制作的代表企业有：暴雪中国、环球数码、北京水晶石动画、深圳骄阳5 银幕界面；用户近面和远面分别设置在摄像机获取的最近和最远的物体上，并设置近处和远处的视觉差。
摄像机组计算出视间距、汇聚角度以及银幕界面的位置。
Autodesk 公司是3D 动画工具研发领域著名的公司，其产品Maya 、3ds Max以及XSI 等产品应用广泛。
其中，2009版的Maya 配置了主动立体预看，实现了全色彩、全运动的实时3D 预览。
进行3D 剪辑时，人们对于剪辑手段的选择存在两个不同的观点，观点一是3D电影的剪辑依照传统规律进行；观点二认为3D 电影的剪辑需依照3D 规律进行。
但3D 电影制作者的长期实践经验在总结出了一条规律：如果画面视觉效果近似2D 就用2D 规律剪辑，如果画面视觉效果近似3D 就用3D 规律剪辑。
在数据处理层面，较强的3D 立体感意味着有较大的视差，这样视觉范围内的场景丰富度就会很大，对于细节把握的要求也会相应的增加，因此就需要用3D 的规律来剪辑影片，以实现最佳的视觉效果传达。
同时在剪辑时应该注意把握的两个技术要求是立体连贯和立体转场。
下面介绍一些有3D 功能的剪辑软件。
①Sony Vegas ProMake 3D 要求Sony Vegas Pro 8.0 以上的版本。
Make 3D 用于处理高清NTSC视频文件（1440*1080）。
不支持标清素材（720*480）或PAL 格式。
②Adobe Creative SuiteAdobe CS Premier 和After Effects 是最早的不限分辨率的视频制作工之一，在其已推出的CS4中，由于其系统大量使用了OpenGL 资料库，因此其实时预览3D 立体效果和渲染功能相当出色。
当然也可以在已有软件的基础上下载一些插件【4】来弥补一些功能上的不足。
下面介绍一些3D 立体剪辑系统：①．A VID用双视图流的立体集装（stereoscopic container ），画面以NX HD 格式存储在Avid Nitix 服务器上。