专利名称：立体电影的拍摄及放映收看技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种立体电影的拍摄、放映及收看技术。
现有的立体电影技术存在如下缺陷或不足1、放映时，光源功耗大。现有的立体放映机，其两放映光路中需加装偏振镜，参见
图1，若左光路加装X方向偏振镜，右光路中加装Y放向偏振镜，那么，放映时，从左放映镜头1出射的光强和从右放映镜头5出射的光强经各自的偏振镜后将分别减半，若要在映幕4上得到通常的放映亮度，则需将放映光源发光强度增加一倍。
2、立体效果差，放映立体电影时，映幕4上的画面由两幅画叠加而成，只有双眼各看其中一幅画，在视觉映像中才能产生立体感。见图1，左放映镜头1出射的光经偏振镜后为X方向偏振光2，右放映镜头5出射的光经偏振镜后为Y方向偏振光3，由于映幕4对偏振光的保持功能很差，X方向偏振光2在映幕4上成的像已成不完全偏振光，它既有原X方向的光线，又有一部分Y方向的光线；同样，Y方向偏振光3在映幕4上成的缘亦为不完全偏振光，则由映幕反射出的光线无论X方向还是Y方向都来自放映机的左右镜头，这样，即使观众戴上偏振眼镜，每只眼睛仍然能同时看到放映机左右镜头放映的画面，所以，不可能产生太强烈的立体感。
3、画面清晰度差。由于两摄影机拍摄角度不同，因此两盘胶片上景物间的相对位置是不同的，当两盘胶片上的景物在映幕上叠加时，将不可避免地出现景物间的错位，错位叠加的结果将使画清晰度下降。
4、观看立体电影必须配戴偏振眼镜，否则看到的画面十分杂乱。由于偏振眼镜的奎宁片透光性不很高，将有相当部分的光线被挡住，这样便降低了画面的观看亮度；且奎宁片本身呈兰灰色，通过它观看画面将改变画面本身的色彩效果。
本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种功耗小，立体感强烈其实，画面清晰的立体电影的拍摄及放映收看技术。
本发明的目的可通过以下措施来达到一种立体电影的拍摄及放映收看技术，在拍摄景物时，先用同步调焦、变倍的双镜头立体电影摄影机进行摄影，两镜头拍摄时分别成像于两盘胶片上；放映时，将所述摄影所得两盘胶片设置于立体电影放映机上，调整立体电影放映机两镜头夹角，使两胶片上的图像同步放映于映幕上，收看时，通过收看仪器收看，其特殊之处在于，放映时，调整放映机两镜头，使两胶片在映幕上的两画面靠近而不互相重叠，所述放映机两镜头出射的光不经偏振化地直接映于映幕上；所述的收看仪器采用双筒望远镜收看仪，收看时先调整收看仪器左右两镜筒前部的平面反射镜，使映幕上的两画面分别进入望远镜的左右视场，且使望远镜的左右视场大小只能看见映幕上相应侧的完全画面，则视觉映像产生清晰的立体画面。
本发明使观众能区分出远近两空间点间距的最小值为Lmin，则①被拍景物到镜头的距离L1减小，Lmin随之减小；L1增大，Lmin随之增大；②摄影机镜头焦距f摄增大，Lmin随之减小；f摄减小，Lmin随之增大；③摄影机两镜头节点距离b1增大，Lmin随之减小；b1减小，Lmin随之增大；④放影机到映幕距离L3增大，Lmin随之减小；L3减小，Lmin随之增大；⑤摄影机镜头焦距f放增大，Lmin随之减小；L3减小，Lmin随之增大；⑥观看仪角放大率Γ增大，Lmin随之减小；Γ减小，Lmin随之增大；⑦观看者距映幕的距离L4增大，Lmin随之减小；L4减小，Lmin随之减小。
本发明采用所述摄影机、放映机、收看仪器进行拍摄、放映、收看时，应满足下列条件， -9.41×10-9L42/Γ3-1.26×10-2L4/Γ≥0,]]>其中，ΔL1-景物空间深度，b1-摄影机两镜头节点距离，L3-放映距离，f摄-摄影机焦距，L1-被拍景物距摄影机距离，f放-放映机焦距，Γ-观看仪器角放大率，L4-观看者到映幕的距离。
附面说明如下图1为本发明所述现有技术放映收看的原理图。
图2为本发明被拍物与摄影镜头的几何关系图。
图3为本发明所述收看仪器的结构示意图。
下面将结合附图对本发明作进一步详述
人眼能在很大范围内根据物体对人眼的视差角大小来估计物体的距离，判断其远近。从光学上讲，人眼之所以能辨别出空间两点的空间深度，是由于两眼观看角度不同，则空间两点在人眼视网膜上的像的相对位置不同，这种不同在视觉映像中相对位置便形成空间深度。本发明便是将一定空间深度上的景物从不同角度观看时的位置差异，用摄影机胶片记录下来，以放映机放出，使观众通过观看仪器看到，以获得同观看实景时相同的视觉感受。拍摄时，用同步调焦、变倍的双镜头电影摄影机进行摄影，参见图2，设两摄影镜头节点为J1、J2，两镜头节点距离为b1，被拍物A距J1、J2的距离为L1，物体视差角为εA，一般L1≥b1，εA＝b1/L1，两边微分 (1)式便是景物空间距离ΔL1同视差角度化量ΔεA的关系式。设被拍摄物B距被拍物A的距离为ΔL1，由于摄影机两镜头都对焦于A点，J1A和J2A即分别为两镜头光轴，B点距J1A的距离为BO1，B点距J2A的距离为BO2，则BO1＝(L1＋ΔL1)θ1BO2＝(L1＋ΔL1)θ2设分别从两镜头方向看A、B两点的位置变化量为ΔL1*，则ΔL1*=B01+B02]]>＝(L1＋ΔL1)θ1＋(L1＋ΔL1)θ2＝(L1＋ΔL1)(θ1＋θ2)＝(L1＋ΔL1)εA将(1)式代入，得ΔL1*=b1ΔL1(L1+ΔL1)/L12----(2)]]>摄影机两镜头拍摄时，分别成像于两盘胶片上，设摄影机拍摄A点时焦距为f摄，ΔL1成于胶片上的像大小为ΔL2，则 将(2)式代入，得 (3)式便是空间A、B两点在立体摄影机胶片上的相对位置差值。
放映时，将上述摄影所得两胶片设置于立体电影放映机上，立体放映机两镜头出射的光分别将两胶片上的像同步放映于映幕上，调整放映机两镜头，使映幕上的两画面靠近而不重叠，放映在各自的区域，因而放映机光路中无需加偏振镜，而直接映于映幕上，加之观看仪的放大作用，放映亮度可适当降低，因而光源功耗小。设放映机焦距为f放，放映机至映幕之间的距离为L3，放映时ΔL2成于映幕上的缘为ΔL3*，则 将(3)式代入，得 收看时，通过收看仪器看映幕上的两画面，收看仪器是望远镜装置，参见图3，在其左右两镜筒7、8前部均设有平面反射镜9，调整之，使映幕上的两画面分别进入望远镜的左右视场，且使望远镜的左右视场为方形或矩形，其大小只能看见映幕上相应侧的完整画面，则视觉映像产生立体画面。望远镜的像距与物距成线性函数关系，其常系数k＝1/Γ2，Γ为角放大率。设观看者距映幕的距离为L4，ΔL3通过收看仪器成像于距观看者L5处，则有L5＝L4·k＝L4/Γ2(4)设映幕上ΔL3对观看者视角为ε1，则ε1＝ΔL3/L4将(4)式代入，得 设ΔL3通过观看仪器所成虚像大小为ΔL5*，ΔL5*对观看者视角为ε2，则ε2＝Γ·ε1将(5)式代入，得 则 将(4)、(6)式代入，得 景物A、B经摄影、放映，再通过收看仪器，所成虚缘的位置为L5，A、B两点位置差异大小为ΔL5*。位置差异的大小对应着一定的空间深度，设ΔL5对应的空间深度为ΔL5，根据图2及(2)式，令 ，ΔL1＝ΔL5，b1＝b＝65mm，其中，b为人眼标准瞳距，则有ΔL5*=65ΔL5·(L5+ΔL5)/L52]]>则ΔL5*=(-65L5+(65L5)2+4×65L52·ΔL5)/2×65----(8)]]>人眼的体视锐角为Δεmin＝10″(4.85×10-5rad)，设在L5处人眼能辨别出的最小空间深度为ΔL5min，由(1)式得Δϵmin=b/L52·ΔL5min]]>ΔL5min=ΔϵminΔ·L52/b]]>=4.85×10-5L52/65----(9)]]>使观众分辨出A、B两点空间深度的条件为ΔL5≥ΔL5min将(8)、(9)式代入整理，得 将(7)式代入，得 将(4)式代入整理，得 -9.14×10-9L42/Γ3-1.26×10-2L4/Γ≥0----(10)]]>当(10)式中参数量能使该式成立时，只要L1处景物的空间深度不小于ΔL1，则观看立体电影时，观众便能感受到其空间深度。
本发明还可用于电视系统和进行立体图片欣赏。用立体电视摄像机摄像，通过立体电视发送系统发送，接收器采用超宽型立体电视接收机，左右两半屏幕分别显示摄景物的两个侧面，通过立体电视观看望远镜即能欣赏到立体电视。用两台型号相同的照相机拍摄景物，将底片以相同的放大被倍数扩出，放入观看观视场即可观赏到立体图片。也可用正片拍摄，然后直接将正片放入观看仪视场进行观看。
本发明与现有技术相比具有如下优点1、观看方式灵活多样。利用现有电影院及放映设备进行播放，无需附加设备。配戴收看仪器可欣赏立体效果，直接观看则可欣赏到普通的清晰画面。采用一简单装置，使两胶片能同步经过一照明光源，配上观看仪器即可进行个人欣赏，而无需映幕、放映机等。
2、画面清晰。由于放映时不需将两幅画面叠加，而是放映在各自区域，因而每个区域的画面质量都十分清晰。
3、光源功耗小。由于放映时不加任何滤光镜，加之观看仪器的汇聚作用，放映亮度可以适当降低，因而光源功耗小。
4、立体感强烈而真实。当观众注视点放在某一景物上时，此景物将产生清晰的视觉印象，不和此景物在同一距离上的其它景物随着和被注视景物的距离的不断增大而在视觉感受中逐渐模糊，观众可以把注视点方在摄影镜头景深范围内任何景物上将其看清楚，这些视觉过程和观看实景十分相象。
权利要求
1.一种立体电影的拍摄及放映收看技术，在拍摄景物时，先用同步调焦、变倍的双镜头立体电影摄影机进行摄影，两镜头拍摄时分别成像于两盘胶片上；放映时，将所述摄影所得两盘胶片设置于立体电影放映机上，调整立体电影放映机两镜头夹角，使两胶片上的图像同步放映于映幕上，收看时，通过收看仪器收看，其特征在于放映时，调整放映机两镜头，使两胶片在映幕上的两画面靠近而不互相重叠，所述放映机两镜头出射的光不经偏振化地直接映于映幕上；所述的收看仪器采用双筒望远镜收看仪，收看时先调整收看仪器左右两镜筒前部的平面反射镜，使映幕上的两画面分别进入望远镜的左右视场，且使望远镜的左右视场大小只能看见映幕上相应侧的完全画面，则视觉映像产生清晰的立体画面。
2.如权利要求1所述的立体电影的拍摄及放映收看技术，其特征在于使观众能区分出远近两空间点间距的最小值为Lmin，则①被拍景物到镜头的距离L1减小，Lmin随之减小；L1增大，Lmin随之增大；②摄影机镜头焦距f摄增大，Lmin随之减小；f摄减小，Lmin随之增大；③摄影机两镜头节点距离b1增大；Lmin随之减小；b1减小，Lmin随之增大；④放影机到映幕距离L3增大，Lmin随之减小；L3减小，Lmin随之增大；⑤摄影机镜头焦距f放增大，Lmin随之减小；L3减小，Lmin随之增大；⑥观看仪角放大率Γ增大，Lmin随之减小；Γ减小，Lmin随之增大；⑦观看者距映幕的距离L4增大，Lmin随之减小；L4减小，Lmin随之减小。
3.如权利要求1或2所述的立体电影的拍摄及放映收看技术，其特征在于采用所述摄影机、放映机、收看仪器进行拍摄、放映、收看时，应满足下列条件， -9.14×10-9L42/Γ8-1.26×10-2L4/Γ≥0,]]>其中，ΔL1-景物空间深度，b1-摄影机两镜头节点距离，L3-放映距离，f摄-摄影机焦距，L1-被拍景物距摄影机距离，f放-放映机焦距，Γ-观看仪器角放大率，L4-观看者距映幕的距离。
全文摘要
一种立体电影的拍摄及放映收看技术，其采用立体电影摄影机进行摄影，成像于两盘胶片上，通过立体电影放映机同步放映，使两胶片在映幕上的画面靠近而不重叠，放映机镜头不加偏振镜，收看仪器是在望远镜筒前设置平面反射镜，映幕上的两画面分别进入望远镜左右视场，则视觉映像产生清晰的立体感强烈而真实的立体画面，克服了现有技术放映光源功耗大，立体效果差，画面不清晰等缺陷。
文档编号G03B35/00GK1143756SQ9511372
公开日1997年2月26日 申请日期1995年8月24日 优先权日1995年8月24日
发明者杨小宁 申请人:杨小宁