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立体图像所包含的内容很广泛。本栏目所讨论的立体图像指的是光栅（Lenticular）立体图像和滤色（Anaglyph）立体图像。

学习制作立体图像，你必然会遇到许多技术问题。笔者从事立体图像技术研究20年有余。现将有关学习体会和实践经验等资料呈上，供立体图像爱好者参考。

借此机会，向我的良师益友董太和先生（原浙江大学教授、博士生导师）、徐原能先生（原航天部西安空间无线电技术研究所所长、物理学博士）、邓家诚先生（原广州市光机电技术研究开发中心副总工程师兼光电技术研究所所长、天津大学教授）表示忠心的感谢！

借此机会，向把我引入立体领域的刘江涛先生表示忠心的感谢！

立体图像有什么用途 ？

作为视觉冲击力很强的立体图像，其用途由其载体形式或观看方式所决定。

以光栅材料为其载体形式的立体图片主要用于广告、摄影（尤其是婚纱摄影）、展览、室内装饰、商标、风景片、台历、月历等领域。随着立体电视和显示器的出现，立体图像必然会在传媒领域扮演重要的脚色。

双滤色立体图像是一种必须借助双滤色眼镜观看的立体图像，因此，互联网、电视频道将是其最好的展示舞台。此外，图书、明信片、旅游景点门票等领域也为其提供了广阔的应用范围。

立体图像是通过那些方法制作出来的？

制作立体图像是一种技术性很强的工作，受制于当时科技的发展水平和科技手段。目前，制作立体图像主要有以下几种方式：

1、立体照相的方法——利用照相机从不同角度对同一拍摄物体进行拍摄，获得具有不同视角的系列图像，再将系列图像通过技术处理，形成图像细节错位排列且图像画面具有光栅干扰条纹的一幅新图像，在其上面覆盖光栅，制作成立体图片（见图1、图2）。

图1

图2

真实

场景

拍摄

--->

底片

冲洗

--->

立体

照片

冲洗

2、通过3DSMAX等计算机三维设计软件设计三维立体效果图的方法——通过计算机3DSMAX等三维设计制作软件，完成系列图像的制作过程，然后通过计算机软件对系列图像进行合成匹配处理，形成图像细节错位排列且图像画面具有光栅干扰条纹的一幅新图像，在其上面覆盖光栅，制作成立体图片（见图3）。

图3

建立

三维

模型

--->

图像

渲染

--->

合成

三维

图像

--->

喷墨

打印

图像

--->

复合

光栅

材料

3、使用计算机绘图软件对一张平面图像进行三维设计模拟的方法——其系列图像的形成通过计算机的图形处理软件进行模拟，其模拟精确度主要取决于制作者对立体原理的理解。然后通过计算机软件对系列图像进行合成匹配处理，形成图像细节错位排列且图像画面具有光栅干扰条纹的的一幅新图像，在其上面覆盖光栅，制作成立体图片。

拍摄立体照片需要什么设备？

立体照片制作已经有了100多年的历史，其制作过程始终受制于当时科技的发展水平和科技手段。目前，拍摄立体照片最基本的设备是照相机及其滑轨。照相机可以采用单镜头的普通照相机，也可以采用3镜头、5镜头、7镜头、12镜头、24镜头等多镜头专用立体照相机。立体照片的理想拍摄方法是以拍摄对象为圆心，照相机做等距离水平移动，从多角度对拍摄物体进行拍摄。由于立体照相成像原理的特殊性，可以允许照相机在相当宽泛的距离范围内相对于拍摄物体平行移动进行拍摄，因此，对滑轨的要求并不苛刻。目前，滑轨有手动的和自动的2种，适合拍摄静物。多镜头专用立体照相机需要配合水平支架来使用，适合拍摄动态的景物。

以下专利信不信由你？

立体拍摄滑板——设计思路是将一板材保持在水平状态，在板材表面上刻有直线槽和若干条半径各不相同的圆的弧线槽，在直线槽和弧线槽上等距离或不等距离留有固定孔或栓，使一移动云台可以在板材上做直线或曲线移动。该器材可以代替目前的滑轨。——20040409

可以自动测试照相位置的单镜头照相机——设计思路是在照相机中增加光学测试和定位系统，进行立体拍摄时，可以不用携带其它设备，在拍摄第一张照片时，照相机内部的自动定位系统会按照你的要求自动测试拍摄对象的若干个点的水平位置和距离，然后，当你水平移动拍摄位置准备拍摄其余的照片时，系统会自动提示你所持照相机的位置是否符合立体照相移动数据的要求，你只需要轻轻地局部调整照相机的位置，在其到达预定位置时由系统自动拍摄。这种照相机适合拍摄静物。——20040409

照相机移动和旋转系统——设计思路是将若干台用于拍摄立体图像的照相机安装在这种照相机移动和旋转系统上，调整其中一部照相机，使其对准特定的拍摄对象，在对其进行调整和对准的同时，其它照相机与该照相机的相互距离和相对角度发生相应改变，使其满足立体图像的拍摄要求。——20040409

自动移动拍摄台——将机器人的原理运用到立体照相滑轨或滑板上。——20040409

依靠计算机软件制作立体图像复杂吗？

只要你了解了立体图像的制作原理及其过程，立体图像的制作并不复杂。立体图像的形成原理可以简单概括为具有不同视角的系列图像经细节错位排列形成一幅新的且图像画面具有光栅干扰条纹的图像。但是，这种排列必须符合小孔成像的原理。立体图像制作软件可以将其排列过程自动进行处理（见图4）。

图4

通过图象处理软件制作立体图象需要注意哪些因素？

用计算机软件制作立体图像，毕竟是一种模拟过程。3DSMAX的三维设计考虑到了立体成像的各种因素，是制作立体图像的一种理想方法，通过其渲染的效果图制作立体图像，仿真效果最理想。但是，如果使用平面图形处理软件对一张图像进行三维模拟，则需要尽可能多地考虑到决定三维成像的多种因素。运用计算机软件制作立体图像并使其立体效果尽可能完美的因素很多。根据笔者的经验，大致包括 “Y”、“Z”、“N”、“F”、“S”等主要环节。好的软件和教材必须充分考虑到这些因素。

是不是用任何一张平面图像都可以制作成立体图像？

并不是任何一张平面图像都可以变成立体图像。有的图像适合，有的图像不适合。如果用立体成像的方法制作 2个人并排站立的立体图像，其立体效果就不一定理想。即使使用立体照相机拍摄立体照片，有的相片的立体效果也不一定好。这是因为，立体照相有其特定的规律。照相机的镜头、照相机与物体之间的距离、照相机移动的角度、物体体积的大小、物体相互之间的距离及其在空间的位置，物体的色彩、光线、制作立体图片所使用的光栅的视角、厚度、节距、透明度、折射率，等等。这些因素都会影响图像的立体效果。所以，在制作立体图像时必须充分考虑这些因素。

用一张平面图像制作立体图像需要考虑哪些因素？

用一张图片制作立体图像，始终是通过计算机对图像进行三维模拟设计。在模拟过程中，必须按照立体成像的原理，全面分析各种立体成像因素，尽可能将其在三维设计中体现出来。有的软件或教材，就是没有全面了解立体成像的原理，其结果是制作出来的立体图片往往只有物体相互之间的层次感而缺乏物体本身的立体感。当然，用一张图片制作立体图像毕竟只是一种模拟，也许只能用“是否逼真”作为其评判标准。

目前使用Photoshop图形处理软件能否完成立体图像的合成？

采用光学方法制作立体图像，图像细节的错位排列是通过感光方法实现的，这种排列是遵循照相技术中的小孔成像原理的。目前，Photoshop 图形处理软件还没有开发出这种能够完全体现小孔成像原理所要求的图像细节的错位排列。换句话说，即使用Photoshop 图形处理软件进行图像的合成，所产生的图像细节的错位排列不是真正意义上的小孔成像原理所要求的错位排列，因此，往往会使合成的图像出现十分明显的锯齿现象，在光栅的放大作用下会严重影响立体图像的质量。我们的立体图像合成软件则充分考虑了小孔成像的原理，因此使用该软件就能使制作出的图像的质量得以提高。

立体图像的匹配是否很重要？

立体图像的匹配决定立体图像的观察效果。所谓匹配，就是说图像细节错位排列且画面具有光栅干扰条纹的立体图像必须同光栅的节距相互吻合，二者之间有严格的要求。采用光学方法制作立体图像，图像的细节通过光栅准确地投射到感光材料的表面，光栅条纹的节距和图像细节的宽度相互吻合，这是因为像纸在感光的时候也同时完成了与光栅条纹的匹配。但是，采用计算机软件制作立体图像，图像的制作和光栅的匹配不是同时完成的。如果匹配不好，就会在立体图片上看到周期性的条纹，图像越大，这种现象就越明显。许多软件（包括国外有关公司开发的）并没有解决这个问题。我们提供的软件将匹配精度提高到几千分之一，妥善解决了图像的匹配问题。

能否制作出立体空间无穷远的立体图片？

答案是否定的。因为这种说法本身就是不科学的。立体成像主要由光栅材料的结构和技术指标所决定。在光栅节距保持一定的前提下，光栅材料的厚度对立体效果就构成主要因素。一般来讲，光栅材料越厚，用这种材料制作的立体图片的立体效果越好。但是，材料的厚度不是无限制的。你可以想象出10公里厚的玻璃墙，但是你能造出来吗？无穷远的含义和10公里的界定又怎么能统一呢？据说目前世界上还没有人制作出1米厚的光栅。即使制作出1米厚的光栅，能从 1米的厚度里体现出无穷远的空间感吗？

能否在光栅立体图像合成制作前就看到立体效果？

一般来讲，光栅立体图像的立体效果必须在图像合成好以后，按照原图尺寸的大小打印出图像并覆盖光栅以后才能看到。但是，通过对图像进行双滤色处理后，就可以借助双滤色眼镜在显示器上直接观看立体图像。这种软件叫做双滤色立体图像制作软件。使用该软件，可以先将同一景物的 2张不同视角的图像进行合成，在显示器上直接观察立体效果，然后根据客户的需要对立体效果进行处理，这样就可以节约打印费用，节省工作时间。

什么是光栅？

光栅——制作立体图像时所用的一种光学材料。通俗地讲，若干个形状大小一样、光学性能一致的透镜在一平面上按垂直方向顺序排列，就形成光栅条，若干条光栅条按水平方向依次排列，就形成光栅板，通常称为光栅。立体图像就是利用光栅材料的特性，将不同视角的同一拍摄对象的若干幅图像或同一视角的若干幅不同的图像的画面细节按一定顺序错位排列显示在一幅图像画面上，通过光栅的隔离和透射或反射，将不同角度的图像细节印射在人们的双眼，形成立体或变换的效果。

从光学表现特征来讲，分为2类：

1、狭缝光栅——通过透射光将图像的立体效果显示在人们的眼前。

2、柱镜光栅——通过反射光将图像的立体效果显示在人们的眼前。

从结构来讲，其中柱镜光栅可分为2种：

1、柱镜光栅板；

2、柱镜光栅薄膜。柱镜光栅薄膜覆盖在不同厚度的透明塑料板或玻璃板上，就成为柱镜光栅板。

光栅的技术指标通常包括：

1、LPI（线数）——每英寸单位所包括的光栅条数，也有人说节距，就是每条光栅的宽度。LPI与节距的关系可以用下列公式表达：LPI=25.4毫米/节距。

2、视角——形成图像或观察图像时所能允许的角度。一般来讲，视角小，光栅厚，这样的光栅适合制作立体图像。视角大，光栅薄，这样的光栅适合制作变换图像。光栅线数多，适合制作小画面的立体或变换图，适合近距离观看。光栅线数少，适合制作大画面的立体或变换图，适合远距离观看。

采用喷墨打印技术制作多大幅面的狭缝光栅的立体图像比较合适？

受打印机打印定位精度、打印墨滴直径和狭缝节距的限制，用狭缝光栅制作图像，其面积以大于A3幅面为妥。

图像幅面大小与观察距离是否有关？

图像幅面大小影响观察距离。A4幅面的适合在0.5—1米的距离观察，A3幅面的适合在1—2米的距离观察，1米幅面的适合在3—5米的距离观察，等等。

打印机的分辨率和立体图像的打印有什么关系？

打印机的分辨率实际上叫做打印定位精度，通俗地讲，打印机分辨率的含义就是指打印机在连续不断的移动过程中，可以把墨滴打印在某一个指定的位置的精度。立体图像的技术术语叫做“图像细节的错位排列”。打印机就是要把细节打出来，同时，要把细节打印到指定的位置。所以，打印定位精度越高的打印机，其制作的立体图像的质量越高。不同打印定位精度的打印机适合不同宽度的图像和不同节距的光栅。例如，打印定位精度2880dpi的打印机，适合75——90LPI的光栅和20*25cm的图像；打印定位精度1440dpi的打印机，适合40——60LPI的光栅和40*50cm的图像；等等。

制作立体图像如何选择打印机？

打印技术的飞速发展使得打印机的性能不断快速提高。市场上提供的多款型号的打印机都可以打印立体图像。作为投资者，主要考虑的是资金和业务范围这样 2个问题，而资金问题中打印机的价格是最重要的问题，幅面越宽的打印机，其价格越贵。因此，打印机幅面的宽度范围和分辨率高低程度受制于2个因素——投资和业务范围。因此，我们提供以下资料供读者参考：

1、A4幅面（2880dpi以上）： 3000元以内不等，适合卡通图像、鼠标垫制作、个性化礼品等；

2、A3幅面（2880dpi以上）：30000元以内不等，适合婚纱摄影、装饰画、样品展示；

3、大型打印机1M宽幅面：（1440dpi以上）：60000元以内不等，适合广告制作等。

打印立体图像时需要注意什么问题？

打印立体图像必须使用固定的打印机。例如，打印测试卡和打印立体图像必须使用同一部打印机。这是因为，不同的打印机具有不同的打印分辨率。不同的软件对图像的处理方式不同，其处理文件的格式也多种多样。甚至，同一个图像文件在不同的软件中打开时，其尺寸显示不一定完全相同。以上这些因素都会影响立体图像的匹配。

什么叫测试卡？测试卡有什么用处？

测试卡是我们单独开发出的技术产品。测试卡分2种。

第一种测试卡叫“光栅材料测试卡”，或者叫“光栅测试卡”，它是用来测试光栅LPI的。

还有一种测试卡，叫“匹配测试卡”，是对图像进行匹配检测的。不同的光栅要用不同的匹配测试卡检测。

快速检测光栅的节距有什么意义？

由于光栅生产厂家工艺不同，材料配方不同，冷却环境不同，一定会导致生产出来的光栅存在各种误差。甚至同一家企业上午生产的光栅同下午生产的光栅就可能在节距问题上存在若干个像素的误差。有的公司提供40LPI的光栅，但是由于加工误差，有时可以变成39LPI的或41LPI的，这些误差必然会影响到立体图像的匹配质量。一般厂家出于经济利益的考虑，不会告诉你光栅误差的情况。我们提供光栅材料测试卡、匹配测试卡的目的，就是要让客户在购买和使用光栅时，有一种方便的工具，快速检测光栅节距的数据，为制作立体图片提供科学依据。

立体图像图库是如何制作的？

如同平面图像图库一样，立体图像图库为人们制作立体图像提供了便利。其实，客户完全可以自行制作立体图像图库。美丽的花园、特定的婚纱拍摄场景，等等，这些地方都可以作为立体图像图库的拍摄内容。只要严格按照立体图像成像原理进行拍摄和制作，相信每一位客户都会制作出越来越多的大师级的立体图像图库。

什么叫可以直接打印的光栅材料？

将喷墨打印涂料涂附在光栅材料的背面，这样形成的光栅材料就叫做可以直接打印的光栅材料。由于印刷和涂覆技术的不断提高，制作这种材料的难度并不大。

但是，能够将立体变换合成图像准确无误地打印在可以直接打印的光栅材料的背面，截止到2004年6月30日，还没有哪种型号的打印机能够实现这个要求。究其原因，大概有以下几点：

1、立体变换图像的光栅条纹必须准确地打印在光栅条纹的特定位置，每一条光栅条纹（节距）要和每一对图像细节相对应，换句话说，如果红绿蓝构成一组图像对，该图像对要正好打印在光栅条纹的中间，偏左或者偏右，都会影响立体变换图像的观看效果。这就需要打印机应该拥有光栅放置自动定位系统，还需要光栅的边缘裁切得非常精确，以便将光栅放置并调整到正确的位置，然后再进行打印。

2、立体变换图像画面上的光栅条纹必须和光栅材料本身的光栅条纹相互平行，其允许误差往往只能用1-2个像素单位计算。因此，打印机还必须确保光栅在向前移动时，不能发生任何偏移。目前已经被广泛使用的打印机的纸张放置传动系统根本无法达到这种要求。理想的打印方式应该是纸张保持不动，打印机头在横向打印的同时进行纵向移动。在这种平板式打印机没有开发并普及之前，很难保证立体变换图像的高质量。

3、普通打印机的进纸厚度最大允许值小于0.7mm，可以直接打印的光栅材料的厚度已经超过了打印机的允许误差范围,强行打印很容易损坏打印机。此外，打印机出纸部分的传转动齿轮会直接接触打印涂层，造成刮墨，直接损坏图像画面。

基于以上因素，笔者认为，在立体专用打印机没有开发并普及之前，推广可以直接打印的光栅材料是一种不负责任的商业行为。