2024年3月29日发(作者：铁星泽)
现代电影技；
双镜头拍摄方法所取代。
理论探究
和上述图２所示方案相比是一项技术进步。
用于获得这种规格立体画幅对的单机体３Ｄ摄
影机的成像光学系统已有多种方案，按其所用分光
偏转方法可分为：空间分光偏转型和时间分光偏转
型两大类。空间分光偏转型：被摄体通过由反射镜
或棱镜等组成的分光偏转装置及摄影物镜将左右眼
两个影像偏转成上下排列并同时记录在胶片上。时
间分光偏转型：被摄体的左右眼影像按时间顺序交
替地由同一摄影物镜记录在胶片上。左右眼影像之
圈２
间不可避免地存在一定的时问差。
我国在研发３５ｍｍ／２Ｐ单机立体电影摄影系统
采用图２所；示附件与摄影镜头结合的拍摄方法
乍看起来简单易行，但它的主要缺点是：由于把左、
右两个立体画幅平行地安置在原来的一个画幅范围
内，从而导致所拍摄的有效水平视角明显减小（只
有原来的一半）。该方案虽然有可能调节立体摄影基
方面曾做过许多工作：宁波立体显示研究所于１９８２
年研制了属于时间分光偏转型的立体摄影机；而从
另一个方向上投入研究的单位较多，北京电影机械
研究所于１９８３年研制了ＳＫＬ３５ｍｍ型立体摄影装
置，北京６０８厂于１９８４年研制了双镜头立体摄影装
置，西安电影制片厂和河北汉光机械厂于１９８７年合
线长度，但由于上述主要缺点的存在，在实际３Ｄ
电影节目拍摄中未见采用。
作研制了ＬＳ一２０型立体摄影装置，它们都属于空
间分光偏转型。本文下篇将对上述几个系统做较详
、口 ——会———— Ｉ 一口广 一白色分格｛
口 、 ／‘ １
细介绍及分析。但可以指出，它们中的多数在不同
程度上都有这样或那样的明显缺陷。
２Ｏ世纪６Ｏ年代，苏联的７０ｍｍ电影生产已具
Ｉ 口 ‘｛ 口
ｌＩ
备一定基础。在此基础上，全苏电影照相科学研究
所（ＮＩＫＦＩ）等单位研发出一种命名为“７０一立体”
的７０ｍｍ单机立体电影系统。如图４所示，左右眼
ｌＩ ／ 口 左ｚ
！分西线 口 右： 十
口
一
’ ８ 口 ｉ口
． 口
口
立体画幅并列在原来７０ｍｍ／５Ｐ电影画幅范围内。
两画幅的水平中心间距为２６．４ｍｍ。７０一立体系统
口 三一 １ ｛口 丁
—
的摄影机配有专门设计的立体摄影镜头，它由装在
同一壳体内的两个结构等同、光轴平行的小镜头构
成。为了实现精确汇聚，两个小镜头的中心距可在
２４．４～２６．４ｍｍ之间调节。通过有关控制装置可实
／
～
！：——
图３
＿
现两个小镜头的同步对焦及同步调光圈。摄影机配
２０世纪７０年代，首先在美国出现了采用单条
胶片的３５ｍｍ／２ｐ单机立体电影系统。在３５ｒａｍ胶
片上，立体画幅对由上下排列的左、右眼两个画幅
构成，每个画幅对应２个片孔（图３）。从ｉ７ 保证了
水平视角不因为纪录３Ｄ影像而减小，画幅高宽比
变为１：２．３５（和变形宽银幕电影相当）。显然，这
有２８ｍｍ、３２ｍｍ、４０ｍｍ、５０ｍｍ、８０ｒａｍ、３００ｍｍ
等不同焦距的镜头系列。此外，为了能在一定范围
内（１５～１１０ｍｍ）改变摄影基线长度，还配备了由
棱镜构成的可加装于镜头前方的附件。多种型号的
“７０一立体”摄影机均配有３Ｄ双目取景器，便于摄
影师检查３Ｄ效果。本制式的主要缺点是：使用
２３—
现代电影技术
７０ｍｍ宽胶片却未能充分发挥其十分珍贵的可以获
得超大水平视场的潜力。
一 一
理论探究
公司的方案；另一个是美国Ｚｏｐｔｉｃ公司的Ｚ３Ｄ方
案。本文上篇重点讨论前者，关于Ｚ３Ｄ方案将在本
文下篇中阐述。
．
Ｕ
一
ｙ
２５ ４
ｙ
２５
Ｕ
三、日本Ｓｏｎｙ的单镜头３Ｄ摄影机成像
光学系统方案
２００９年１Ｏ月索尼公司在日本高科技电子展览
会（ＣＥＡＴＥＣ ＪＡＰＡＮ ２００９）上，展出了一台新近
研发（型号为ＨＦＲ Ｃｏｍｆｏｒｔ ３Ｄ）的单镜头３Ｄ摄
影机。图６是该机的外形，图７是目前见诸于互联
口 一
口
ｕ
■ — ■ ０
口
ｕ
口 口
Ｕ
ｎ
．
．
’
．
’ 一
网页上的该机的光学系统图。但该图却使不少（包
括笔者在内）的读者产生疑问［１］——这样的系统能
９ ２７
图４
够真正生成用于３Ｄ显示的具有水平视差的“立体
画幅对”吗？
２００９年以来，美国的Ｖｉｓｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ公司与
俄国的Ｏｐｔｉｃｓ Ｅｌｉｔｅｓ公司合作，已把“７Ｏ一立体”
的光学系统加以改进后安装于Ｐｈａｎｔｏｍ６５数字高速
电影摄影机上，构成了新的“Ｐｈａｎｔｏｍ—Ｓｔｅｒｅｏ一
７Ｏ”立体电影摄影机（图５）。Ｐｈａｎｔｏｍ ６５摄影机
具有面积和７０ｍｍ／５ｐ电影画幅相当的ＣＣＤ感光器
件，其最大分辨率为４０９６×２４４０。
图６
感
光
器
件
７
为此笔者对这种单镜头３Ｄ摄影机方案的可行
ｌ璺Ｉ ５
性进行了探索，本文阐述了这一探究结果，希望得
到同行们的指正。
Ｓｏｎｙ公司的方案是采用二次成像的方案。图８
显然，为了能消除已研发的单机３Ｄ摄影系统
的缺陷并同时避免双镜头系统所带来的操作上的不
便，新一代单镜头３Ｄ摄影机的成像光学系统必须
另辟蹊径，寻找新的设计方案。
目前，除上述Ｐｈａｎｔｏｍ－－Ｓｔｅｒｅｏ－－７０摄影机外，
是笔者构想的采用二次成像法的单镜头３Ｄ摄影机
的成像光学系统图。
主镜头１是系统的第一级。它是一组可供摄影
师选用的具有不同焦距值的定焦镜头。主镜头的功
最能引起人们关注的还有两种方案：一是日本Ｓｏｎｙ
２４—
现代电影技术 Ｎｏ．６／２０１１ ＡＤＶＡＩＶｔ￣ＤＭＯＴＩＯＮＰＩＯＴＩ．ＩＦＩＥ ＴＥＣＩ－Ｉ￣ＩＯＬＯＧＹ
理论探究
能是将所拍摄的景物（按一定比例缩小）成像于第
二级光学系统的人口处。从理论上说，主镜头１所
生成的影像并不是平面影像，它是所拍摄景物空间
的缩小的“三维光学模型”。
分别具有负值或正值的视差。拍摄时位于立体窗口
平面上的景物，在放映时均位于银幕平面上。
笔者认为，上述第二级成像系统的设计构思很
可能来源于立体显微镜的光学系统，因为两者十分
相似。图９是一种具有５个固定放大倍率的立体显
微镜光路示意图。物镜１具有较大口径并将物点成
像于无穷远。由物镜１射出的光束被分成平行且对
称的两路。在此两路光束中可以通过旋转鼓轮３，
加入或去掉两个伽利略望远镜系统２和４（它们并
不改变光束的平行性）以改变放大倍率，此后平行
光束通过消色差透镜５，转向棱镜组６后成像于目
镜７的前焦平面上。
图８
第二级光学系统的任务是将上述三维光学模型
成像于记录影像的图像传感器靶面上。它是生成立
体画幅对的关键部分。它由中继透镜２，两路反射
镜组３，左右两辅助物镜４，以及两个影像传感器５
等组成。中继透镜２的前焦面与拍摄景物三维光学
模型内的某个平面Ｒ相吻合并将该平面成像于无穷
远。由中继透镜射出的平行光束经反射镜组３后仍
保持为平行光束并被分为左右两束进入相应的辅助
物镜４，最终将包括平面Ｒ在内的三维景物光学模
型成像于左右两个影像传感器５的靶面上。也就是
说，景物空间内的某个纵深范围（它既包含与平面
Ｒ共轭的平面，又包含其前后一定范围）经两次成
像才被记录下来。这里十分关键的是：为了使所记
录的左右两个影像具有一定视差。必须使两辅助物
镜４的两条光轴与中继透镜２的光轴不重合，即它
们既保持平行。又在水平方向保持一定的偏离量。
由立体摄影的基本规律【２］可知，上述平ｉ面Ｒ及
与之共轭的位于拍摄景物空间的平面就是３Ｄ摄影
图９
四、上述光学系统的主要特点和有关计
算
１）第一级成像光学系统的主镜头１，将拍摄景
物空间的纵深范围大大压缩。如图１０所示，如果所
拍摄的物空间深度△Ｌ为从拍摄范围前界至后界问
时的“立体窗口平面”。在本单镜头系统中它们共有
两个：一个是位于系统第二级中的Ｒ平面，我们称
之为“内立体窗ＶＩ平面”；另一个是与Ｒ平面共轭
的位于拍摄景物空间内的平面，我们称之为“外立
体窗口平面”。位于该平面上的物点在两个成像靶面
上的像点没有视差；而位于该平面前或后的物点则
的距离，则与之相应的像方纵深范围△Ｌ 可根据几
何光学如下求出：
△Ｌ—Ｌｈ—Ｌ。；
△Ｌ
．
，
一
ｘ 一ｘ＇ｈ一 ｌ＿一 ｌ＿，
ｆ ｆ
纵深压缩率７可表示为：
２５—
现代电影技术
一 一
理论探究
二 二
该３Ｄ摄影物镜的放大率８一ｆ ／ｆ。，其中ｆ 为辅助
物镜焦距，ｆ 为中继透镜焦距；３为左右两影像传
感器。ｂ为两影像传感器靶面几何中心间距； 为
△Ｌ ｆ｛
其中：ｆ 为主镜头焦距；Ｌ 为拍摄范围前界面
与主镜头主平面间的距离；Ｌ 为拍摄范围后界面与
等效摄影物镜主平面与内立体窗口平面Ｒ间的距
离；ｈ为等效物镜光轴相对于靶面中心的水平偏离
量；ｆ：为等效摄影物镜的焦距。显然，上述等效系
统的几个参量有如下几何关系：
Ｈ—
主镜头主平面间的距离。
纵深压缩率７是一个很大的数。例如，当ｆ 一
４０ｍｍ；Ｌ。一１００００ｒａｍ；Ｌｈ一３００００ｍｍ时，
△Ｌ ＝Ｏ．１０７２４ｍｍ， 一１８６５０１。
由于此第一级成像系统的像方纵深范围△Ｌ 就
是第二级成像系统的物空间深度，可见第二级成像
系统所面对的拍摄空间纵深范围已变得十分狭窄。
“
ｂｆ。
２ｈ
这一系统属于以移轴法实现左右两光轴汇聚的
立体摄影系统。
其工作原理和计算方法可参见文献
［２，３］，本文不再赘述。
／ ／／／， ‘
Ｉ／ Ｆ
外窗口平面
／
．
．
内窗口平面
３）内立体窗口平面是第一级和第
二级成像系统相互衔接的重要位置。一
Ｉ
—
： ～ ． 一Ｉ一 一 二
ｊ （ ｆ．Ｊ｜ Ｘ一。 ｌ ● 叶卜 一卜 ＿△Ｌ
ｉ一 ＿．＿－ｆ１—－ ．●一ｆ ’
图１Ｏ
方面它是第一级系统的成像平面，另一
方面它又是第二级拍摄系统的“物面”。
两者必须准确重合。也就是说，如图１０
所示，根据拍摄要求，在主镜头焦距和
外窗口平面位置（即其与主镜头主面间
的距离Ｌ ）已选定的条件下，主镜头
２）第二级成像光学系统是生成立体画幅对的主
体和关键。图１１是说明第二级系统工作原理的等效
与内窗口平面间的距离
Ｔ 、／ｒ
即可计算得
出。即 一
Ｋ ‘１
。摄影师必须根据此计算结果
系统图。其中１为内立体窗口平面；２为两个并列
的３Ｄ摄影物镜。实质上，它是一个由图８中的中
继透镜２与辅助物镜４组合而成的等效摄影物镜。
ｈ
●
精确调节主镜头沿光轴的位置。这和普通摄影过程
的调焦操作相似（内窗口平面与普通摄影机片窗平
面相当），只能通过镜头座安装时的精确校准及精确
对焦刻度来保证。
ｈ
●．．．
ｒ一 —
显然，外窗口平面的位置应选在拍摄范围前界
Ｊ ｌ
，一 ‘
．
／
，
面与拍摄范围后界面之间。即 ＜ＬＲ＜Ｌ 。当然，
摄影师在选择Ｌ 和Ｌｎ时应考虑到主镜头的景深范
围 。
—、 ，一－一
、一
一 ＬＨ一
、
．一一，
１ 『
Ｊ ｌ
五、结束语
／
．
Ｉ ’Ｐ
通过以上分析可见，利用二次成像法实现３Ｄ
摄影机外部只有一个主镜头的方案是可行的。其优
／
１
１ 『
点除了摄影师工作时只需操控一个镜头从而使拍摄
过程简化外，还有以下几点：
图１１
１）通过统一光路同时生成左右（下转第２１页）
一
２６—
现代电影技术
电影胶片可以变化，电影制片厂也可以变迁，但电
综 述
历史机遇，机不可失，时不再来，“十二五”期间是
建设正规化电影制片厂安全制度的时候了！．：．
参考文献
［１］《工厂安全卫生规程》．国务院，１９５６年５月２５日．
影制片厂的安全技术知识仍旧不能缺少。随着更年
轻的一代人走进电影制片厂，那些我以前没遇到过
的新的安全技术知识，都会有机会见到。
６、结论
以教育范畴论，如果“三级安全教育”属于就
业安全教育，那么“烟火工艺规程”就属于专业安
全教育，而“安全技术参考资料”则属于职业安全
［２］《三级安全教育暂行办法》．长春电影制片，１９５６年．
［３］《解放军电影制片厂三级安全教育暂行规定》．八一电影制
片厂，１９５６年．
［４］《国务院关于加强企业生产中安全工作的几项规定》．国务
院，１９６３年３月３０ Ｅ１．
［５］《电影胶片的防火安全》．上海市电影局。１９６１年．
教育的范围。就电影制片厂的安全技术教育体系而
言，术业有专攻，递进有层次，就业有门槛。从一
个现代化的电影制片厂的安全文化角度看，一个都
［６］《电影制片厂的用电安全》．上海市电影局，１９６３年．
［７］《中央新闻电影制片厂安全技术管理工作条例》．中央新闻
电影制片厂，１９６３年．
［８］《电影技术烟火科学研究材料》（苏联）．北京电影制片厂，
１９５９年．
不能少，三个角度的安全教育同样重要。
在安全制度建设上，假设再添加某些《：外景拍
［９］《烟火工作规程手册》．长春电影制片厂，１９６２年．
［１０］《电影烟火工艺规程》．八一电影制片厂，１９６４年．
［１１］《电影烟火工作技术操作规程》．长春电影制片厂，１９７２
年．
摄安全工作第三方监管条例》、《职业资格举荐规定》
等先进安全技术规范，一种既传承了新中国电影制
［１２］
《特技烟火规章制度》．长春电影制片厂，特技车间
１９７２年．
片厂安全技术教育文化香火，又借鉴了国外先进的
电影制片厂的新型安全教育体系文化真传的安全制
度就水到渠成了。建国６Ｏ多年了，电影制片厂的安
全技术教育必须摆上议事日程，这是现代化电影制
［１３］
《特技车间规章制度》．上海电影制片厂，特技车间，
１９７５年．
［１４］《烟火分队工作管理条例》．八一电影制片厂，特技车间
１９７７年．
片厂建设的必修课，缺不得。
当然，这种全面的、正规化的、系统性：的、科
学化的电影制片厂安全文化的制度建设，在此时此
刻还是梦想。我们既要具有长远广阔的视野，也需
要有兼收并蓄的胸怀，还需要丰富的实践经验和深
［１５］ 《电影烟火药品概述》．八一电影制片厂，特技车间，
１９８０年．
［１６］《烟火药品的配制、使用、保管的补充规定》．八一电影
制片厂，技术室，１９８１年．
［１７］《烟火操作规定》．电影局，１９８４年．
［１８］《八一电影制片厂影视烟火工作安全管理规定》．八一电
影制片厂，２００８年．
厚的理论功底。从现在开始，我们必须努力，抓住
（上接第２６页）两个立体画幅，使所得两个画幅的
质量一致性明显提高。
［１９］《中央企业安全生产禁令》．发改委，２Ｏｌ１年．
但遗憾的是其所发布的该机的成像光学系统图却令
不少读者质疑。
２）摄影师无需特别关注，就能始终保持调焦面
与汇聚面的重合，这无疑对于提高拍摄成功率大有
好处。
为了使我国的３Ｄ影视工作者能在使用过程中
摸清单镜头３Ｄ摄影机的优缺点，在这一领域开展
相应的研发和实验工作是很有意义的。・
参考文献
［１］ｈｔｔｐ：／／ｗｗ ｗ．ｐｈｙｓｏｒｇ．ｃｏｍ／ｎｅｗｓ １７３６３４９１３．ｈｔｍ［．
［２］孙延禄．立体电影摄影的基本规律及立体电影摄影机．影
视技术，２００３（６，７，８）．
３）所拍摄影像，由于左右立体画幅上同距离同
名物点的视差值均小于用双镜头系统直接拍摄时的
数值，放映时如果放大倍率不过高，观众不戴眼镜
用裸眼也能够看到影像质量可以接受的２１１）画面。
因为，此时的由左右影像视差带来的模糊还小于人
［３３孙延禄．３Ｄ电影摄影基本技术操作参数的选择与计算方
法．现代电影技术，２０１１（４）．
眼可察觉的临界值。
日本索尼公司无疑是此种摄影机的首先开发者，
2024年3月29日发(作者：铁星泽)
现代电影技；
双镜头拍摄方法所取代。
理论探究
和上述图２所示方案相比是一项技术进步。
用于获得这种规格立体画幅对的单机体３Ｄ摄
影机的成像光学系统已有多种方案，按其所用分光
偏转方法可分为：空间分光偏转型和时间分光偏转
型两大类。空间分光偏转型：被摄体通过由反射镜
或棱镜等组成的分光偏转装置及摄影物镜将左右眼
两个影像偏转成上下排列并同时记录在胶片上。时
间分光偏转型：被摄体的左右眼影像按时间顺序交
替地由同一摄影物镜记录在胶片上。左右眼影像之
圈２
间不可避免地存在一定的时问差。
我国在研发３５ｍｍ／２Ｐ单机立体电影摄影系统
采用图２所；示附件与摄影镜头结合的拍摄方法
乍看起来简单易行，但它的主要缺点是：由于把左、
右两个立体画幅平行地安置在原来的一个画幅范围
内，从而导致所拍摄的有效水平视角明显减小（只
有原来的一半）。该方案虽然有可能调节立体摄影基
方面曾做过许多工作：宁波立体显示研究所于１９８２
年研制了属于时间分光偏转型的立体摄影机；而从
另一个方向上投入研究的单位较多，北京电影机械
研究所于１９８３年研制了ＳＫＬ３５ｍｍ型立体摄影装
置，北京６０８厂于１９８４年研制了双镜头立体摄影装
置，西安电影制片厂和河北汉光机械厂于１９８７年合
线长度，但由于上述主要缺点的存在，在实际３Ｄ
电影节目拍摄中未见采用。
作研制了ＬＳ一２０型立体摄影装置，它们都属于空
间分光偏转型。本文下篇将对上述几个系统做较详
、口 ——会———— Ｉ 一口广 一白色分格｛
口 、 ／‘ １
细介绍及分析。但可以指出，它们中的多数在不同
程度上都有这样或那样的明显缺陷。
２Ｏ世纪６Ｏ年代，苏联的７０ｍｍ电影生产已具
Ｉ 口 ‘｛ 口
ｌＩ
备一定基础。在此基础上，全苏电影照相科学研究
所（ＮＩＫＦＩ）等单位研发出一种命名为“７０一立体”
的７０ｍｍ单机立体电影系统。如图４所示，左右眼
ｌＩ ／ 口 左ｚ
！分西线 口 右： 十
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一
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立体画幅并列在原来７０ｍｍ／５Ｐ电影画幅范围内。
两画幅的水平中心间距为２６．４ｍｍ。７０一立体系统
口 三一 １ ｛口 丁
—
的摄影机配有专门设计的立体摄影镜头，它由装在
同一壳体内的两个结构等同、光轴平行的小镜头构
成。为了实现精确汇聚，两个小镜头的中心距可在
２４．４～２６．４ｍｍ之间调节。通过有关控制装置可实
／
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！：——
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现两个小镜头的同步对焦及同步调光圈。摄影机配
２０世纪７０年代，首先在美国出现了采用单条
胶片的３５ｍｍ／２ｐ单机立体电影系统。在３５ｒａｍ胶
片上，立体画幅对由上下排列的左、右眼两个画幅
构成，每个画幅对应２个片孔（图３）。从ｉ７ 保证了
水平视角不因为纪录３Ｄ影像而减小，画幅高宽比
变为１：２．３５（和变形宽银幕电影相当）。显然，这
有２８ｍｍ、３２ｍｍ、４０ｍｍ、５０ｍｍ、８０ｒａｍ、３００ｍｍ
等不同焦距的镜头系列。此外，为了能在一定范围
内（１５～１１０ｍｍ）改变摄影基线长度，还配备了由
棱镜构成的可加装于镜头前方的附件。多种型号的
“７０一立体”摄影机均配有３Ｄ双目取景器，便于摄
影师检查３Ｄ效果。本制式的主要缺点是：使用
２３—
现代电影技术
７０ｍｍ宽胶片却未能充分发挥其十分珍贵的可以获
得超大水平视场的潜力。
一 一
理论探究
公司的方案；另一个是美国Ｚｏｐｔｉｃ公司的Ｚ３Ｄ方
案。本文上篇重点讨论前者，关于Ｚ３Ｄ方案将在本
文下篇中阐述。
．
Ｕ
一
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２５ ４
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２５
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三、日本Ｓｏｎｙ的单镜头３Ｄ摄影机成像
光学系统方案
２００９年１Ｏ月索尼公司在日本高科技电子展览
会（ＣＥＡＴＥＣ ＪＡＰＡＮ ２００９）上，展出了一台新近
研发（型号为ＨＦＲ Ｃｏｍｆｏｒｔ ３Ｄ）的单镜头３Ｄ摄
影机。图６是该机的外形，图７是目前见诸于互联
口 一
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网页上的该机的光学系统图。但该图却使不少（包
括笔者在内）的读者产生疑问［１］——这样的系统能
９ ２７
图４
够真正生成用于３Ｄ显示的具有水平视差的“立体
画幅对”吗？
２００９年以来，美国的Ｖｉｓｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ公司与
俄国的Ｏｐｔｉｃｓ Ｅｌｉｔｅｓ公司合作，已把“７Ｏ一立体”
的光学系统加以改进后安装于Ｐｈａｎｔｏｍ６５数字高速
电影摄影机上，构成了新的“Ｐｈａｎｔｏｍ—Ｓｔｅｒｅｏ一
７Ｏ”立体电影摄影机（图５）。Ｐｈａｎｔｏｍ ６５摄影机
具有面积和７０ｍｍ／５ｐ电影画幅相当的ＣＣＤ感光器
件，其最大分辨率为４０９６×２４４０。
图６
感
光
器
件
７
为此笔者对这种单镜头３Ｄ摄影机方案的可行
ｌ璺Ｉ ５
性进行了探索，本文阐述了这一探究结果，希望得
到同行们的指正。
Ｓｏｎｙ公司的方案是采用二次成像的方案。图８
显然，为了能消除已研发的单机３Ｄ摄影系统
的缺陷并同时避免双镜头系统所带来的操作上的不
便，新一代单镜头３Ｄ摄影机的成像光学系统必须
另辟蹊径，寻找新的设计方案。
目前，除上述Ｐｈａｎｔｏｍ－－Ｓｔｅｒｅｏ－－７０摄影机外，
是笔者构想的采用二次成像法的单镜头３Ｄ摄影机
的成像光学系统图。
主镜头１是系统的第一级。它是一组可供摄影
师选用的具有不同焦距值的定焦镜头。主镜头的功
最能引起人们关注的还有两种方案：一是日本Ｓｏｎｙ
２４—
现代电影技术 Ｎｏ．６／２０１１ ＡＤＶＡＩＶｔ￣ＤＭＯＴＩＯＮＰＩＯＴＩ．ＩＦＩＥ ＴＥＣＩ－Ｉ￣ＩＯＬＯＧＹ
理论探究
能是将所拍摄的景物（按一定比例缩小）成像于第
二级光学系统的人口处。从理论上说，主镜头１所
生成的影像并不是平面影像，它是所拍摄景物空间
的缩小的“三维光学模型”。
分别具有负值或正值的视差。拍摄时位于立体窗口
平面上的景物，在放映时均位于银幕平面上。
笔者认为，上述第二级成像系统的设计构思很
可能来源于立体显微镜的光学系统，因为两者十分
相似。图９是一种具有５个固定放大倍率的立体显
微镜光路示意图。物镜１具有较大口径并将物点成
像于无穷远。由物镜１射出的光束被分成平行且对
称的两路。在此两路光束中可以通过旋转鼓轮３，
加入或去掉两个伽利略望远镜系统２和４（它们并
不改变光束的平行性）以改变放大倍率，此后平行
光束通过消色差透镜５，转向棱镜组６后成像于目
镜７的前焦平面上。
图８
第二级光学系统的任务是将上述三维光学模型
成像于记录影像的图像传感器靶面上。它是生成立
体画幅对的关键部分。它由中继透镜２，两路反射
镜组３，左右两辅助物镜４，以及两个影像传感器５
等组成。中继透镜２的前焦面与拍摄景物三维光学
模型内的某个平面Ｒ相吻合并将该平面成像于无穷
远。由中继透镜射出的平行光束经反射镜组３后仍
保持为平行光束并被分为左右两束进入相应的辅助
物镜４，最终将包括平面Ｒ在内的三维景物光学模
型成像于左右两个影像传感器５的靶面上。也就是
说，景物空间内的某个纵深范围（它既包含与平面
Ｒ共轭的平面，又包含其前后一定范围）经两次成
像才被记录下来。这里十分关键的是：为了使所记
录的左右两个影像具有一定视差。必须使两辅助物
镜４的两条光轴与中继透镜２的光轴不重合，即它
们既保持平行。又在水平方向保持一定的偏离量。
由立体摄影的基本规律【２］可知，上述平ｉ面Ｒ及
与之共轭的位于拍摄景物空间的平面就是３Ｄ摄影
图９
四、上述光学系统的主要特点和有关计
算
１）第一级成像光学系统的主镜头１，将拍摄景
物空间的纵深范围大大压缩。如图１０所示，如果所
拍摄的物空间深度△Ｌ为从拍摄范围前界至后界问
时的“立体窗口平面”。在本单镜头系统中它们共有
两个：一个是位于系统第二级中的Ｒ平面，我们称
之为“内立体窗ＶＩ平面”；另一个是与Ｒ平面共轭
的位于拍摄景物空间内的平面，我们称之为“外立
体窗口平面”。位于该平面上的物点在两个成像靶面
上的像点没有视差；而位于该平面前或后的物点则
的距离，则与之相应的像方纵深范围△Ｌ 可根据几
何光学如下求出：
△Ｌ—Ｌｈ—Ｌ。；
△Ｌ
．
，
一
ｘ 一ｘ＇ｈ一 ｌ＿一 ｌ＿，
ｆ ｆ
纵深压缩率７可表示为：
２５—
现代电影技术
一 一
理论探究
二 二
该３Ｄ摄影物镜的放大率８一ｆ ／ｆ。，其中ｆ 为辅助
物镜焦距，ｆ 为中继透镜焦距；３为左右两影像传
感器。ｂ为两影像传感器靶面几何中心间距； 为
△Ｌ ｆ｛
其中：ｆ 为主镜头焦距；Ｌ 为拍摄范围前界面
与主镜头主平面间的距离；Ｌ 为拍摄范围后界面与
等效摄影物镜主平面与内立体窗口平面Ｒ间的距
离；ｈ为等效物镜光轴相对于靶面中心的水平偏离
量；ｆ：为等效摄影物镜的焦距。显然，上述等效系
统的几个参量有如下几何关系：
Ｈ—
主镜头主平面间的距离。
纵深压缩率７是一个很大的数。例如，当ｆ 一
４０ｍｍ；Ｌ。一１００００ｒａｍ；Ｌｈ一３００００ｍｍ时，
△Ｌ ＝Ｏ．１０７２４ｍｍ， 一１８６５０１。
由于此第一级成像系统的像方纵深范围△Ｌ 就
是第二级成像系统的物空间深度，可见第二级成像
系统所面对的拍摄空间纵深范围已变得十分狭窄。
“
ｂｆ。
２ｈ
这一系统属于以移轴法实现左右两光轴汇聚的
立体摄影系统。
其工作原理和计算方法可参见文献
［２，３］，本文不再赘述。
／ ／／／， ‘
Ｉ／ Ｆ
外窗口平面
／
．
．
内窗口平面
３）内立体窗口平面是第一级和第
二级成像系统相互衔接的重要位置。一
Ｉ
—
： ～ ． 一Ｉ一 一 二
ｊ （ ｆ．Ｊ｜ Ｘ一。 ｌ ● 叶卜 一卜 ＿△Ｌ
ｉ一 ＿．＿－ｆ１—－ ．●一ｆ ’
图１Ｏ
方面它是第一级系统的成像平面，另一
方面它又是第二级拍摄系统的“物面”。
两者必须准确重合。也就是说，如图１０
所示，根据拍摄要求，在主镜头焦距和
外窗口平面位置（即其与主镜头主面间
的距离Ｌ ）已选定的条件下，主镜头
２）第二级成像光学系统是生成立体画幅对的主
体和关键。图１１是说明第二级系统工作原理的等效
与内窗口平面间的距离
Ｔ 、／ｒ
即可计算得
出。即 一
Ｋ ‘１
。摄影师必须根据此计算结果
系统图。其中１为内立体窗口平面；２为两个并列
的３Ｄ摄影物镜。实质上，它是一个由图８中的中
继透镜２与辅助物镜４组合而成的等效摄影物镜。
ｈ
●
精确调节主镜头沿光轴的位置。这和普通摄影过程
的调焦操作相似（内窗口平面与普通摄影机片窗平
面相当），只能通过镜头座安装时的精确校准及精确
对焦刻度来保证。
ｈ
●．．．
ｒ一 —
显然，外窗口平面的位置应选在拍摄范围前界
Ｊ ｌ
，一 ‘
．
／
，
面与拍摄范围后界面之间。即 ＜ＬＲ＜Ｌ 。当然，
摄影师在选择Ｌ 和Ｌｎ时应考虑到主镜头的景深范
围 。
—、 ，一－一
、一
一 ＬＨ一
、
．一一，
１ 『
Ｊ ｌ
五、结束语
／
．
Ｉ ’Ｐ
通过以上分析可见，利用二次成像法实现３Ｄ
摄影机外部只有一个主镜头的方案是可行的。其优
／
１
１ 『
点除了摄影师工作时只需操控一个镜头从而使拍摄
过程简化外，还有以下几点：
图１１
１）通过统一光路同时生成左右（下转第２１页）
一
２６—
现代电影技术
电影胶片可以变化，电影制片厂也可以变迁，但电
综 述
历史机遇，机不可失，时不再来，“十二五”期间是
建设正规化电影制片厂安全制度的时候了！．：．
参考文献
［１］《工厂安全卫生规程》．国务院，１９５６年５月２５日．
影制片厂的安全技术知识仍旧不能缺少。随着更年
轻的一代人走进电影制片厂，那些我以前没遇到过
的新的安全技术知识，都会有机会见到。
６、结论
以教育范畴论，如果“三级安全教育”属于就
业安全教育，那么“烟火工艺规程”就属于专业安
全教育，而“安全技术参考资料”则属于职业安全
［２］《三级安全教育暂行办法》．长春电影制片，１９５６年．
［３］《解放军电影制片厂三级安全教育暂行规定》．八一电影制
片厂，１９５６年．
［４］《国务院关于加强企业生产中安全工作的几项规定》．国务
院，１９６３年３月３０ Ｅ１．
［５］《电影胶片的防火安全》．上海市电影局。１９６１年．
教育的范围。就电影制片厂的安全技术教育体系而
言，术业有专攻，递进有层次，就业有门槛。从一
个现代化的电影制片厂的安全文化角度看，一个都
［６］《电影制片厂的用电安全》．上海市电影局，１９６３年．
［７］《中央新闻电影制片厂安全技术管理工作条例》．中央新闻
电影制片厂，１９６３年．
［８］《电影技术烟火科学研究材料》（苏联）．北京电影制片厂，
１９５９年．
不能少，三个角度的安全教育同样重要。
在安全制度建设上，假设再添加某些《：外景拍
［９］《烟火工作规程手册》．长春电影制片厂，１９６２年．
［１０］《电影烟火工艺规程》．八一电影制片厂，１９６４年．
［１１］《电影烟火工作技术操作规程》．长春电影制片厂，１９７２
年．
摄安全工作第三方监管条例》、《职业资格举荐规定》
等先进安全技术规范，一种既传承了新中国电影制
［１２］
《特技烟火规章制度》．长春电影制片厂，特技车间
１９７２年．
片厂安全技术教育文化香火，又借鉴了国外先进的
电影制片厂的新型安全教育体系文化真传的安全制
度就水到渠成了。建国６Ｏ多年了，电影制片厂的安
全技术教育必须摆上议事日程，这是现代化电影制
［１３］
《特技车间规章制度》．上海电影制片厂，特技车间，
１９７５年．
［１４］《烟火分队工作管理条例》．八一电影制片厂，特技车间
１９７７年．
片厂建设的必修课，缺不得。
当然，这种全面的、正规化的、系统性：的、科
学化的电影制片厂安全文化的制度建设，在此时此
刻还是梦想。我们既要具有长远广阔的视野，也需
要有兼收并蓄的胸怀，还需要丰富的实践经验和深
［１５］ 《电影烟火药品概述》．八一电影制片厂，特技车间，
１９８０年．
［１６］《烟火药品的配制、使用、保管的补充规定》．八一电影
制片厂，技术室，１９８１年．
［１７］《烟火操作规定》．电影局，１９８４年．
［１８］《八一电影制片厂影视烟火工作安全管理规定》．八一电
影制片厂，２００８年．
厚的理论功底。从现在开始，我们必须努力，抓住
（上接第２６页）两个立体画幅，使所得两个画幅的
质量一致性明显提高。
［１９］《中央企业安全生产禁令》．发改委，２Ｏｌ１年．
但遗憾的是其所发布的该机的成像光学系统图却令
不少读者质疑。
２）摄影师无需特别关注，就能始终保持调焦面
与汇聚面的重合，这无疑对于提高拍摄成功率大有
好处。
为了使我国的３Ｄ影视工作者能在使用过程中
摸清单镜头３Ｄ摄影机的优缺点，在这一领域开展
相应的研发和实验工作是很有意义的。・
参考文献
［１］ｈｔｔｐ：／／ｗｗ ｗ．ｐｈｙｓｏｒｇ．ｃｏｍ／ｎｅｗｓ １７３６３４９１３．ｈｔｍ［．
［２］孙延禄．立体电影摄影的基本规律及立体电影摄影机．影
视技术，２００３（６，７，８）．
３）所拍摄影像，由于左右立体画幅上同距离同
名物点的视差值均小于用双镜头系统直接拍摄时的
数值，放映时如果放大倍率不过高，观众不戴眼镜
用裸眼也能够看到影像质量可以接受的２１１）画面。
因为，此时的由左右影像视差带来的模糊还小于人
［３３孙延禄．３Ｄ电影摄影基本技术操作参数的选择与计算方
法．现代电影技术，２０１１（４）．
眼可察觉的临界值。
日本索尼公司无疑是此种摄影机的首先开发者，