CN102447829B - 拍摄参数设置方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拍摄参数设置方法及系统，在本发明中，先确定反映三维电影立体效果和/或观看效果的效果参数，再通过输入模块输入所述确定的效果参数和其它已知拍摄参数，从存储模块中存储的公式中选择一个计算可调参数，然后由设置模块根据所述计算得出的可调参数设置拍摄系统以达到预想的立体效果和/或观看效果。本发明可以在拍摄的时候大致预知最终剧场观看时的观看效果，或者根据影片需要达到的立体效果计算出实拍时应使用的可调拍摄参数，包括焦距、成像面距离、物距等，以确保最终放映的立体效果。

Description

拍摄参数设置方法及系统

技术领域

本发明涉及数字电影技术，尤其涉及一种拍摄参数设置方法及系统。

背景技术

立体影片与平面影片比较，由于生动逼真，栩栩如生，能给人以强大的视觉冲击，因而有着广大的前景。然而，目前在拍摄立体影片时，拍摄参数的取值，例如实拍布景中的物距、摄像机参数等大多是由摄影师根据自己的经验或判断调整设置的，或者是通过选择一个事先提供的拍摄模式来自动设置的，这样拍摄出来的影片由于没有考虑到观众的视差张角，会使最终放映时观众观看不舒服。另外，为了在最终放映时达到预想的立体效果，必须不断对拍摄参数进行调整，这个过程很复杂，会造成时间、人力和财力的大量浪费，而且很难得到理想的拍摄效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术在拍摄时不能预知最终效果的缺陷，提供一种能根据预想的最终效果来设置拍摄系统的拍摄参数设置方法和系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

根据一个方面，一种拍摄参数设置方法，包括：

确定反映三维电影立体效果和/或观看效果的效果参数，所述反映三维电影立体效果的效果参数包括底片像差x和图像像差y，所述反映三维电影观看效果的效果参数包括距离银幕R的观众的视张角C；

根据所述确定的效果参数和其它已知拍摄参数从以下公式及其等效变式中选择一个计算可调参数：

第一公式x＝4*f*T*(D-d)/(T*T+4*D*d)、

第二公式y＝4*u*f*T*(D-d)/(w*(T*T+4*D*d))、以及

第三公式d＝(2*f*T*D*K-w*T*T*R*sin(C/2))/(2*f*T*K+4*w*D*R*sin(C/2))，

其中d代表物距、f代表焦距、T代表相机间距、D代表成像面距离、u代表水平分辨率、K代表银幕宽度、w代表底片宽度；

根据所述计算得出的可调参数设置拍摄系统以达到预想的立体效果和/或观看效果。

本发明拍摄参数设置方法中，所述等效变式包括第四公式d＝(4*u*f*T*D-w*y*T*T)/(4*w*y*D+4*u*f*T)和第五公式f＝(x*T*T+4*x*D*d)/(4*T*D-4*T*d)，所述第四公式是所述第二公式的一个等效变式，所述第五公式是所述第一公式的一个等效变式。

本发明拍摄参数设置方法中，所述计算可调参数包括根据确定的反映三维电影观看效果的距离银幕R的观众的视张角C以及其它已知拍摄参数选择所述第三公式计算物距d，所述其它已知拍摄参数包括银幕宽度K、底片宽度w、观众到银幕距离R、焦距f、成像面距离D和相机间距T。

本发明拍摄参数设置方法中，所述计算可调参数包括根据确定的反映三维电影立体效果的图像像差y以及其它已知拍摄参数选择所述第四公式计算物距d，所述其它已知拍摄参数包括水平分辨率u、焦距f、成像面距离D和相机间距T。

本发明拍摄参数设置方法中，所述计算可调参数包括根据确定的反映三维电影立体效果的底片像差x以及其它已知拍摄参数选择所述第五公式计算焦距f，所述其它已知拍摄参数包括物距d、成像面距离D和相机间距T。

根据一个方面，一种拍摄参数设置系统，包括：

输入模块，用于输入已知参数以及根据预想的立体效果和/或观看效果确定的效果参数，所述反映三维电影立体效果的效果参数包括底片像差x和图像像差y，所述反映三维电影观看效果的效果参数包括距离银幕R的观众的视张角C；

存储模块，用于存储第一公式x＝4*f*T*(D-d)/(T*T+4*D*d)、第二公式y＝4*u*f*T*(D-d)/(w*(T*T+4*D*d))、第三公式d＝(2*f*T*D*K-w*T*T*R*sin(C/2))/(2*f*T*K+4*w*D*R*sin(C/2))以及这些公式的等效变式，其中d代表物距、f代表焦距、T代表相机间距、D代表成像面距离、u代表水平分辨率、K代表银幕宽度、w代表底片宽度；

计算模块，用于根据所述存储模块中存储的第一公式、第二公式、第三公式和其等效变式以及输入模块接收的所述已知参数和所述效果参数计算可调参数；

设置模块，用于根据所述计算模块计算得出的所述可调参数来设置成像系统以达到预想的立体效果和/或观看效果。

本发明拍摄参数设置系统中，所述等效变式包括第四公式d＝(4*u*f*T*D-w*y*T*T)/(4*w*y*D+4*u*f*T)和第五公式f＝(x*T*T+4*x*D*d)/(4*T*D-4*T*d)，所述第四公式是所述第二公式的一个等效变式，所述第五公式是所述第一公式的一个等效变式。

本发明拍摄参数设置系统中，是与所述拍摄系统通信相连的处理器。

本发明拍摄参数设置系统中，所述输入模块是触摸屏、键盘或写字板。

本发明拍摄参数设置系统中，还包括用于显示所述公式和数据的显示模块。

本发明拍摄参数设置方法及系统的有益效果为：可以在拍摄的时候大致预知最终剧场观看时两眼画面在屏幕上将会有多少像差，或者根据影片需要达到的立体效果，计算出实拍时应使用的拍摄参数，包括焦距、成像面距离、物距等，以确保最终放映的立体效果。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是根据本发明实施例的三维电影的成像系统示意图；

图2是根据本发明实施例的三维电影的放映系统示意图；

图3是根据本发明实施例的拍摄参数设置系统的框图；

图4是根据本发明实施例的拍摄参数设置方法的流程图。

具体实施方式

本发明所提供的设置拍摄参数的方法，是通过对三维软件Maya相机和立体拍摄相机进行分析和推导，进而得出图像记录时候的底片宽度、镜头焦距、相机间距、成像面距离、物距、画面水平分辨率，以及在放映时剧场的屏幕宽、观看距离、屏幕像差之间的关系，形成公式，并经过实拍画面和Maya相机渲染画面数据得到验证。下面将详细介绍公式的理论推导过程。

图1是根据本发明实施例的三维影片的成像系统示意图。如图1所示，两个摄像机的间距为T，成像单元(底片、CMOS或CCD，后面通称底片)的水平宽度为w，两个摄像机光轴的交叉点处，即成像面，到达摄像机组中心的距离为D，摄像机拍摄的时候使用的焦距为f。为了简化问题，物体放置于摄像机组的正前方，物体到摄像机组中心的距离为d，分别在两侧的摄像机上成像。因为经过摄像机光心的光线方向不变，并且左右两侧的摄像机关于中心线对称，可以把物体在右侧摄像机的成像点对应到左侧摄像机的底片上，假设两个成像点之间的距离，即底片像差为x。

可以由图中的一些三角关系，得到一些变量的关系。

根据摄像机的成像原理，有：

$\cos \left(A\right)=\frac{f}{\sqrt{f^2+{(x/2)}^2}}$

又根据余弦定理，有：

$\cos \left(A\right)=\frac{[D^2+{(T/2)}^2]+[d^2+{(T/2)}^2]-{(D-d)}^2}{2\·\sqrt{D^2+{(T/2)}^2}\·\sqrt{d^2+{(T/2)}^2}}$

或者由正弦定理：

$\frac{\sin \left(A\right)}{(D-d)}=\frac{\sin \left(B\right)}{\sqrt{d^2+{(T/2)}^2}}$

由此，可以求出计算底片像差的第一公式：

x＝4*f*T*(D-d)/(T*T+4*D*d)

＝4*f*T*(1-d/D)/(T*T/D+4*d)

如果成像面距离D趋向无穷大，两摄像机平行，第一公式可以简化为：

x＝f*T/d

假设拍摄的时候图像水平分辨率为u个像素，图像上的像差为y，则计算图像像差的第二公式为：

y＝4*u*f*T*(D-d)/(w*(T*T+4*D*d))

图2是根据本发明实施例的三维影片的放映系统示意图。如图2所示，剧场里的屏幕宽度为K，以到屏幕距离R的观众来看，视张角为C时，投影放映的线性关系可以表示为：

x/w＝2*R*sin(C/2)/K

把x代入第一公式，可以得到计算拍摄时物距d的第三公式：

d＝(2*f*T*D*K-w*T*T*R*sin(C/2))/(2*f*T*K+4*w*D*R*sin(C/2))

以上只是理论推导，为了得到该方法的精确度，分别经过实拍画面和Maya相机渲染画面数据进行验证。

将拍摄画面实测像差和公式2计算的像差记录在表1中进行比较。

将Maya场景里的物距和公式3计算的物距记录在表2中进行比较。

表1

表2

如表1和表2所示，不管是对于实拍摄像机还是三维软件Maya中的虚拟摄像机，公式计算的误差都是比较小的，因此使用这一套公式在拍摄时进行指导是可行的。

在实际应用中，参数设置系统中的计算模块可以采用第一公式、第二公式和/或第三公式来进行计算，得到拍摄系统的可调参数譬如物距d、焦距f、成像面距离D等。例如，立体效果是由最初拍摄时记录在(虚拟)底片上的像差来决定的，因此，可以根据第一公式：

x＝4*f*T*(D-d)/(T*T+4*D*d)

设置需要的底片像差，计算出实拍时应使用的可调拍摄参数，例如焦距f、成像面距离D、物距d等，以确保最终放映的立体效果。

图3是根据本发明实施例的拍摄参数设置系统的参数设置系统的框图。参数设置系统可以是与拍摄系统通信相连的处理器，例如个人计算机等。如图所示，参数设置系统包括输入模块31、存储模块32、计算模块33和设置模块34。

输入模块31用于输入已知拍摄参数以及根据预想的立体效果和/或观看效果确定的效果参数。反映三维电影立体效果的效果参数包括底片像差x和图像像差y，所述反映三维电影观看效果的效果参数包括距离银幕R的观众的视张角C。已知拍摄参数可以是底片宽度w、焦距f、成像面距离D、图片的水平分辨率u、物距d、摄像机间距(瞳距)T、银幕宽度K、观众到银幕距离R、银幕像差y、夹角A等中的一个或多个。输入模块31可以是触摸屏、键盘或写字板。

存储模块32用于存储第一公式x＝4*f*T*(D-d)/(T*T+4*D*d)、第二公式y＝4*u*f*T*(D-d)/(w*(T*T+4*D*d))、第三公式d＝(2*f*T*D*K-w*T*T*R*sin(C/2))/(2*f*T*K+4*w*D*R*sin(C/2))以及这些公式的等效变式，例如第四公式d＝(4*u*f*T*D-w*y*T*T)/(4*w*y*D+4*u*f*T)和第五公式f＝(x*T*T+4*x*D*d)/(4*T*D-4*T*d)等。

计算模块33用于根据存储模块32中存储的公式以及输入模块31接收到的效果参数和其它已知拍摄参数计算相应可调参数。该可调参数可以是焦距f、物距d、成像面距离D等。

设置模块34用于根据计算模块计算得出的可调参数来设置成像系统以达到预想的立体效果和/或观看效果。

在本发明的另一个实施例中，参数设置系统还包括用于显示所述公式和数据的显示模块，例如液晶显示器。

在本发明的另一个实施例中，参数设置系统可以是一个设定了相应公式并具有自动计算功能的电子表格，实际拍摄的时候，可以根据影片要求输入相应的已知参数的数据或数据范围，就可以自动计算得到其他数据的限制范围。

图4是根据本发明实施例的拍摄参数设置方法的流程图。如图4所示，首先，确定反映三维电影立体效果和/或观看效果的效果参数，所述反映三维电影立体效果的效果参数包括底片像差x和图像像差y，所述反映三维电影观看效果的效果参数包括距离银幕R的观众的视张角C。然后由输入模块31接收用户输入的效果参数和其它已知拍摄参数。计算模块33根据接收到的效果参数和其它已知拍摄参数，从存储模块32中提取对应的公式进行计算，得到相应可调参数，然后将计算结果传送给设置模块34，由设置模块34根据得出的可调参数设置拍摄系统以达到预想的立体效果和/或观看效果。在本发明的另一个实施例中，还可以将得到的相应可调参数通过显示设备进行显示。

在本发明的一个实施例中，首先确定反映三维电影观看效果的距离银幕R的观众的视张角C，根据确定的反映三维电影观看效果的距离银幕R的观众的视张角C以及其它已知拍摄参数选择第三公式d＝(2*f*T*D*K-w*T*T*R*sin(C/2))/(2*f*T*K+4*w*D*R*sin(C/2))计算物距d，其它已知拍摄参数包括银幕宽度K、底片宽度w、观众到银幕距离R、焦距f、成像面距离D和相机间距T，最后根据计算得到的物距d调整所述拍摄系统中的物距以达到预想的观看效果。

在本发明的另一个实施例中，首先确定反映三维电影立体效果的图像像差y，然后根据确定的反映三维电影立体效果的图像像差y以及其它已知拍摄参数选择第四公式d＝(4*u*f*T*D-w*y*T*T)/(4*w*y*D+4*u*f*T)计算物距d，其它已知拍摄参数包括水平分辨率u、焦距f、成像面距离D和相机间距T。最后根据计算得到的物距d调整拍摄系统中的物距以达到预想的立体效果。

在本发明的另一个实施例中，首先确定反映三维电影立体效果的底片像差x，然后根据确定的反映三维电影立体效果的底片像差x以及其它已知拍摄参数选择第五公式f＝(x*T*T+4*x*D*d)/(4*T*D-4*T*d)计算焦距f，所述其它已知拍摄参数包括物距d、成像面距离D和相机间距T。最后根据计算得到的焦距f调整所述拍摄系统中的焦距以达到预想的立体效果。

通过使用本发明所提供的获取拍摄参数的方法和系统，就可以在拍摄的时候大致预知最终剧场观看时两眼画面在屏幕上将会有多少像差，或者根据影片需要达到的立体效果，计算出实拍时应使用的拍摄参数，包括焦距、成像面距离、物距等，以确保最终放映的立体效果。很大程度上提高了拍摄和放映质量，还可以节省制作三维影片的时间、人力和财力。

虽然本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或材料，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。

Claims (10)

1.一种拍摄参数设置方法，其特征在于，包括：

确定反映三维电影立体效果和/或观看效果的效果参数，所述反映三维电影立体效果的效果参数包括底片像差x和图像像差y，所述反映三维电影观看效果的效果参数包括距离银幕R的观众的视张角C；

从以下公式及其等效变式中选择一个计算可调参数：

根据确定的所述底片像差x，按照第一公式x=4*f*T*(D-d)/(T*T+4*D*d)的等效变式计算可调参数；根据确定的所述图像像差y，按照第二公式y=4*u*f*T*(D-d)/(w*(T*T+4*D*d))的等效变式计算可调参数；

根据确定的距离银幕R的观众的视张角C，按照第三公式d=(2*f*T*D*K-w*T*T*R*sin(C/2))/(2*f*T*K+4*w*D*R*sin(C/2))及其等效变式计算可调参数；

其中d代表物距、f代表焦距、T代表相机间距、D代表成像面距离、u代表水平分辨率、K代表银幕宽度、w代表底片宽度；

根据所述计算得出的可调参数设置拍摄系统以达到预想的立体效果和/或观看效果。

2.根据权利要求1所述的拍摄参数设置方法，其特征在于，所述等效变式包括第四公式d=(4*u*f*T*D-w*y*T*T)/(4*w*y*D+4*u*f*T)和第五公式f=（x*T*T+4*x*D*d）/（4*T*D-4*T*d），所述第四公式是所述第二公式的一个等效变式，所述第五公式是所述第一公式的一个等效变式。

3.根据权利要求1所述的拍摄参数设置方法，其特征在于，所述计算可调参数包括根据确定的反映三维电影观看效果的距离银幕R的观众的视张角C以及其它已知拍摄参数选择所述第三公式计算物距d，所述其它已知拍摄参数包括银幕宽度K、底片宽度w、观众到银幕距离R、焦距f、成像面距离D和相机间距T。

4.根据权利要求2所述的拍摄参数设置方法，其特征在于，所述计算可调参数包括根据确定的反映三维电影立体效果的图像像差y以及其它已知拍摄参数选择所述第四公式计算物距d，所述其它已知拍摄参数包括水平分辨率u、焦距f、成像面距离D和相机间距T。

5.根据权利要求2所述的拍摄参数设置方法，其特征在于，所述计算可调参数包括根据确定的反映三维电影立体效果的底片像差x以及其它已知拍摄参数选择所述第五公式计算焦距f，所述其它已知拍摄参数包括物距d、成像面距离D和相机间距T。

6.一种拍摄参数设置系统，其特征在于，包括：

输入模块，用于输入已知参数以及根据预想的立体效果和/或观看效果确定的反映三维电影立体效果和/或观看效果的效果参数，所述反映三维电影立体效果的效果参数包括底片像差x和图像像差y，所述反映三维电影观看效果的效果参数包括距离银幕R的观众的视张角C；

存储模块，用于存储第一公式x=4*f*T*(D-d)/(T*T+4*D*d)、第二公式y=4*u*f*T*(D-d)/(w*(T*T+4*D*d))、第三公式d=(2*f*T*D*K-w*T*T*R*sin(C/2))/(2*f*T*K+4*w*D*R*sin(C/2))以及这些公式的等效变式，其中d代表物距、f代表焦距、T代表相机间距、D代表成像面距离、u代表水平分辨率、K代表银幕宽度、w代表底片宽度；

计算模块，用于根据确定的所述底片像差x，按照第一公式的等效变式计算可调参数；还用于根据确定的所述图像像差y，按照第二公式的等效变式计算可调参数；还用于根据确定的反映三维电影观看效果的效果参数包括距离银幕R的观众的视张角C，按照第三公式及其等效变式计算可调参数；

设置模块，用于根据所述计算模块计算得出的所述可调参数来设置成像系统以达到预想的立体效果和/或观看效果。

7.根据权利要求6所述的拍摄参数设置系统，其特征在于，所述等效变式包括第四公式d=(4*u*f*T*D-w*y*T*T)/(4*w*y*D+4*u*f*T)和第五公式f=（x*T*T+4*x*D*d）/（4*T*D-4*T*d），所述第四公式是所述第二公式的一个等效变式，所述第五公式是所述第一公式的一个等效变式。

8.根据权利要求6所述的拍摄参数设置系统，其特征在于，是与所述拍摄系统通信相连的处理器。

9.根据权利要求6所述的拍摄参数设置系统，其特征在于，所述输入模块是触摸屏、键盘或写字板。

10.根据权利要求6所述的拍摄参数设置系统，其特征在于，还包括用于显示所述公式和数据的显示模块。

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