移轴技术在3D立体摄影中的应用探讨

张婉琪 潘璋敏

摘要：移轴技术的出现有效地解决了诸多如透视变形、全区域清晰合焦的问题。本文通过探讨移轴技术的特点，以将移轴技术应用于3D立体摄影可带来的一些视觉效果上的优势来印证移轴技术在立体摄影中也是一种更为理想的摄影手段。

关键词：移轴；立体摄影；视觉；画面效果

1移轴技术简述

在以往，移轴是大画幅相机才有的一个主要功能。大画幅相机可以通过皮腔与机身间的平移、升降、俯摆的运动，改变镜头主光轴与成像面的位置进行移轴摄影。而现在，在科技的不断进步下，也可以通过移轴（Tilt-shift）镜头来实现移轴技术摄影。与普通镜头相比，它的结构特点是：光轴可以平移、倾斜，镜头本身可以旋转。通过平移、倾斜、旋转可以实现矫正畸变，打破焦平面位置在任何区域清晰合焦的特点。

2移轴的作用

移轴因为其倾斜、平移以及透视控制的功能，可以通过调整镜头来选择焦平面，用来矫正普通广角镜头拍照时所产生出的畸变。常把这种镜头的平移和倾斜功能组合使用，在纠正透视变形的同时，也能获得一般摄影镜头难以达到的全区域合焦的效果。例如，将摩天大楼拍出笔直耸立的效果，也可以将真实世界拍成像是玩具模型一样非常独特，这样效果的移轴摄影现在正在悄然兴起。

2.1矫正透视变形

一般在拍摄高大的建筑物时，为了拍摄到建筑物的全景，相机镜头都采用仰拍的形式。结果因为相机焦平面与高楼的主线存在一定夹角，造成透视畸变，所以拍摄出来的画面中的建筑物往往像是要塌下来似的。

在这种情况下，移轴技术很好地解决了这一点，通过移轴的平移与倾斜功能来调整这种变形，并且可以得到明显的效果。

2.2打破焦平面位置

（1）营造“微缩模型景观”效果。移轴摄影之所以看起来像是一个“人造城市”，是因为它的虚化效果。就像是微距拍摄一样，移轴镜头很好地利用了这一点，使得合焦部分和大幅虚化的部分存在于一张照片上。一般镜头在较长的摄影距离上无法拍摄出这样的效果，但是使用移轴镜头能够自由控制合焦面的方向，所以能够得到这样的特殊视觉效果。拍摄这些照片应该尽可能在高处，可以在高层大楼上透过窗户俯瞰拍摄，这样拍摄出来的真实世界的画面就像是微缩模型景观一样，非常独特。

（2）获取最大化的景深。移轴摄影镜头还可以被用来拍摄全区域清晰合焦的画面效果，也就是一般摄影中所说的大景深效果。通常在商业产品广告摄影以及建筑摄影中，我们经常利用移轴镜头的平移和倾斜功能，去矫正被摄物体由于透视产生的畸变，还可以利用其倾斜与透视控制的功能去完成全区域的清晰合焦，一定程度上达到景深最大化，完成普通镜头无法达到的特定效果，而这一特点也就是遵循了“莎姆定律”（莎姆定律指出，当被摄体平面、焦平面和镜头平面的三个平面的延长面相交于一直线时，即可得到全面清晰的影像）。在拍摄时，只要按照莎姆定律调整机身平面、镜头的倾角和被摄物平面三者间的关系，即使光圈开到最大，也可以获得大景深的效果。

（3）有效地避开一些不想被拍摄进画面中的物体。在用普通相机拍摄一些画面时，我们经常会碍于这样或那样不想被表现进画面内的一些物体，如在拍摄某一件反射体时，拍摄者及拍摄像机就会很尴尬地出现在反射物体的镜面上，或者通过一个狭窄的窗口想要拍摄窗口外面的景象，但相机无法完全伸出，在画面的边缘会有视线被挡。这时，我们只要通过平移、倾斜或旋转移轴镜头，就可以帮助我们很好地解决这些棘手的问题。

3移轴技术应用于3D立体摄影

3.1普通3D立体拍摄中存在的问题

立体摄影就是利用摄影机模拟人的双眼视觉，通过相机左右两个镜头主光轴的水平间距与会聚功能来拍摄模拟人左右眼分别看到的画面，并且进行后期图像合成处理，从而来实现对场景的三维立体化重现。观众只要佩戴上立体眼镜就能够看到画面中的立体效果。

在普通立体摄影过程中，由于左右两相机之间存在着间距，两相机的物平面不能完全重合，主轴之间又存在着夹角，从而会使左右两相机所拍摄到的景物存在不同的畸变，造成画幅对的左右画面之间的透视效果差异，且进一步又产生了垂直视差，影响着3D影像的立体画面效果，造成了立体视觉舒适度的下降。

3.2移轴技术应用于立体摄影中的效用

（1）消除因相机主光轴汇聚时产生的视差及透视畸变。在真实3D摄影中，通常以旋转摄影机的方向角度的方式来达到视点汇聚，但往往需要计算及其精密以及配备一些复杂的测算设备来完成，而最终达成的效果却不一定与实际花费的精力成正比。在这种情况下，移轴技术扮演了非常特殊的角色，摄影师可以轻松地通过移轴技术来形成汇聚。例如，移轴镜头的倾斜功能调整了楼宇的透视变形，使之不再像是普通摄影中要倒塌一般的视觉感受，使其更有屹立之感。移轴技术可以消除普通3D摄影技术中难以避免的楔形畸变、垂直视差以及焦平面上的清晰度等差异，从而来提高3D影像的质量。同时，在3D影像的后期合成中也消除了相对水平视差的问题。

（2）加强立体深度。对于3D立体摄影而言，最能表现其震撼的立体深度视觉感受的一定是大场景大景深的画面。在一般摄影中，我们就会首先使用广角镜头，一方面，虽然广角镜头能表现庞大的视觉场面，但也存在了相当大的透视畸变，这对于立体画面而言是一种很大的弊端，因为透视畸变就会产生左右画面合成之后的垂直视差，一有垂直视差，就会对3D立体画面在观看过程中产生叠影、模糊、不舒适的影响；另一方面，即使光圈开到最小，在一定程度上，还会产生焦外模糊的情况。这时，移轴镜头在3D立体摄影中的应用不但能满足前者的大场景并解决畸变，还能满足后者的大景深，使视场景深最大化，从而加强立体深度感。

（3）突出画面主体。正常情况下，相机焦平面与感光元件平面平行，用大光圈拍摄的话，焦平面上的景物肯定是清晰的，而焦外则是模糊的。若用移轴镜头打破焦平面，就能改变清晰范围。知道了这一原理，就可以通过移轴的本身优势来创造出我们想要的画面效果。其中一个优势就体现在了移轴镜头在立体摄影中对主体表现的突出，对画面主次层次感的划分。通过平移倾斜的功能原理来改变原来的焦平面位置，从而调整画面的主次轻重，将主体物放在想要突出的位置上，将多余部分或不想引起注意的事物虚化掉。在传统3D立体摄影中，我们就经常发现为了表现某一部分主体物，但又不可避免地将原本不想拍进画面的其他物体带入，影响了画面的整体效果。例如，大的块面或杂乱的线条，原本就没有立体感，进入画面后更加大大减弱了立体画面的整体感觉，这让摄影者很是头疼，这时在立体摄影中引入移轴，效果就不言而喻了。

（4）夸张被摄物体。通常情况下，近大远小的画面透视更适合立体画面效果展示时使用，由于移轴镜头的特殊物理原理，不但可以调节画面中物像的透视关系，而且还能将其相应夸大，加强视觉冲击力。

4总结与展望

本文从理论上来证明了移轴技术是更为理想的摄影控制技术，并提出在真实3D摄影中引入移轴技术的优势。由于透视畸变、垂直视差和清晰度差异对立体视觉造成的负面影响，以及在景深短、两摄影机之间的夹角大的条件下，移轴镜头为立体摄影带来了新的技术支持，并在打造立体感较强的画面的同时创造出不同一般摄影画面的震撼视覺感受。

立体摄影的诞生本身就是一种模拟人眼视觉的感受，移轴技术也能很好地契合人眼的视觉习惯。它就像人眼的视觉焦点，即使是在焦点的同一平面上的景物也可以是模糊的。所以，使用移轴镜头来拍摄3D立体画面，也是一种更无限接近人眼感官视觉的表现手段。在现代摄影艺术表现手段匮乏，3D立体表现力遇到瓶颈障碍的时期，我们摄影人士不妨多使用一些如移轴技术等的尖端摄影技术去开拓另一片融技术与艺术为一体的摄影篇章。