实时合成立体与动画摄影装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种实时合成立体与动画摄影装置，它包括一个可伸缩的照相机身，相机镜头座，载有图像记录材料的片夹座，图像记录材料前设有柱镜屏，均架设在支架上，其中所述的支架上设有照相机直线移动装置，照相机的镜片座和相机片夹座均设置在直线移动装置上，镜头座与片夹座分别固接各自的偏围引导装置，照相机镜头座下接设有调焦装置。由于本装置拍摄扫描角度大，摄取的是景物多方位无数幅连续画面，立体感强，图像跳动及闪烁少。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种立体与动画摄影装置，尤其是一种可以多方位连续拍摄，实时合成的立体摄影装置。我们生活在一个三维世界中，其中的任何物体都既有高和宽，又有深度。可是，传统的摄影术只能拍出二维照片，即只能反映被摄物体的高和宽的照片。因此，近一个世纪以来，许多技术家都在尝试技术能够拍摄立体照片的照相机。这种照片在反映被摄物体的高和宽的同时，还能反映其深度。人的视觉系统通过许多视觉线索来获得三维知觉，视差是其中最有效的一个线索。当人注视一个物体时，两只眼睛从不同的角度看过去，从而形成略有不同的两个图像。右眼更多的看到该物体的右边，而左眼更多的看到该物体的左边。人的视觉系统能够从两眼视象对应点的视差中提取出深度信息。为了应用视差原理产生立体知觉，照相机必需产生至少两幅具有双眼视差的图像，并且这两幅图像能为两眼所分别接收。现已有很多方法可以产生立体照片。最早使用的一种方法为双眼立体成象法，该方法使用两架照相机或一架照相机在两个不同的空间位置上拍摄两幅图像。在观看时，借助于某种特殊装备，人的右眼只看到从右面拍的图像，左眼只看到从左面拍的图像。这两幅图像在人的大脑中自动合成，形成一幅立体图像。因为这样的图像仅由两幅二维图像合成，通过装置如立体镜观看时只能看到景物一个方位的静止立体图像三维空间成像技术又叫做自立体成像技术是对立体成像技术的重大改进。在自立体成像技术中，照相机拍摄多幅照片，而后这几幅照片经过后处理合成为一幅立体照片。这样一幅立体照片所含有的信息量(取决于用于合成立体照片的二维照片的数量)远大于使用双眼立体成象法所得的照片的信息量。如果观察者在通过某种装置如柱镜屏或狭缝屏观看照片时移动头部，他会感到是在从不同的方向观看同一物体，此感觉同在真实世界中观看物体极为相似。自立体成像技术的一种实现方式是拍摄时使用一架多镜头照相机，或者使用一架单镜头照相机，但该照相机可以移动至不同的空间位置。被摄物体的各个不同侧面被照相机所拍得，而后这些照片被以某种方式(使用光学装置或计算机)合成为一张立体照片。中国专利号为93203576.0的“小型四镜头立体照相机”，以及美国专利号为5337096和4800407的专利即为此种设计。这类方法的一个主要缺点是观看时图像有跳跃感当观察者移动头部时，他会看到图像从一幅跳换成另一幅，再跳换成别一幅。这种跳跃是因为用于合成立体图像的二维图像是分立的，不连续的。该方法的另一缺点是三维合成不能实时获得。必需经过一道后处理程序，费工费时，又可能导至误差。此外，多镜头相机一般镜头数量少，镜头间距小，因而合成的照片观察视角小，立体感不强。实现自立体成像技术的一种较佳方式是模拟人眼观看过程，使用一架单镜头照相机扫描被摄物体。该照相机必需具备某种移动手段，以便从变换的角度连续扫描被摄物体。这种连续扫描方法与分立拍摄方法相比，照片信息量大大增加，因而观察方位宽，跳动少，立体感强。此种扫描照相机通常与柱镜屏或狭缝屏相结合，后者放置于相机焦平面附近，且位于用于记录图像的感光胶片之前。可移动照相机与柱镜屏或狭缝屏的结合导致立体照片的实时获得，因而避免了多镜头拍摄所必需的复杂的后处理程序。美国专利2508587所提出的即是这样一种方法。在该设计中，照相机沿一弧形轨道移动，该弧形轨道的中心为被摄物体之所在。在扫描过程中，相机镜头总是对着被摄物体。另一相伴运动是柱镜屏以及紧贴其后的感光胶片在照相机移动过程中绕一垂直轴相对于相机镜头偏转。该照相机的应用受到限制，因为被摄物体到照相机的距离由弧形轨道的半径所预先确定，无法改变。美国专利4107712提出了应用扫描方法的另一种照相机设计。在该设计中，照相机的机体在整个扫描过程中是固定的。在快门开启时镜头后面的小光阑在水平方向扫描通过镜头的入射光线。位于镜头焦平面附近的柱镜屏以与小光阑相同的移动方向直线移动一预先设定的距离，而感光胶片则与相机机体一样固定不动。此设计的不足之处在于1、它需要一个大口径，高质量的镜头，该镜头难于制造；2、光阑扫描距离较小，因而所摄得的照片观察角度小，立体感不强；3柱镜屏的微小运动约一个节距需要高质量的控制系统，该系统的任何误差皆会导致所得立体照片的质量下降。中国专利号为94237196.8的“单物镜多狭缝扫描瞬时合成立体摄影装置”所描述的照相机设计包括两组镜头一组为普通镜头，另一组为微距摄影镜头。该设计以狭缝屏取代了柱镜屏。在曝光过程中做相对运动的组件有相机机体，微距摄影镜头，以及狭缝屏。相机机体沿直线轨道移动，与此同时微距摄影镜头和狭缝屏向相反的方向做直线运动。一张实时合成立体照片由此而产生。该设计所涉及到的运动比上述的美国专利4107712更为复杂，最终合成照片的质量要受到每一项运动精度的限制。而且，该设计仅用于120小画面，如若放大，会有复杂的后处理工作，又失去了实时合成的意义。如上所述，在立体成像技术方面已有许多现成的设计，但是也存在各种各样的问题，使得这些设计无法产生高质量的，感觉自然的立体照片。本技术的主要目的就是针对现有技术之不足而提供一种实时合成立体与动画摄影装置，其不需要经过任何复杂后处理程序(胶片冲洗及贴附柱镜屏除外)，即可产生实时合成的立体图像的方法和装置。本技术的另一目的就是提供一种实时合成立体与动画摄影装置，使用其摄制的照片，立体感强，能从多方位连续看到被摄物体的多个侧面，且跳动闪烁少。本技术的再一目的就是提供一种实时合成立体与动画摄影装置，其可拍摄动画。本技术的目的是这样实现的一种实时合成立体与动画摄影装置，它包括一个可伸缩的照相机身，相机镜头座，载有图像记录材料的片夹座，图像记录材料前设有柱镜屏，均架设在支架上，其中所述的支架上设有照相机直线移动装置，照相机的镜头座和相机片夹座均设置在直线移动装置上，镜头座与片夹座分别固接各自的偏转引导装置，照相机镜头座下接设有调焦装置。所述的直线移动装置、偏转引导装置由计算机控制的直线滑行、偏转伺服机构接相应的机械装置构成其各伺服电机接伺服放大器，伺服放大器接伺服控制器，伺服控制器连接计算机的中央处理器，中央处理器连接显示器和键盘，调焦装置为电动调焦，其调焦电机的控制输入/输出信号接伺服控制器。所述的直线移动装置的滑行平台与传动齿杆套合，滑行伺服机构通过减速齿轮接传动齿杆。所述的偏转引导装置为滑行平台上设有共轴心的两偏转齿轮，镜头座与片夹座分别固接两偏转齿轮，两偏转齿轮分别通过减速齿轮与镜头偏转伺服机构、片夹偏转伺服机构相接。所述的伺服控制器接有照相机景深控制输入/输出信号。所述的直线移动装置的两端设有滑行极限开闭开关以及复位开关。所述的图像记录材料可为感光胶片，或是CCD阵列。所述的相机可用于动画摄影。根据上述技术方案分析可知，本技术可使所摄得的立体照片接近自然，无闪烁，且具有强的立体感，并且该方法易于实现，其装置容易制造，且可实时合成立体图像，即不需要经过任何复杂后处理程序。以下结合附图和具体实施方案对本技术做进一步的详细说明。附图说明图1为本技术的成像原理图。图2a至2c为本技术柱镜屏上柱镜单元在不同扫描位置的成像过程示意图。图3为柱镜屏上柱镜单元的几何构造示意图。图4为本技术成像的观看过程示意图。图5为本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实时合成立体与动画摄影装置，它包括一个可伸缩的照相机身，相机镜头座，载有图像记录材料的片夹座，图像记录材料前设有柱镜屏，均架设在支架上，其特征在于：所述的支架上设有照相机直线移动装置，照相机的镜头座和相机片夹座均设置在直线移动装置上，镜头座与片夹座分别固接各自的偏转引导装置，照相机镜头座下接设有调焦装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：潘晓刚，
申请(专利权)人：潘浩瀚，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]