了解 After Effects 中的立体 3D

了解立体 3D 及其在 After Effects 中的使用方法。

要理解什么是立体 3D，就必须了解感知深度。有许多线索能帮助我们感知深度。

透视中的物体、遮挡关系和相对大小都是判断深度的良好指标。如果一个物体比旁边的另一个物体小得多，我们的大脑就会认为它离得更远。我们的大脑已经知道这些物体彼此之间应该有多大。如果在我们视野中有两个物体大小大致相同，其中一个被另一个遮挡或正在遮挡另一个物体，我们的大脑就会推断出其中一个物体位于另一个物体的前方。（遮挡是指一个物体叠在另一个物体上并遮住另一个物体。）绘画或游戏之所以能呈现出 3D 效果，是因为它们遵循了这些规则。当您在 After Effects 中使用相机创建 3D 合成时，它也会遵循这些规则。

另一个重要的深度线索是镜头模糊。如果我们的眼睛（或相机镜头）聚焦于某个特定物体，而旁边另一个物体显得模糊，我们的大脑就会知道另一个物体要么位于该物体前方，要么位于其后。如果没有模糊现象，我们的大脑就会认为两者距离相近。当我们的眼睛聚焦于不同物体，视网膜使背景中未聚焦的物体变得模糊时，我们就能清楚地看到这种现象。我们的大脑无需我们意识到，就会将其解读为深度线索。这种现象很微妙，因为我们的大脑会将其无缝地融入我们的感知中。一般人通常不会注意到它。然而，我们可以通过放松眼部肌肉并使用以下（或类似）技巧来训练我们的眼睛和大脑，以体验并意识到景深。晚上透过有水滴的挡风玻璃看东西。当聚焦于挡风玻璃外时，水滴会变成被称为散景的小彩色光晕。同样，当聚焦于水滴时，背景中的路灯就会变成散景。这个效果可以闭着一只眼睛完成。因此，它与立体视无关，而是与我们的眼睛“镜头”聚焦有关，类似于相机镜头的聚焦方式。在尝试创建逼真图像时，了解景深如何与之相关非常重要，并且它与 After Effects 中的立体 3D 相辅相成。 

最后，可以说最强大的深度线索是立体视。立体视是我们的大脑能够接收来自不同视角的两幅输入图像，并理解两个不同物体彼此之间距离有多远的能力。关键在于，由于我们的眼睛在头部相隔一定距离，每只眼睛都能看到我们面前世界的一个略有不同的视角。看一个附近的物体，闭上一只眼睛，然后左右交替睁开眼睛几次。然后对一个远处的物体尝试同样的练习。 您会发现，近处的物体在视野中左右跳动的幅度要比远处的物体大得多。如果近处的物体与远处的物体大致在同一方向上，近处的物体就会在远处物体的两侧切换。这就是立体视的工作原理基础。大脑会获取您视野中物体之间的相对水平距离，并通过比较它们来理解这些物体在深度上的相互关系。有理论认为，鸽子摇头是为了获得深度感知（因为它们的眼睛位于头部两侧，否则无法看到深度）。如果只用一只眼睛看，就会失去立体视深度线索。然而，如果仍然闭着那只眼睛，左右摇头，您就能再次感受到深度。眼睛之间提供不同视角的这种间隔是立体视的关键。

在 After Effects 中构建立体 3D 合成时，牢记所有这些深度线索非常重要。在现实世界中，我们可以向大脑提供矛盾的信息来欺骗它。像艾姆斯房间、无限楼梯或移轴摄影这样的视觉错觉，都是如何操纵深度线索和欺骗我们大脑的例子。（移轴摄影是一种方法，通过在图像中添加后期处理的景深模糊效果，使广阔的景观呈现出微缩模型的感觉。）由于 After Effects 让您能够控制所有这些深度线索，因此保持对它们之间相互作用的控制，并确保它们不会给大脑提供太多相互矛盾的深度线索，这一点非常重要。在现实生活中，我们可以通过巧妙的方式操纵周围环境来创造视觉错觉。但在数字领域中，不一致性往往被视为不自然，甚至可能导致眼睛疲劳或头痛。立体视作为最强大的深度线索，也不例外。确保在不同屏幕上观看立体效果时不会感到不适，这一点至关重要。观看体验会因屏幕大小以及观看者与屏幕之间的距离而有所不同。

立体成像是一种数字技术，通过欺骗大脑来使其感知立体视。该技术通过向每只眼睛呈现不同的图像来实现。左眼看到的是虚拟或真实相机从左侧视角拍摄的场景画面。同样，右眼看到的是右侧视角的图像。通过这种方式，每只眼睛独立接收到不同的图像，大脑将它们组合起来，从而让我们感知到深度。在显示器上观看立体 3D 场景时，场景中的元素往往会凸出屏幕或陷入屏幕。立体视让我们觉得物体比显示器实际距离更近或更远。

有许多不同的设备和系统可以将立体视效果传递到我们的大脑中。但一般来说，它们背后的原理都是相同的——让一只眼睛看到一个视角，另一只眼睛看到同一场景的不同视角。红蓝立体眼镜是最古老的方法，也是迄今为止成本最低的方法。不同颜色的镜片对每只眼睛的视野进行不同的颜色过滤。红蓝眼镜会过滤掉左眼的蓝色和右眼的红色。在显示端，左图像为红色，右图像为蓝色。然后将图像重叠。每只眼睛只能看到对应的图像。由于红蓝眼镜存在固有的颜色失真问题，因此很难准确地看到所有颜色。但这种设置非常简单，且在判断深度和会聚方面效果准确。偏振眼镜的工作原理很简单。屏幕上显示两幅图像，一幅图像仅发射水平偏振光，另一幅图像仅发射垂直偏振光。眼镜的偏振镜片使得每只眼睛只能透过一种方向偏振的光。主动快门眼镜通过以高速（通常为每秒 60 帧）交替遮挡左右眼，并在与显示器同步的情况下，每帧切换左右图像来实现立体效果。有些电视根本不需要使用眼镜，比如 Alioscopy 公司的电视。Aliscopy 采用柱状透镜技术，显示器上的透镜实际上会将光线折射到不同方向，因此每只眼睛只需处于与电视不同的位置，就能获得不同的视角。立体成像的方法还有很多。 

在现实世界中处理立体视时，唯一可能变化的是你面前物体的位置，而每只眼睛的视角只能基于此而变化。通过立体视使物体看起来更近的唯一方法就是将其实际放置得更近。您不能轻易改变双眼之间的距离、视角范围或瞳孔大小（至少不能自愿改变），来调整您所感知的景深。然而，在数字领域，由于上述所有因素都可以改变，因此存在更多变量。因此，在观看时，极有可能引入令人困惑且相互矛盾的深度线索，从而导致不适。

After Effects 中的 3D 深度线索

After Effects 将物体放置在虚拟 3D 空间中，因此透视、遮挡和相对大小等深度线索都会自动为你处理。沿相机 z 轴将物体移远会使该物体变小，并将其置于其他物体之后。改变相机视野范围会改变场景的视角。例如，广角镜头比长焦镜头能提供更多的透视深度线索信息。在相机图层中开启景深并调整光圈，会根据对焦距离添加镜头模糊效果。此外，还可以在 After Effects 中的任何 3D 合成中添加立体视效果。简而言之，概念很简单——为某个 3D 场景创建左相机视图和右相机视图，并将它们渲染出来。然后使用立体显示器以立体方式观看该合成。

在 After Effects 中创建立体场景

在 After Effects 中控制立体成像

完成场景制作后，可以开始调整立体 3D 控件。无需在主合成中进行进一步更改。

切换到立体 3D 合成，然后找到名为立体 3D 控件的图层。立体 3D 所需的所有控件都位于此图层的两个效果中。

立体场景深度

立体场景深度控件是更改相机轴间距的主要控件。增加此控件的值会使相机分开。此效果与将双眼分开的效果相同。在现实生活中，这非常困难且不自然，因此如果使用不当，此控件可能会产生非常痛苦的结果，因为我们的眼睛和大脑不习惯会聚的距离超过双眼距离所允许的范围。您最不想看到的就是观众为了将眼睛会聚在太近或太远的物体上而变成“斗鸡眼”。通常，为了获得最令人愉悦的效果，您希望相机的分离距离与双眼的分离距离相匹配。然而，这很难做到，因为最终输出可能是在（相对）较小的 50 英寸 3D 电视或非常大的 IMAX 屏幕上。在这两种情况下，屏幕上物体之间的距离可能会发生巨大变化，导致在一个观看屏幕上出现眼睛疲劳或斗鸡眼，但在另一个屏幕上则正常。因此，立体场景深度属性是按合成宽度的百分比来测量的。这样，如果您更改立体合成的尺寸，立体计算相对于新尺寸将保持不变。

更改立体场景深度值会使立体 3D 场景看起来更突出或更深入屏幕。将其重置为 0 会消除所有立体成像效果，所有内容都在屏幕平面上。

要了解此控件的作用，请考虑将相机分开会使场景中的所有物体水平移动，增加感知到的深度分离。这样，可以避免将物体移得更远或更靠近相机以创造更多深度。增加此值会增加物体从显示器中突出或陷入的最大量。

了解会聚

当我们的眼睛视角会聚在一个物体上时，如果该物体在左眼图像和右眼图像中的水平位置存在差异，我们的思维会将该物体组合成一个，并且我们的大脑会认为该物体位于一定距离处（由于视差）。

当两个物体在左右帧中的水平位置相同时，物体与相机的距离表示会聚平面。任何与该平面到相机距离相同的图层都会会聚。被会聚的物体似乎位于正在观看的屏幕表面。所有比该物体或该平面上的其他物体更靠近相机的物体似乎都会从屏幕中突出。所有比该物体更远离相机的物体似乎都会被推入屏幕更深处。

将会聚平面视为立体 3D 空间的锚点。这样，您可以前后移动 3D 物体，并直接控制物体是全部陷入屏幕、全部突出还是混合进出。要了解这些物体相对于平面在任一方向上突出的程度，请参阅立体场景深度部分。

内倾或平行相机与会聚点

我们的眼睛会稍微向所看的物体内倾。这种效果被称为内倾。在 After Effects 中，当您在立体 3D 控件中选择会聚相机时，就会产生这种效果。使用内倾可以提供更多控制，但需要考虑几个因素。当相机会聚时，您会改变视角，因为相机旋转了，从而引入了失真。左右相机的视角不再完全对齐。在拍摄现场立体视频时，您几乎从不希望相机骨架内倾。如果需要在后期制作中更改会聚点，需要校正视角失真。真实场景几乎总是使用平行相机拍摄的。如果您尝试将实景镜头与数字元素混合搭配，请记住这一点。如果您的场景仅由 After Effects 中的 3D 元素组成，那么使用会聚相机可能是安全且更优的选择。

会聚相机

在 After Effects 中，更改您的立体 3D 相机骨架的会聚点要容易得多，因为您可以相当轻松地更改相机的指向位置。确保已选择会聚相机，并更改会聚 Z 偏移属性。增大此值会使会聚点离相机更远，因此，当在 3D 显示器上观看时，场景中的所有物体都会向您突显出来。您可以通过更改会聚至属性来设置相机的会聚位置。通常，让左右相机会聚到主相机的兴趣点（默认）最为简便。但是，当尝试匹配会聚点和景深时，将其更改为相机位置（例如，加上焦距作为偏移量）会很有用。同样，您可以将会聚点与缩放绑定，以便在移动视角（在推入镜头时改变相机的视野）时自动保持会聚不变。 

平行相机

您也可以使用平行虚拟相机。如果您需要匹配实景镜头并向该场景添加数字元素，此技术非常有用。保持虚拟相机方向与镜头中所用相机一致，有助于使数字元素和立体镜头的视角保持对齐。

更改实景镜头的会聚平面就像更改左右图像的水平对齐一样简单。从概念上讲，这是有道理的：由于视差，左右图像中的每个物体都有不同的水平偏移量，具体取决于其深度。如果您对齐左右图像，使镜头中的特定物体在重叠时出现在完全相同的位置。现在，您的会聚点位于与拍摄镜头时到物体的距离相匹配的深度（或物体与虚拟相机的距离）。

您可以更改 3D 眼镜效果的场景会聚属性来更改平行相机的会聚平面。不过，请记住，由于它只是偏移最终图像，因此，如果您已经使用带有偏移量的会聚相机属性进行了会聚，那么它会对会聚进行额外更改。一般来说，仅在使用实景镜头或会聚相机关闭时，才更改 3D 眼镜效果的场景会聚属性。

增大场景会聚属性会使会聚平面离相机更远。场景中的所有物体都会从屏幕向观众突显出来。

一般来说，使用平行相机时，您的会聚平面应位于相机的缩放距离处。但是，当相机平行时，必须考虑偏移量。相机相隔一定距离，两种视角也是如此。要实现正确的会聚平面，您必须调整场景会聚以补偿相机的间距。减去立体场景深度（轴间间距）可以在使用平行相机和虚拟 3D 元素时保持会聚点不动。但是，使用会聚相机时不要这样做。在 3D 眼镜效果的场景会聚属性上设置表达式，以自动考虑这一点。另外，请确保 3D 眼镜效果中的单位属性设置为源百分比，以与立体 3D 控制效果中的立体场景深度单位相匹配；否则，需要进行额外计算。完成此操作后，您可以更改立体场景深度属性，而场景会聚不会改变。作为测试，当 3D 眼镜效果中的 3D 视图设置为差异时，尝试更改立体场景深度属性。您不应看到黑色区域来回移动，而只能看到其前方或后方物体的分离。使用以下平行相机表达式并将场景会聚设置为 0 时，会聚平面将位于相机的缩放距离处。

3D 眼镜效果场景会聚属性表达式：

try {
 var cameraOffset = effect("Stereo 3D Controls")("Stereo SceneDepth");
 var converge = effect("Stereo 3D Controls")("Converge Cameras");
 
 if (converge == false) {
 value - cameraOffset;
 } else {
 value;
 }
 } catch (e) {
 value;
 }

使用平行相机预览会聚平面

使用会聚相机时，要了解会聚平面离您有多远要容易得多。您可以直接设置会聚点和偏移量。

使用平行相机时，很难确定会聚平面在场景中的深度。要预览此效果，请将 3D 眼镜效果中的 3D 视图属性更改为差异。对齐的物体会变成黑色。任何对齐的物体都在会聚平面上。然后，如果您通过拖动属性值来更改场景会聚属性，则应该会看到一条较暗的带子在场景中移动。此带子是会聚平面在场景中来回移动。如果您切换到 3D 视图并戴上眼镜，此会聚平面上的物体似乎位于电视屏幕的平面上。

使相机与 Maya 匹配

要记住的一件好事是，通常我们的眼睛相距约 6 至 6.5 厘米。如果您尝试在另一个程序（如 Maya）中匹配相机间距，此事实非常有用。如果您从 Maya 导入相机（或空对象）且它们与立体骨架相机位置不一致，请尝试在轴间间距（立体场景深度属性）上添加以下表达式，以处理转换为 After Effects 单位的计算。在这种情况下，Maya 默认单位为厘米，且使用的是绝对单位。有必要抵消合成宽度百分比的计算。不过，如果您更改输出大小，可能需要对任何关键帧进行重新处理。使用此等式，您可以像平常一样拖动属性值。它会获取该值，并根据需要进行修改。

立体场景深度（轴间分离）表达式，用于匹配 Maya 相机：

value * (100.0 * 6.5 / thisComp.width);

如果您的相机位置不正确，请确保核实来自 Maya 的主相机与左右相机的相对位置。请记住，您可以在 After Effects 中的立体 3D 控件效果中更改配置，使主相机位于左右相机中间，或与左相机（主左）处于同一位置，或与右相机（主右）处于同一位置。

将景深匹配到会聚

要获得逼真的场景，您通常需要添加景深效果，不过除非使用长焦或微距镜头，否则这种效果并不明显。通常，您希望焦点与相机的会聚平面相匹配。使用平行相机时，这更加困难，需要一些目测。

使用会聚相机时，很容易使焦点距离与会聚平面对齐。以下是几种方法：

• 如果您希望焦点距离简单地跟随您的兴趣点，请在时间轴中右键单击相机图层，使用新命令。选择相机 > 将焦点距离链接到兴趣点。然后，确保您的立体 3D 控件效果属性设置为以 0 的偏移量会聚到相机的兴趣点。

将数字 3D 元素与来自真实相机的立体素材合成

拍摄完成后，您无法更改素材的立体场景深度。这样做需要更改相机的轴间分离，并为每个相机以新的视角拍摄素材。从已经录制的图像中获得不同的视角是非常困难的（尽管这个领域正在进行研究）。您最好的选择是将 3D 元素的立体场景深度属性设置为尽可能匹配拍摄时使用的相机间距。匹配可能会有些困难。通常，相机间距为 6.5 厘米，以模拟眼部间距。但根据相机尺寸，间距可能会有所不同（特别是当相机机身较宽且无法将相机放置得如此接近时）。有必要进行某种计算来补偿素材的尺寸。另外，请考虑正确的单位（如前所述），因为 After Effects 以像素为单位运行，而不是厘米。在这种情况下，手动调整可能是最简单的方法。

请记住，要匹配素材中的相机缩放值，您需要从素材会聚值中减去相机的间距。使用差异模式可能是使您想要位于会聚平面上的物体对齐的最简便快捷的方法。要实现最佳合成效果（且过程尽可能轻松），请确保将 3D 元素的会聚平面与立体素材的会聚平面相匹配。

ETLAT（编辑此处，查看彼处）

在使用立体 3D 进行编辑时，能够看清具体发生了什么以及您正在更改的参数如何影响立体 3D 骨架，通常是非常宝贵的。在 After Effects 中，有一种简单的方法可以对此有所了解：

• 打开一个新的合成查看器，一个用于查看初始场景合成，另一个用于查看最终立体 3D 合成。确保锁定这些视图，以免它们切换。
• 选择您的立体 3D 合成，点击控制图层，并锁定“效果控件”面板，以免其被隐藏。
• 现在，回到初始合成并打开相机线框。选择“视图”>“视图选项”>“相机线框”>“开启”。然后切换到自定义视图，以便在 3D 空间中查看您的相机。

此时，您应该能够看到三台相机：主相机以及左右相机。在立体 3D 控制下更改设置应会更新初始场景中的相机。尝试更改“立体场景深度”属性，以查看相机分离，或调整会聚选项以查看相机指向的位置。

此技术在调试问题以及尝试使景深与会聚距离相匹配时特别有用。当相机会聚时，会同时显示焦点距离和会聚点。使用平行相机时，您仍然可以看到焦点距离或兴趣点，并且可以使用前面所述的差分模式技术，查看其与最终输出中感知到的会聚点的对齐情况。

在使用立体 3D 进行编辑时，能够看清具体发生了什么以及您正在更改的参数如何影响立体 3D 骨架，通常是非常宝贵的。在 After Effects 中，有一种简单的方法可以对此有所了解：

此技术在调试问题以及尝试使景深与会聚距离相匹配时特别有用。当相机会聚时，会同时显示焦点距离和会聚点。使用平行相机时，您仍然可以看到焦点距离或兴趣点，并且可以使用前面所述的差分模式技术，查看其与最终输出中感知到的会聚点的对齐情况。

将 After Effects 连接到 3D 电视

在预览您正在更改的立体 3D 效果的同时进行编辑，相当简单。补色立体模式是一种经济实惠的方法。如果您恰好有一台可用的 3D 电视，请按照以下步骤操作，以实时查看您的合成并进行立体 3D 编辑。

• 将您的 3D 电视作为第二台显示器连接到计算机（DVI 或 HDMI）。
• 确保您的合成尺寸与 3D 电视的分辨率完全匹配。检查第二台显示器的分辨率设置。
• 更改3D 视图属性（在 3D 眼镜效果中），以匹配您的 3D 电视支持的格式：立体对（并排）、上下或隔行（上L下R）。
• 为您的立体 3D 场景创建一个新的合成查看器，并将其从 After Effects 框架中拖出到 3D 电视上。确保锁定此查看器。
• 确保查看器中的“放大比例”设置为 100%。 
• 按 Ctrl+ (Windows) 或 Command+ (Mac OS) 两次，使查看器在 3D 电视上全屏显示。
• 在您的 3D 电视上开启相应的 3D 模式。
• 戴上眼镜，您应该就能以立体 3D 方式查看您的合成了。

灯光、相机与骨架

左眼合成和右眼合成可以产生不同的相机视图，因为它们是预合成且启用了“折叠变换”。它们不会从包含的合成中继承相机或灯光数据，而是使用修改后的左右相机。这很好，因为相机可以自动为立体视图创建正确的角度，无需任何手动操作。

然而，这引入了两个限制：

• 您不能使用多个相机，因为每个立体 3D 骨架始终仅与一个主相机相连。如果您需要多个相机，则需要制作多个与各个相机相连的立体 3D 骨架，然后在另一个合成中编辑立体 3D 场景。
• 在折叠变换的情况下，灯光不会传递到预合成中。如果您在主合成中创建了一个灯光，该灯光不会在您的左眼和右眼合成中使用，也不会在您的立体3D合成中使用。如果您需要灯光，请手动将灯光复制到左眼和右眼合成中。确保灯光与主合成中的原始灯光相同。否则，每只眼睛可能会看到不同的阴影或颜色，这可能会导致视觉不适。Adobe 建议，如果您需要添加灯光，请通过表达式将左右合成中的灯光与其在主合成中的对应灯光连接起来。确保链接灯光的所有属性，包括位置、方向和灯光参数。您可以使用吸管工具轻松完成此步骤。打开两个时间轴，同时显示主合成和左眼或右眼合成。按住 Option 键单击灯光中每个属性的秒表，然后使用吸管工具将其拖到主合成中相关的灯光属性上。 

重影

当您通过眼镜查看合成时，您可以看到出现两次的区域，称为重影。您可以通过闭上右眼来测试这种现象。如果您看到图像的任何部分仅应由右眼看到，那么您就知道出现了问题。这个问题通常与显示器显示内容的方式有关。不过，一般来说，要抑制出现重影的区域。有时，当颜色对比鲜明且眼镜无法完全阻挡错误眼睛看到的图像时，就会出现这种情况。但最有可能的是显示器同步问题或 3D 电视或显示设备存在类似问题。

避免立体问题

如您所见，使用立体 3D 时涉及许多动态部分。首先如前所述，您可控制的变量比现实生活中多得多。因此，它们出现不对齐的可能性更大，从而提供相互矛盾的深度线索，导致眼睛疲劳或大脑疼痛。以下是一些需要牢记的一般原则。

• 确保您的深度线索不会提供相互矛盾的信息。
• 检查相机变焦；如果相机会聚（内倾），广角镜头会导致更多失真。
• 使主相机的对焦距离与会聚平面的距离相匹配；如果它们不匹配，可能会造成微妙的混淆（让您感觉有些不对劲，但又说不出是什么）。
• 如果整合实景镜头，请确认您的相机角度与实景镜头中的相机角度（通常为平行）相匹配，并且您的会聚距离也与实景镜头相匹配。
• 避免引入过大的视差。在差异模式下，查看左右眼之间最近物体和最远物体的水平间距，确保其不过大。
• 如果您无法使眼睛会聚或看图像时感到疼痛，您可以尝试以下解决方案：
  
  
  • 戴上 3D 眼镜观看时，离观看屏幕远一些。
  • 确保您的会聚点在可预测的位置，而不是在远处或非常靠近相机（导致眼睛变成对眼）的位置。
  • 减小立体场景深度（轴间距离）。如果您的会聚平面位置合理，但远离会聚点的物体导致您变成对眼，这可能会很痛苦。请记住，重要的是场景中物体之间的关系；比较最近物体与最远物体的水平间距。如果两个叠加的图像看起来截然不同，可能会导致眼睛疲劳。 

重影可能是您无法控制的因素造成的。可能导致重影的因素包括眼镜与显示器之间的硬件同步、眼镜的电池电量、显示器的动态范围或刷新率。但您可以采取一些措施来改善这种情况。如果出现重影，请尝试以下方法：

• 减少高对比度区域
• 增加亮度
• 减小场景深度，从而减少元素之间的间距
• 查看显示器的立体 3D 故障排除指南

最后一个实验

一个值得尝试的有趣事情是故意颠倒深度线索，感受一下当事情出错时会发生什么。在这种情况下，您可以轻松地使遮挡和立体 3D 深度线索相互矛盾，从而产生有趣的错觉。如果您在 3D 眼镜效果中选择左右交换，它会颠倒所有会聚。因此，所有突出的东西现在都被推了进去。这种方法违反直觉，但效果是，就遮挡、相对大小和透视而言，位于另一个物体前面的物体在立体深度线索中看起来像是在另一个物体后面。看起来好像背景图层被切掉，前景层陷入其中。这种效果很奇怪，但体验它有助于理解这些深度线索的重要性，以及确保它们全部对齐和一致的重要性。