3D放映的亮度損失挑戰

雖然新一波的3D熱潮已經開始有所降溫，但對于各大院線來說，支持3D放映已是必不可少的配備。當然，數字投影技術的普及，使得3D放映門檻有所降低，單機放映3D成為現實，并在影院廣泛使用。但問題也隨之而來，“畫面偏暗”是3D電影的先天不足，也成為其發展的軟肋。在中國的電影市場里，3D電影的亮度問題飽受詬病，觀眾認為影院出于自身利益故意調低了氙燈亮度，而影院方面也頗感冤枉。造成3D放映系統亮度損失的原因多種多樣，要解決這一問題，需要考慮諸多方面因素。

亮度損失

亮度指的是從一個表面（這里指屏幕）以一個指定的角度（即朝向觀眾眼鏡的角度）反射的光線。亮度損失與3D電影的成像原理有很大關系。所有的3D系統都是通過為右眼和左眼創造分離的圖像來實現3D效果。目前，主要有三種不同的技術制造分離的左、右眼圖形流：

其中偏振光系統以不同形式的偏振光產生左眼和右眼的圖像，以圓偏振、線偏振或兩者結合的方式都能夠實現。這項技術被用于電影放映已經有很長一段時間了，由于RealD的采用，在影院數字放映中應用廣泛。

杜比則由不同波長的三種可見光分離出左、右眼圖像，這與偏振光系統一樣，是被動式系統。

而所謂的主動式3D系統則采用帶濾光器的特殊眼鏡，它由電池驅動，并由IR信號控制。Xpand用的就是這種技術。

但不論何種3D系統，其特征都是會吸收大量的光。要產生雙眼分離的圖像就必然造成亮度的損失，為左眼和右眼顯示不同的圖像必需快速切換，每只眼睛都只看到了屏幕反射的一半光線，立即導致至少50%的亮度縮減。此外，在系統的濾光器中亮度還會有進一步的損失，一般而言，與2D模式相比，大多數單機3D系統的亮度損失會達到85%甚至更多。

屏幕的影響

亮度損失來自系統的方方面面，除了3D濾光器和眼鏡，2D與3D模式都會受到投影燈功率、屏幕增益等的影響。

偏振光系統對屏幕的要求是可以在被反射時維持光的偏振。而銀幕本身就具有高增益，其增益幾乎是粗面白色電影幕布的2.4倍，偏振光系統（RealD和Master Image）因此可以得益于銀幕的增益，其補償可達到亮度損失的范圍。普通的白色電影幕則并不適用偏振系統，因為他們會漫射光并改變偏振光。信噪比用于測量左右眼圖像間的干擾總數，在軸心上通常需要最少120：1的信噪比來維持一個好的3D圖像效果。如果左眼圖像偏移并被右眼收到，3D圖像就會出現“鬼影”。

也有一些其他的3D技術使用白幕，如杜比和Xpand，但是考慮其巨大的亮度損失，除了小尺寸屏幕之外的所有屏幕都需要高增益。這意味著，在大多數影院里，當安裝使用任何單機的3D系統時都必須更換屏幕。如果是粗面白幕（增益為1），相比偏振光系統，其亮度在3D模式下會大大減少，除非更換更高增益的屏幕。當屏幕的增益達到2.2，就能應用于3D系統。但同時，如果使用了銀幕，中間就會有熱點，且邊上亮度下降嚴重。當你離開屏幕區域且屏幕是曲面的，就像很多巨幕一樣，下降比率極高。而銀幕3D系統同時也會給3D效果帶來損失。

由于巨大的亮度損失，投影機通常需要使用高功率燈泡，例如6KW的Xenon燈泡，對一些較小的屏幕來說4KW亦可接受。RealD的XL系統彌補了這些亮度損失，并擁有更高的總體效益，使其非常適合于更大的屏幕。對比2D，眼鏡中看到的典型光效應如下：

影院并非所有時間都在播放3D片源，2D電影通常同時會在同一影院或同一屏幕上播放，所以無論使用何種系統，屏幕都需要有比2D播放更高的亮度水平。一旦改為使用適合3D的更高增益的屏幕（白幕或銀幕），在2D模式下，屏幕就會出現過亮的情況，這取決于3D系統的燈光效益因素。同時需要能夠有效降低燈泡功率，將燈泡換成低瓦數燈泡，或按照通常的做法通過投影機的設置減少流向燈泡的電流，從而減少屏幕的亮度。同樣，由于高增益水平，屏幕的觀看角度會變窄，因此，屏幕前方兩端的區域會看到一些亮度的變化。用于3D觀看的屏幕應該是有弧度的，這可以改善光線分布，建議的弧度（曲率）為1：20（深/寬）。

對于3D演示來說，“可接受”的標準大約為5FL（1FL=3.426cd/m2），如果3D模式下亮度高于這一標準，那么2D模式下的亮度將會比圖中所顯示的更高。標準化的數字2D演示為14FL，那么在不降低燈泡功率的前提下，所有的3D技術都會造成過亮顯示，盡管RealD的XL可將亮度調節到相當低的水平。

然而5FL的標準在《阿凡達》之后也開始顯得捉襟見肘，現在亮度要達到6或者以上的呼聲也越來越高。卡梅隆的光風暴公司需要10FL的亮度，并且建議如果放他們的電影就要強制執行。最終，他們決定發行四種等級的電影：3.5、5、7.5、10。因此影院的發展也要跟上電影發展的速度，否則很有可能被發行商或觀眾拋棄。

針對3D屏幕選擇的問題，哈克尼斯推出了數字屏幕選擇器，這是一個基于網頁的應用程序，根據所選的屏幕尺寸、投影機及2D和3D模式下的燈泡組合判斷屏幕產品的選擇，只要簡短回答幾個關于屏幕尺寸和用于具體影院設備的問題，選擇器就會推薦相應的哈克尼斯屏幕以優化性能和成本。

3D系統亮度的測定是一個非常復雜的工作，甚至不同的眼鏡也會測出不同的結果，而且相關的標準尚未制定。同時，造成3D亮度損失的因素也非常復雜，各個環節都需要改善和調整。因此，應對3D系統的亮度損失問題，就是一個尋求平衡的過程。