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　　人以左右眼看同樣的對象，兩眼所見角度不同，在視網膜上形成的像并不完全相同，這兩個像經過大腦綜合以后就能區分物體的前后、遠近，從而產生立體視覺。立體電影的原理即為以兩臺攝影機仿照人眼睛的視角同時拍攝，在放映時亦以兩臺投影機同步放映至同一面銀幕上，以供左右眼觀看，從而產生立體效果。

　　拍攝立體電影時需將兩臺攝影機架在一具可調角度的特制云臺上，并以特定的夾角來拍攝。兩臺攝影機的同步性非常重要，因為哪怕是幾十分之一秒的誤差都會讓左右眼覺得不協調;所以拍片時必須打板，這樣在剪輯時才能找得到同步點。

　　放映立體電影時，兩臺投影機以一定方式放置，并將兩個畫面點對點完全一致地、同步地投射在同一個銀幕內。在每臺投影機的鏡頭前都必須加一片偏光鏡，一臺是橫向偏振片，一臺是縱向偏振片(或斜角交叉)，這樣銀幕就將不同的偏振光反射到觀眾的眼睛里。觀眾觀看電影時亦要戴上偏振光眼鏡，左右鏡片的偏振方向必須與投影機搭配，如此左右眼就可以各自過濾掉不合偏振方向的畫面，只看到相應的偏振光圖象，即左眼只能看到左機放映的畫面，右眼只能看到右機放映的畫面。這些畫面經過大腦綜合后，就產生了立體視覺。

　　利用人的雙眼視角差和會聚功能等特性拍攝的放映時產生立體效果的電影。普通的電影或照片都是一個鏡頭從單一視角拍攝的，影像都在同一平面上，人只能根據生活經驗（如近大遠小、光線明暗）產生空間感。而立體電影則是由從類似人兩眼的不同視角攝制的具有水平視角差的兩幅畫面組成的，放映時兩幅畫面重疊在幕上呈雙影，通過特制眼鏡或幕前輻射狀半錐形透鏡光柵，觀眾左眼看到的是從左視角拍攝的畫面、右眼看到的是從右視角拍攝的畫面，通過雙眼的會聚功能，于是合成為立體視覺影像。觀眾看到的影像好像有的在幕后深處，有的脫框而出，似伸手可攀，給人以身臨其境的逼真感。采用幕前輻射狀半錐形透鏡光柵的立體電影受觀眾廳座位區位置的嚴格限制，觀眾頭部不能隨便移動，否則立體效果消失，因此觀眾感到異常不便。在戴眼鏡觀看的立體電影中，廣泛采用著彩色眼鏡法和偏光眼鏡法。彩色眼鏡法是把左右兩個視角拍攝的兩個影像，分別以紅色和青（或綠）色重疊印到同一畫面上，制成一條電影膠片。放映時可用一般放映設備，但觀眾需戴一片為紅另一片為青（或綠）色的眼鏡。使通過紅鏡片的眼睛只能看到紅色影像，通過青色鏡片的眼睛只能看到青色影像。此法的缺點是觀眾兩眼色覺不平衡，容易疲勞；優點是不需要改變放映設備。初期的立體電影常用這種方法。1985年日本筑波國際科技博覽會上展出了采用這種方法的球幕黑白電影，效果更佳。偏光眼鏡法的立體電影，從1922年開始一直為各國所重視，有些國家已和大視野的電影相結合，拍成質量更高、效果更好的彩色立體電影。這種電影在放映時，左右畫面以偏振軸互為90°的偏振光放映在不會破壞偏振方向的金屬幕上，成為重疊的雙影，觀看時觀眾戴上偏振軸互為90°、并與放映畫面的偏振光相應的偏光眼鏡，即可把雙影分開獲得立體效果。由于制作和放映工藝的不同，偏光立體電影有雙機和單機之分。1985年的筑波博覽會上展出了70毫米大銀幕彩色立體電影。自60年代以來，中國拍攝的立體電影是偏光立體電影。

　　蘇聯在70年代研試了全息立體電影，觀看時不必戴眼鏡，有很大的影像亮度范圍。由于觀眾眼睛的視覺調節和收斂是自然的，不會引起過分緊張和疲勞，觀眾只要轉動頭部，即可看到如同實物那樣的位置變化，比普通電影有更大的深度感，就象真實物體那樣。這種電影仍在研究試驗階段。


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