2D 電影是如何轉製成 3D 的？

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為什麼用普通2D拍的泰坦尼克號，甚至第一部星球大戰可以被轉換成3D電影？

2D（單機拍攝，單機放映）電影轉換為3D（立體電影，雙機拍攝，雙機放映）有專門的軟體，專門的處理手段。

電影行業實際應用中，2D轉3D其實不是靠「計算」出來的，而是有大量的人工操作，配合軟體的處理（如ocula、mocha、nuke等專業軟體的底層處理演算法我不得而知）。本人這學期正在上的一門課程恰好涉及到了相關內容，來班門弄斧一下。

具體來說，是先對2D電影畫面的縱深關係進行分析，再使用Rotoscoping技法描繪出人物、前景、道具，輔助三維軟體搭建的低精度場景模型，再對畫面的攝影機運動過程進行3D camera tracking（即根據多點採樣，實現所謂「反求攝影機運動」）。Rotoscoping這一步，常用軟體很多，可以用Nuke，也可以用mocha，後者更加快速，幾乎實現了自動化。

以此為基礎，搭建一個低精度的類似於「高浮雕」的三維模型，再將原始的2D電影畫面用Camera Projection（攝影機投影，常用於數字繪景）技法投影到這個「高浮雕」上。於是，就有了深度信息，也就是Z軸通道。

最後，有專業的3D立體電影處理工具，如ocula（OCULA | Taking the headache out of stereo post-production）。剩下的工作就是調整視差視距，匹配原片的鏡頭數據了。

更深入些說，還有disparity、焦距匹配、顏色匹配、時間匹配等等一系列需要考慮的因素，還要計算雙眼視線相交部分被遮擋了的背景，該如何自動填充。不能自動填充時，還要手動填充。此類話題就不一一展開了。這個ocula的官方演示網頁很好的說明了以上流程，很遺憾，官方演示的視頻都在vimeo?這一併不存在的、內容極佳的視頻創意分享網站里。請自備梯子。

同樣，這篇fxguide的文章講得十分詳細，如果對此感興趣，很值得一讀：Art of Stereo Conversion: 2D to 3D 。這篇文章會讓你深感驚訝，2D轉3D這一聽起來貌似簡單的過程其實是多麼龐大和複雜，需要多麼完善的團隊和流程才能實現。美國有不少公司做此類2D-3D轉換，不過據說，他們都把rotoscoping的低端工作外包給中國的廉價勞動力去了。

最後，用通俗易懂的語言再來描述一次：2D轉3D，可以理解為把2D畫面的前景、中景、背景剪下來，重新貼到一個立體的動態高浮雕上，然後用分別表示左右眼的虛擬攝影機再拍攝一次，再放映出來，就成了2D轉3D的所謂「偽3D電影」。

說完了。

1、不是所有2D電影都適合轉製成3D的。（綠屏特效比較多的電影適合轉制的主要原因是特效部分的鏡頭數據都保留著，後期轉制時重新分層和計算景深比較方便。）

2、轉制3D電影和原生3D相比，效果差別還是比較明顯的。

3、轉制方式就是摳圖分層，按照景深重新計算景深效果，然後再合成。其實除了運算階段外，其他的都是苦力活兒。和動畫差不多。
如果當初做特效時的數據都保留著，轉制效果和效率都比較能夠接受。如果是只有原始拷貝了，那就只能重頭再來了。
好的工序可以保證相對比較好的效果。我在國內某公司里看過他們轉包的好萊塢3D電影的片段，其效果基本上可以接受。

我來回答這個問題吧，2012年我曾翻譯了FXGuide刊登的《Art of Stereo Conversion 2D to 3D 2012 Update》，有興趣詳細看的朋友可以點擊立體轉制的藝術譯文 (1).doc查看我的譯文，文章長達3萬餘字。另外關於3D轉制的數學原理，可以參考Jon Karafin在2012年I3DS（國際3D協會年會）上的演講PPT https://pan.baidu.com/s/1o8MxlOY 。看懂了這個PPT基本上也就明白2轉3的原理了。

簡單來講，2樓老兄講的大致是正確的。不過浮雕法只是其中一種方法。在這裡我詳細說一下2D轉3D的原理，可能很多普通觀眾並不理解。

電影畫面是二維畫面，這個大家都清楚，我們考慮電影畫面的拍攝原理或者說記錄原理，可以知道是現實場景發出的光線射入鏡頭，然後成像的，而且攝影機是一個透視成像系統，根據光沿直線傳播原理，從鏡頭光心發出的某一射線上的任意一點，成像時都會呈現在畫面的同一點上，這個原理，想想千手觀音、那種一長串的風箏，如果你沿著風箏線看去，所有的風箏面就都重合在一起了。所以基於此，要還原二維畫面上某一點在三維空間中的位置，在數學上就是具有二義性的，我們無法確定這個點究竟在射線上的哪個位置。

其實2轉3並不一定要知道畫面中每個點確切的三維空間位置，只要把畫面中各個元素的前後關係擺出來，觀眾能通過3D眼鏡看出前後關係，就OK了。所以2轉3關鍵在於知道畫面中各個元素的前後關係。

剛才說到透視模型中這種前後關係無法獲得，但是如果我們有連續的鏡頭，從多個角度呈現一個不發生形變的物體或場景，那麼從多個視角作射線，其焦點就是我們需要的那個空間三維位置。所有的攝影機反求軟體都是基於這個原理，攝影機反求一方面知道了攝影機的運動軌跡，另一方面也知道了場景中不發生形變的部分的布局，因此後期人員可以在Max、Maya等軟體中用簡單的幾何體重建出畫面呈現的場景，很多時候，2轉3便是要這樣重建三維場景。有了三維場景，之後的視差獲取就簡單了。

現在來說說3D中最重要的概念：視差。沒有視差就沒有3D，人之所以能感受到立體，就是因為兩隻眼睛左右錯開6cm多，所以兩隻眼睛看到的東西會有一點差異，這就是視差，只要能模擬出這種差異，人眼就能感受到立體感。所以，在2轉3中，我們需要人為創造出原本並不存在的、跟素材畫面有一點差異的圖像。視差的大小又跟深度有關，還跟雙眼畫面的水平距離、夾角等等有關，所以我們常聽說2轉3需要獲取深度什麼的，說白了還是為了獲取視差。

獲取深度的方法一般就是roto，把畫面中需要前後分開的各個物體roto出來，然後人工地賦予每個層特定的深度值，畢竟製作人員能看得出畫面中誰在前誰在後，越近的深度值越小。上文提到的PPT中有深度值跟視差值的換算公式，這兩個值在不同的流程中有不同的作用。

比如有的流程需要三維重建，那麼一般用攝影機反求的方式來重建，有的流程是生成浮雕圖（對於視差或者深度不太大的畫面，前景稍微突出來一點就行），那麼就通過roto獲取深度圖（不同深度值對應不同灰度的一種灰白圖），然後通過特定演算法，根據深度值把原始圖像拉伸成浮雕圖。還有一些流程是藉助演算法直接生成所需的有差異的圖像，那麼就需要把深度值轉化為視差值，再結合原始圖像進行運算處理。

唉，說的有點複雜了，那我們基本可以把2轉3總結為：獲取視差、生成有差異的圖像。至於其中的演算法，太高深了，不詳述，2轉3絕大多數人力資源都是用在這兩個環節，尤其是在生成有差異的圖像這一步，由於要憑空製造原本缺失的畫面內容（有差異的地方），所以需要大量人工手繪。目前還沒有很好的自動化處理技術，電視機那種實時2轉3都是不靠譜的。

好了，更深入的就不談了，有興趣的朋友查看上面兩個鏈接

大家說的都很專業，我來補一個簡單的圖文版。

首先我們要明白，人為啥能會有立體感！

技術分析過程.........可以看樓上各位的分析。

我們來直接了當分析標準2D電影拍攝手法。
一般來說，正常的電影拍攝是下圖這樣的：

恩~~~~

所以，拍立體電影么...........

所以就有了以下的設備：

但是~~~

於是問題就來了~~~~

看見沒有？並排拍攝的攝影機的中心間距和人的是不一樣的~~~~
攝影機沒法做到和人一樣窄！

接下來。。。。。。慢慢的從遠處，伸到你的眼前~~~要慢慢的，到貼近鼻子，仔細看10秒.......
然後再拉遠，到最遠再看10秒。。。。。

你會發現，距離不同，你的感受是不同的~~~~
用雙排攝影機拍攝的畫面由於和人的視角是不一樣的，那麼大腦在還原的時候，相當於等比例放大了你的眼間距，本來在你面前2米的演員，位置就不一樣了......

所以~~~實際畫面中拍攝的人越近，你實際觀看眼睛就越難受，因為你
斗！雞！眼！了！

為了解決這個問題~~~於是科學家們發明了下面這個產品

「垂直立體支架」

它的原理是這樣的

於是完美的解決了模擬人眼間距的問題~~~是不是很棒？？

但是

攝影師最輕便的狀態也就是這樣的......

雙份的攝影機+鏡頭+調焦系統+數據量
然後拍攝前還要調試，所以，拍真3D立體電影，要比普通電影效率低不少，成本也要高。

要！多！花！錢！啊！

狡詐的投資商於是想到了一個絕妙的方法：

能不能一台攝影機用後期做出3D效果？

於是這世界上出現了2D轉3D的技術。

為什麼又？
然後請你閉上左眼~~~~再換一隻眼睛，然後輪流看~~~~
是不是發現一個特點？

左右眼看到的東西位置是不一樣的？
然後能看到的東西也是不一樣的？

於是~~~~2D轉3D的技術其實就是

搞定！！！
怎麼樣？看不太出來吧？
但是~~~~
如果我們拿到的是這張

這樣大家都明白了么？？

這就是2D轉3D的核心技術

全手工摳圖+修圖+移位！

（專業細緻的工作其實沒那麼簡單，因為還要做視差Z通道什麼的，但是基本上的概念差不多了，有問題大家看樓上的專業回答）

這樣的工序，大概要花到200W---1000W美元一部電影（國外）
國內據說是500W左右一部電影
而《泰坦尼克號》3D，把後面被遮擋的物體全部三維重建！！
導演卡梅隆告訴媒體，《泰坦尼克號》的3D轉制，投入了「大量的時間、精力和金錢」，這其中包括60周時間、300多名科技人員和高達1800萬美元的成本。
所以《泰坦尼克號》3D是目前2D拍攝轉3D效果最好的一部電影。
其他的，只能說馬馬虎虎。

這其中，以《阿凡達》為代表作品，一般國外一線大片才會有雙機拍攝真3D版本！
國產電影中，徐克從《龍門飛甲》開始，就一直是真3D拍攝，良心導演！！

不少進口大片都是這種轉出來的，原來沒有3D版本，硬做成3D，做得好的還湊活，做的爛的就沒法看了。。。。。。。國產片，呵呵~~~太多轉3D了~~~~~

但是！！

還有一種最坑爹的轉3D方法！！！

對於，這種騙錢的玩法，我們要一起豎起中指！！

最後~~~~~

最後~~~~~
告訴大家如何識別真3D電影的秘籍！

戴上眼鏡看畫面，左右眼輪流睜開，
如果你看見的兩個畫面是不一樣的，
能看到前景後面遮擋的背景，
那麼，這是真3D電影
如果你看見的畫面有點不一樣，
但是玻璃杯、頭髮這些物體的邊緣看起來很奇怪，
有一種空氣燒熱了的扭動感，那這是2D轉3D的！
這起碼是花錢摳像了轉的！

如果你看見兩個一模一樣的畫面
恭喜你！
這就是最騙錢的純假3D電影！！

初級科普完畢~~謝謝大家！~~~專業內容請樓上找~~~~

正兒八經的轉制3D，是需要逐幀繪製景深的，說白了就是把原來的2D畫面貼在鼓起來的一層模型上。（不是逐幀繪製景深的都是騙子，沒什麼好說的，前景加點3D碎片粒子煙霧什麼的就叫3D轉制了？）
【補充：找到一個APP叫「Relievos」，可以通過手指塗抹照片創建3D效果，結合陀螺儀還能直觀感受到類似裸眼3D的效果，其實原理就是手繪景深。】視頻封面

2D照片轉3D：Relievos視頻
為了方便理解，貼一張原理圖：

目前不存在全自動或者比較方便地將普通2D電影轉變成3D電影的方法，除非是那種純CG製作的2D電影。比如，3D泰坦尼克號製作時，幾乎是純手動地，利用技術人員和藝術家的經驗，來根據2D畫面建立估計畫面中每個點的景深，補全被遮擋的部分，推斷場景光照和攝像機參數的[1][2]。（這真是讓我大失所望啊，我一開始還以為好萊塢有未向科技界公開的黑科技呢！）

事實上，計算機視覺的研究中有很多與此相關的重要課題，但目前為止就算是計算機視覺技術的大佬們都還無法提供一個自動化程度很高且效果很好的解決方案。

[1] 走近泰坦尼克號導演卡梅隆：98%的工作與3D無關，新浪科技， http://tech.sina.com.cn/d/2012-04-13/09206953361.shtml
[2] 泰坦尼克號是怎麼從2D轉成3D的？，果殼網，http://www.guokr.com/article/145897/

作為2D轉3D公司老闆，對於傳統2轉3流程不想再多談大家可以看樓上其他幾位的答案。這裡我想來說點特別的東西，本文有軟廣，請慎讀。

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目前市面上常見的2D轉3D一般是通過ROTO分層後逐幀繪製深度信息來完成的，說白了就是一個相對而言精細的勞動密集型產業。這個行業需要大量的人工交互來完成一部電影的轉制工作，並且在其中有相當多的問題。這也是目前2D轉3D的行業困境：
1.絕對質量 IMAX/4K等超高清電影逐漸普及，對於3D內容製作的要求逐年上升。傳統流程製作，對於大場景下的人物、背景以及其他道具之間的相互關係完全依靠製作人員的經驗去判斷，而我們都知道人類是最不靠譜的，製作過程中存在大量的視覺欺騙，最終直接導致成片的效果受到影響。

2.修改成本同樣基於高質量要求的情況，分層要求非常嚴苛，並且經常存在某個鏡頭深度信息有誤導致完全重做的風險。這對於成本也是非常不利的。

3.特殊例子 2D轉3D行業世界級的難題，水波、毛髮、虛焦等例子的處理。

按照傳統流程一部90分鐘的電影理論上需要300人製作3-4個月時間，實際情況根據電影具體的宣傳周期可能有所縮短。這也就是為什麼國內大量所謂的3D電影最終效果奇差，有的甚至只有字幕是3D的原因。當然現階段2轉3還沒有相關的行業標準，一定程度上也導致了大量低質量粗製濫造的3D電影走向市場大肆圈線。

————————————這裡是軟廣——————————————

在充分了解行業情況的基礎上，我們目前正在著力推出一種全新的2轉3流程。核心部分完全基於自主研發的軟體實現真實重建還原鏡頭信息中的三維場景，同時搭配一系列自行研發的插件來提高全流程的工作效率。

現階段已經部分解決水波、虛焦例子，完美處理人物動物的毛髮。大幅度提高3D效果的同時，還兼顧了後期調整。（軟體自帶調整，只需簡單修改數據重新渲染）

————————————硬廣來了——————————————

有志同道合的兄弟可以私信。
有合作機會的朋友隨時聯繫。

從目前技術發展來講，2D轉3D會變得越來越簡單，效果也會越來越好，之前看過一些新技術的演示視頻，常規的景深演算，只需大致勾勒一下一下畫面（比如畫面是一個隧道縱深鏡頭的話，就沿著隧道邊緣勾個邊），就可以自動計算出Z通道灰度圖。

以目前的轉換效果來看，只有畫面元素比較簡單的近景鏡頭，轉換3D的效果可以和原生3D媲美（演員的頭髮不要太毛燥哦……）
稍微複雜些的鏡頭，唉，沒法看呀，邊緣的拉伸和抖動，就如同夏天室外的熱浪一樣……

不論技術怎麼發展，後期轉換的3D效果都難以達到3D攝像機拍攝的效果……

但個人覺得，討論這些技術問題到是不如討論一下經濟問題，2D電影為什麼要3D化呢？家庭3D觀看設備還不普及，效果也遠比不上電影院，所以3D化，是把觀眾拉進影院的好方法，給觀眾提供了更好的觀看體驗，自然也能賣和好價錢。可問題也出在這了，目前的3D轉換技術本身就還不那麼完善，效果也不夠理想，電影后期製作時間也有限，如果資方還不肯投入經費把3D效果做好點，那這樣為了3D而3D的電影，未免太不尊重觀眾了，你說是不是，《四大名捕3》?（明明是後期轉換的3D效果，在宣傳的時候還非說是用3D技術拍攝的，額，這是對觀眾更大的不尊重……）

貌似是把前景與背景中景分離然後景深上做了3D處理，之前看豬神之戰就有點這意思。太騙錢了！！！！！！

看到一些大神從那裡討論說2D轉3D的一些硬體軟體的普及，作為一個製作人員在看到一位大神說到2D轉3D技術特別簡單，根本就是在騙錢的時候，心裡的小火苗就蹭蹭的往外冒，(咱們都是文明人不說髒話)。我們通過專業的培訓，大量的練習，不停的每天扣圖，做景深，擦CP，你們竟然那麼輕鬆的一句都是騙錢的就沒了。不得不承認現在的確有部分電影確實製作的粗製濫造，但是不是所有的3D電影都是那樣。你們那種不負責任的一句就把我們的這種苦逼的製作人員的幸苦全部抹殺。

挖墳來回答個問題，樓上好多大神說了好多理論的臆想的硬廣的科普的，作為一個2D轉3D的苦逼後期從業人員，就默默看你們，終於還是決定說點啥。樓主的技術可是經過嚴格培訓的（正經臉，現在供職於一家互聯網科技公司，技術是從香港傳過來的，不得不說人家的科技什麼的都比較先進（慚愧……，然後轉制用的軟體是AE以及香港公司研發的插件，基本原理是摳圖，加深度，輸出2D＋Z的形式，通過軟體播放其中轉制過程略繁瑣......有興趣的我再細說。

很簡單。幾張圖片你就懂了。這是圖片gif轉裸眼3D效果的，普通2D 轉3D 只是將變下紅藍。
利用視覺效果來做的。我靠...圖片插入了就不能動了

2D電影轉3D，除了能提高票價外，我想不到其他理由。最近的好萊塢電影已經很好的把3D融入到電影之中，不像之前幾年有種選技術，但是和電影本身不搭調的情況。但是國內的電影還是為了指標而指標，張導的歸來有必要弄成什麼4K IMAX版嘛。。。