CN1069415C - 实时合成立体与动画摄影方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实时合成立体与动画摄影方法及装置。其相机包括皮腔机身，可偏转镜头板和载有图像记录材料及紧贴其前的柱镜屏且可偏转的片夹板。相机可沿直线滑轨扫描拍摄，并由于滑行拍摄时镜头、片夹的相对运动能实时合成立体照片；也可多点定位拍摄制作动画；还可在滑行拍摄中录下被摄物动态，成为带动态立体照片。由于扫描范围大，摄取多方位连续信息，因而成像质量好，立体效果明显，并具有高效、多功能特点。

Description

实时合成立体与动画摄影方法及装置

本发明涉及一种立体与动画摄影的方法和装置，尤其是一种可以多方位连续拍摄，实时合成的立体摄影方法及装置。

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，许多发明家都在尝试发明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夹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，失去了实时合成的意义。

如上所述，在立体成像技术方面己有许多现成的设计，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。

本发明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的方法及装置，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。

本发明的另一目的就是提供一种实时合成立体与动画摄影的方法及装置，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。

本发明的再一目的就是提供一种实时合成立体与动画摄影的方法及装置，其可拍摄动画。

本发明的目的是这样实现的：

一种实时合成立体与动画摄影方法，相机采用柔性皮腔机身，置于横向直线滑轨上，并可以滑轨中点为中心，由左端一点滑行至右端对称点，扫描拍摄成为立体照片；也可多点定位拍摄制成动画图像；还可在扫描拍摄中录下景物动态成为带动态的立体照片；镜头板在滑行时应能偏转，使镜头光轴始终对准滑轨中垂线前方某一固定点；载有图像记录材料及紧贴其前的柱镜屏的片夹板，以片夹板竖直中垂线为轴，使片夹板在滑轨中点时与滑轨平行，离开中点应左、右偏转；相机扫描起点、镜头光轴对准点、片夹板扫描起点时的偏角及扫描全程时间应能根据被摄物远近、预期深度放大要求及光照等条件而设定。

所述扫描起、止点与镜头对准点构成相机扫描角，其大小与扫描长度成正比，与镜头对准点至滑轨的距离成反比，在设定扫描起点时，应根据深度放大要求使之等于或接近所用柱镜屏的单元像角，该角增大，再现图像的深度感会增强，但过大图像将畸变。

所述在扫描拍摄中应使镜头光轴始终对准滑轨中垂线前方某一点，此点称参考点，在再现图像中该点及过该点平行于滑轨的平面将处于图像的纸平面；近于参考点的景物将浮出纸面；远于参考点的景物将深入纸面，应根据拍摄要求设定该点，一般应选在被摄主体中央偏前一点并与调焦点一致。

所述片夹板在扫描起点时的偏转角应设定使其等于所用柱镜屏单元像角，过大，再现图像会出现竖直白道，过小则出现竖直黑道，改变观察角度图像会闪烁。

所述相机扫描全程的时间即胶片曝光时间，应能根据胶片感光度、镜头光圈系数及景物照度而设定，因而相机扫描速度可控。

一种实时合成立体与动画摄影装置，它包括相机、滑行偏转部分及动力控制部分，相机由载有镜头的镜头板、载有柱镜屏及紧贴其后的图像记录材料的片夹板及一柔性皮腔机身构成；相机置于滑行平台上，平台置于直线滑轨上，并可在滑轨上滑行；平台上设有同轴的上下两转轮，转轮由构件分别与镜头板及片夹板相接，带动镜头及片夹偏转；其动力控制可以是机电式，也可以是计算机式。

所述的机电式的平台在滑轨上滑行，由电机及传动带带动，在滑轨两侧设有控制滑行起止及快门开闭的定位开关，平台上带动镜头及片夹偏转的两同轴转轮，是由两齿形导杆分别与之齿合，导杆另端分别与两根上下并列，中点以轴连接交叉反向倾斜导轨顶触；安装在滑轨侧面的控制盒输入接电源，输出接滑行电机，用以控制电机速度。

所述两根上下并列，中点以轴连接的交叉反向倾斜导轨，在拍摄前应有两种设定：①改变导轨与滑轨的夹角使符合镜头光轴始终对准滑轨中垂线前方某一点即参考点设定要求；②改变两导轨间的夹角，使之与所用柱镜屏单元像角相等。

控制盒通过控制电机的速度，以设定平台滑行速度及扫描全程的拍摄时间，使之符合感光材料的曝光要求。

所述计算机式的平台直线滑行及同轴的镜头及片夹转轮均由各自的伺服电机驱动，伺服电机又分别与各自的伺服放大器连接，伺服放大器接伺服控制器，伺服控制器连接计算机中央处理器，中央处理器接显示器和键盘；平台滑行及镜头、片夹偏转的基本要求及参数编入软件，滑行、偏转的实时数据反馈给伺服控制器以保证滑行、偏转符合拍摄要求。

所述的计算机式，为保证景深范围内景物清晰，计算机设置了计算程序，只要输入前景距离、后景距离、像面对角线长度及镜头焦距，即可给出调焦距离及应选择的光圈系数。

为在保证成像质量条件下能拍摄画面大小不同的照片，设置了由计算机计算和控制弥散园的措施。

为便于操作和监控，设置了电动调焦与错误报警设施。

在扫描拍摄过程中，规定了镜头、机身、片夹的相对运动关系，使连续拍摄的无数画面能实时自动合成立体图像。

根据上述技术方案分析可知，本发明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。

下面结合附图和具体实施方案对本发明做进一步的详细说明。

图1为本发明的成像原理图。

图2a至图2c为本发明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为本发明成像的观看过程示意图。

图5为本发明照相机扫描过程以及片夹座，镜头座的偏转运动过程示意图。

图6为本发明的一种实施例立体结构示意图。

图7为图6的底座立体结构示意图。

图8为本发明的另一种实施例立体结构示意图。

图9为图8的底座立体结构示意图。

图10为图8所示实施例的主控制电路原理图。

图11为图8所示实施例的伺服机构电路原理图。

参见图1-5，详细说明本发明的成像原理和方法。

为了得到连续的和立体感较强的图像，照相机必需对被摄物体在一大的范围内做连续扫描，从而拍摄物体多方面信息。此种连续扫描方法保证观察者移动头部时，会在较大范围内连续看到被摄物体的不同侧面，而不是看到一个画面跳变成另一个画面。大的扫描角是使立体感觉突出的另一个要素。照相机的扫描角定义为从照相机扫描起点到被摄物体的连线及从照相机扫描终点到被摄物体的连线所形成的夹角。该角度随照相机的直线移动距离的增加而增加，随从照相机到被摄物体的距离的增加而减小。本发明使用大的照相机直线移动距离，因而获得了相对大的扫描角。

应实时形成具有正确深度信息的立体照片。如果将柱镜屏放入照相机后不做任何调整，柱镜屏上的每个柱镜单元对入射光线再成象，会导致图像产生相反的深度感，即实际上在前的物体看着象藏在后面，而实际上在后的物体看着象在前面。本发明采用了柱镜屏相对于相机镜头的偏转的补偿运动，可实时合成具有正确深度关系的图像。其实时合成的特点使该方法比所有的使用后处理程序的方法更快和更精确。

而现有技术中所存在的闪烁感指的是立体画面上亮度不均匀，它是由柱镜屏每个柱镜单元成象的曝光区域不足或者重复曝光造成的。这里涉及到两个角度，一个是柱镜屏上柱镜单元的扫描角，定义为柱镜单元左右两极限入射光线的夹角；另一个是柱镜单元的象角，它是柱镜屏的一项技术指标，由柱镜单元的柱面半径，厚度，以及节距所决定。曝光区域不足的原因是柱镜单元的扫描角小于柱镜单元的象角，而重复曝光则起因于柱镜单元的扫描角大于柱镜单元的象角。因此，只有在这两个角度相等时，才能消除闪烁感，得到亮度均匀的立体画面。

为达到这种自立体摄影，扫描过程中在相机镜头，被摄物体、柱镜屏和图像记录材料之间要有相对运动。这些相对运动控制中的任何误差皆会导致图像质量下降。例如，如相机镜头和柱镜屏的相对运动未得到精确控制，立体照片上会呈现竖直暗条纹或亮条纹，及深度压缩或扩张等现象。因此，在扫描之前便易地调整相对运动的幅度，在扫描过程中严格地控制相对运动，遂成为自立体成像技术成功的关键。

参见图1，当照相机12沿直线滑轨ABC移动，扫描被摄物体10。相机镜头座30绕枢纽点24a偏转，使镜头光轴在整个扫描过程中对准被摄物体10。L和r代表被摄物体空间的左面和右面。光线r,m，和1分别代表在两极端位置A和C，以及中间位置B从被摄物体10入射至照相机的主光线。2β是光线r和l的夹角，它表示了照相机12在物空间扫描的范围。相机片夹座14位于照相机12的后部，其载有柱镜屏和图像记录材料。因为照相机1 2的镜头在整个扫描过程中均指向被摄物体10，该方法保证了在产生立体照片时最大限度的利用相机镜头的孔径。

参见图1，可知相机片夹座14，也即柱镜屏28的运动。如果在整个扫描过程中相机片夹座14与镜头座30的相对关系保持不变，从不同角度拍摄的图像会落在图像记录材料26的同一部位上，没有办法分离，因而无法获得立体感。为了分开不同的图像，相机片夹座14必需在扫描过程中相对于镜头座30运动。在本发明中，相机片夹座14是在枢纽点24b上，并以中垂线为轴。在A位置，相机片夹座14与基线BL虚线成逆时针角。在B位置，相机片夹座14与基线BL平行。在C位置，相机片夹座14与基线BL成顺时针角。而相机镜头的光轴总是垂直于基线BL，并与片夹座中垂线相交。

图2a至2c描述了在三个扫描位置A、B、C，柱镜屏28中央的部分柱镜单元的成象过程。图中只画出了最中心的柱镜单元和它的两个紧邻。L和R的意义同前面相似，即指出物空间左右方向的相应成象。因为镜头一次成象为反象，在象面上L,R的方向正好与物空间相反。Pr、Pm、P1为图1中标出的三条主光线r、m和1在感光胶片上的成象点。所有的光线均通过柱镜单元的光心0，因此其方向并不为柱镜单元表面的折射所改变。还要指出一点，即柱镜单元焦平面上每一点是由一束以主光线为中心的具有一定通光孔径的光线所形成，而在图中只画出了它的主光线。从平面几何的原理可以推导出，主光线r,m，和1与柱镜屏28法线n的夹角等于相机片夹座14和基线BL的夹角。因此，该角度在A位置和C位置等于α，而在B位置等于0。由此推出，柱镜屏28的扫描角为2α。

图3描述了柱镜屏28上某一柱镜单元的几何构造。该柱镜单元有一光学中心0，柱面半径rL，节距p、厚度t。柱镜单元的象角为2φ，其由下列公式得出：

2φ=2arctan{P/(2t-2rL)}为了拍出高质量的立体图像，柱镜屏厚度t应等于柱镜单元的焦距f，柱镜屏28的扫描角2α应等于柱镜单元的象角2φ。

图4为观看由照相机12拍摄的立体图像时的情形。由于图2是一次成像为反像，观看时要翻转为正像，其左、右方位与图2相反。当观察者用裸眼观看图像时，右眼Er接收到来自图像点Pr的光线，而左眼E1接收到来自图像点P1的光线。现在再回到图2。图像点Pr和P1是由主光线对r和1形成的，它们代表物空间中同一区域的右面成象和左面成象。因此，观察者右眼看到的是右面的象，而左眼看到的是左面的象，从而保证了该立体图像的正确深度显示。

图6、7为本发明的一较佳实施例。其利用机械装置实现了本发明的成像方法。其支架10上设有由电机17驱动的传送带25，支架10的一端设有电机17转动及相机快门开闭控制装置21，传送带25的两端分别设有快门开或闭位置开关13和电动机启动或停止定位开关15。传送带25两侧设有动力直线滑轨20，相机镜头座30和相机片夹座14设置在直线滑轨20上，片夹座14上的图像记录材料前设有柱镜屏28。相机镜头座30下方套设有镜头调焦滑杆23。通过调节镜头调焦滑杆23可对被摄物体调焦。当相机镜头座30和相机片夹座14移动到快门开或闭位置开关15位置时，快门打开或关闭，当相机镜头座30和相机片夹座14移动到电动机启动或停止定位开关15，电机17方可启动或停止转动。

直线滑轨上设有两上下设置共轴心的镜头和片夹转动齿轮16a和16b，其相应的两根齿形导杆22a和22b的一端分别齿合两齿轮，两根齿形导杆的另一端分别顶触两根反向倾斜导轨18a和28b，两根反向倾斜导轨18a和18b可交叉铰接，其之间的夹角与柱镜屏柱镜单元扫描角成比例，设置恰当可保证消除闪烁感得到亮度均匀的照片。相机镜头座30通过连接件与上齿轮16a固接，而相机片夹座通过其连接件与下齿轮16b固接。图中示出用于控制相机镜头座30运动的齿轮16a和齿形导杆22a。齿轮16b和齿形导杆22b为与齿轮16a和齿形导杆22a的平行结构，它们是用来控制片夹座及柱镜屏28的运动的。相机镜头座30装在齿轮16a上，其偏转方向由齿轮16a上的线段OH的方向来决定。在动力传动系统作用下，照相机12沿直线滑轨20移动。齿形导杆22a的一端沿交叉导轨18a滑动，另一端与齿轮16a相咬合。假设B位置为齿形导秆22a的0位置。在B位置，线段OH平行于直线滑轨20，相机镜头座30正对着被摄物体10。当照相机滑动至直线滑轨最右面位置A时，反向倾斜导轨18a相对于直线滑轨20的倾斜使齿形导忏22a向上移动一段距离1g。因为齿形导杆22a与齿轮16a相咬合，齿形导杆22a的向上线性运动1g导致了齿轮16a转动同样的弧长1g。齿轮16a的逆时针旋转角可由下述公式确定：

    β=21g/d    (β以弧度为单位)

其中d为齿轮16a的直径。当照相机滑动至最左面的扫描位置C时，依相同原理，齿轮16a旋转角度为顺时针。如前所述，2β即为该立体照相机的扫描角。反向倾斜导轨18a与直线滑轨20的夹角为ε，其与角度β的关系可以用下述公式描述：

    β=(Dtanε)/d

其中D为照相机12的扫描距离。因为ε角度通常较小＜10°，故可得一个近似公式：

    β=(Dε)/d

图5中的反向倾斜导轨18b，以粗虚线表示控制着相机片夹座14相对于照相机12的偏转，该偏转遵循与上述相同的原理。假设齿轮16b与齿轮16a有相同的直径，由上式可进一步推得，反向倾斜导轨18a与反向倾斜导轨18b之间的夹角ε1与柱镜屏28的扫描角2α的关系如下：

    ε1=αd/D

d和D为事先确定的参数。柱镜屏28的扫描角2α可按上式在扫描之前由调整反向倾斜导轨18a与反向倾斜导轨18b之间的夹角ε1来确定。

图8-11为本发明的另一较佳实施例。其利用计算机控制相应的机械装置实现了本发明的成像方法。本发明的直线移动装置、偏转引导装置由计算机控制的直线滑行、镜头座与片夹座偏转三套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，伺服放大器通过信号电缆接伺服控制器，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。

本实施例中直线移动装置的机械装置由滑行平台20与传动齿秆D1套合，滑行伺服机构M1通过减速齿轮G1接传动齿杆D1所构成；操作时，通过键盘设定滑行范围，计算机的中央处理器通过伺服控制器、伺服放大器接滑行伺服电机，滑行伺服电机转动而通过减速齿轮G1带动传动齿杆D1转动，直线滑行平台35载着相机在滑轨20上直线移动，在移动的过程中不停地通过伺服电机的反馈编码器将反馈信号输入伺服放大器MR10A1，伺服放大器MR10A1再通过伺服控制器A1SD75P将信号送至计算机的中央处理器。滑轨20两端还设有滑行极限开闭开关以及复位开关。

偏转引导装置则为滑行平台20上设有共轴心的两偏转齿轮S2、S3，镜头座30与片夹座14分别固接两偏转齿轮S2、S3，两偏转齿轮S2、S3分别通过减速齿轮G2、G3与镜头偏转伺服机构M2、片夹偏转伺服机构M3相接。

如8图所示，相机片夹座14置于片夹转轮31上，镜头座30置于镜头转轮32上，两转轮共置于滑行平台20上。滑行平台20由滑行伺服系统控制可在滑轨上滑行，镜头转轮32及片夹转轮31分别由镜头及片夹两伺服系统控制，可分别带动镜头座30及片夹座14偏转。三套伺服系统由可控制三轴运动状态的A1SD75P伺服控制器控制。伺服电机转动速度、位置等参数，由编码器经放大、比较反馈给控制器。平台20及镜头座30，片夹座14滑行、偏转的要求编制在软件上，具体参数由MTA-G1控制屏键盘输入、存储，并由A1SJCPU-S3微处理器输出控制伺服系统工作。AISx48Y18输入/输出为电动调焦，景深计算输入/输出。

平台滑行、镜头座偏转及片夹座偏转三套伺服系统结构相同，如图11所示，仅给出其中一套的电路结构。伺服控制系统由A1SD75P伺服控制器，MR10A1伺服放大器及HC-PO伺服电机组成。伺服控制器通过信号电缆CNI与伺服放大器相联，其中PP为正转控制脉冲串输入，NP为反转控制脉冲串输入，PF为定位完成信号，当伺服电机到达预先设定位置，反馈此信号，OP为编码器Z相位信号，伺服电机每转动一周输出1脉冲，编码器输出零位信号，并反馈给控制器，SON为伺服启动，LSP为正转终点信号，LSN为反转终点信号，ALM为故障报警信号，20为DC24V正，SG公共负端。L1、L2为伺服放大器交流电源输入，L1接200VAC或L2接100VAC。伺服放大器通过U、V、W及E(地)联线给伺服电机动力，并由CN2信号电缆将电机编码器的反馈信号反馈给伺服放大器及伺服控制器。LS1、LS2接调焦电机的控制输入/输出信号，HP1、HP2接照相机景深控制输入/输出信号。

为适应在多种情况下拍摄多种规格尺寸照片的需要。其方法之一是可更换不同尺寸的片夹座和不同焦距的镜头。方法之二是控制弥散园直径，用大片夹拍不大于其尺寸的多规格照片，真正做到无后期加工。

在拍摄部分不滑动的情况下，仅偏转片夹座，在几个不同方位摄入几幅不同画面，经过显影冲洗，覆设柱镜屏，即可在不同的几个方位分别看到几个不同的画面，从而制作成动画。

在图像记录材料为CCD阵列时，可实现立体摄影数字化。

Claims (14)

1、一种实时合成立体与动画摄影方法，其特征在于：相机采用柔性皮腔机身，置于横向直线滑轨上，并可以滑轨中点为中心，由左端一点滑行至右端对称点，扫描拍摄成为立体照片；也可多点定位拍摄制成动画图像；还可在扫描拍摄中录下景物动态成为带动态的立体照片；镜头板在滑行时应能偏转，使镜头光轴始终对准滑轨中垂线前方某一固定点；载有图像记录材料及紧贴其前的柱镜屏的片夹板，以片夹板竖直中垂线为轴，使片夹板在滑轨中点时与滑轨平行，离开中点应左、右偏转；相机扫描起点、镜头光轴对准点、片夹板扫描起点时的偏角及扫描全程时间应能根据被摄物远近、预期深度放大要求及光照等条件而设定。

2、根据权利要求1所述的实时合成立体与动画摄影方法，其特征在于：所述扫描起、止点与镜头对准点构成相机扫描角，其大小与扫描长度成正比，与镜头对准点至滑轨的距离成反比，在设定扫描起点时，应根据深度放大要求使之等于或接近所用柱镜屏的单元像角，该角增大，再现图像的深度感会增强，但过大图像将畸变。

3、根据权利要求1所述实时合成立体与动画摄影方法，其特征在于：所述在扫描拍摄中应使镜头光轴始终对准滑轨中垂线前方某一点，此点称参考点，在再现图像中该点及过该点平行于滑轨的平面将处于图像的纸平面；近于参考点的景物将浮出纸面；远于参考点的景物将深入纸面，应根据拍摄要求设定该点，一般应选在被摄主体中央偏前一点并与调焦点一致。

4、根据权利要求1所述的实时合成立体与动画摄影方法，其特征在于：所述片夹板在扫描起点时的偏转角应设定使其等于所用柱镜屏单元像角，过大，再现图像会出现竖直白道，过小则出现竖直黑道，改变观察角度图像会闪烁。

5、根据权利要求1所述的实时合成立体与动画摄影方法，其特征在于：所述相机扫描全程的时间即胶片曝光时间，应能根据胶片感光度、镜头光圈系数及景物照度而设定，因而相机扫描速度可控。

6、一种实时合成立体与动画摄影装置，它包括相机、滑行偏转部分及动力控制部分，其特征在于：相机由载有镜头的镜头板、载有柱镜屏及紧贴其后的图像记录材料的片夹板及一柔性皮腔机身构成；相机置于滑行平台上，平台置于直线滑轨上，并可在滑轨上滑行；平台上设有同轴的上下两转轮，转轮由构件分别与镜头板及片夹板相接，带动镜头及片夹偏转；其动力控制可以是机电式，也可以是计算机式。

7、根据权利要求6所述的实时合成立体与动画摄影装置，其特征在于：所述的机电式的平台在滑轨上滑行，由电机及传动带带动，在滑轨两侧设有控制滑行起止及快门开闭的定位开关，平台上带动镜头及片夹偏转的两同轴转轮，是由两齿形导杆分别与之齿合，导杆另端分别与两根上下并列，中点以轴连接交叉反向倾斜导轨顶触；安装在滑轨侧面的控制盒输入接电源，输出接滑行电机，用以控制电机速度。

8、根据权利要求7所述的实时合成立体与动画摄影装置，其特征在于：所述的两根上下并列，中点以轴连接的交叉反向倾斜导轨，在拍摄前应有两种设定：①改变导轨与滑轨的夹角使符合镜头光轴始终对准滑轨中垂线前方某一点即参考点设定要求；②改变两导轨间的夹角，使之与所用柱镜屏单元像角相等。

9、根据权利要求7所述的实时合成立体与动画摄影装置，其特征在于：所述的控制盒通过控制电机的速度，以设定平台滑行速度及扫描全程的拍摄时间，使之符合感光材料的曝光要求。

10、根据权利要求6所述的实时合成立体与动画摄影装置，其特征在于：所述计算机式的平台直线滑行及同轴的镜头及片夹转轮均由各自的伺服电机驱动，伺服电机又分别与各自的伺服放大器连接，伺服放大器接伺服控制器，伺服控制器连接计算机中央处理器，中央处理器接显示器和键盘；平台滑行及镜头、片夹偏转的基本要求及参数编入软件，滑行、偏转的实时数据反馈给伺服控制器以保证滑行、偏转符合拍摄要求。

11、根据权利要求10所述的实时合成立体与动画摄影装置，其特征在于：对于所述的计算机式，为保证景深范围内景物清晰，计算机设置了计算程序，只要输入前景距离、后景距离、像面对角线长度及镜头焦距，即可给出调焦距离及应选择的光圈系数。

12、根据权利要求10所述的实时合成立体与动画摄影装置，其特征在于：为在保证成像质量条件下能拍摄画面大小不同的照片，设置了由计算机计算和控制弥散园的措施。

13、根据权利要求10所述的实时合成立体与动画摄影装置，其特征在于：为便于操作和监控，设置了电动调焦与错误报警设施。

14、根据权利要求6所述的实时合成立体与动画摄影装置，其特征在于：在扫描拍摄过程中，规定了镜头、机身、片夹的相对运动关系，使连续拍摄的无数画面能实时自动合成立体图像。

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