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3D影像技术简介一
如今3D技术大行其道,3D的潮流席卷了整个影音市场,一场宏大的3D革命正在进行着。而家用的3D产品也越来越多,如何才能实现3D影像播放就成了许多影音爱好者最关切的问题,电影院中的高品质3D效果要如何复制到家中?要如何挑选合适的3D播放器材?我们可以先从3D显示技术开始,逐步了解3D播放的秘密,为挑选优质的3D播放器材做好准备。
为什么我们能看到立体的画面?
立体画面的形成,离不开我们人眼的视觉系统,人眼所观看到的影像其实都是立体的,原因就是因为人拥有两个眼球,而两个眼球拥有视觉差,可以通过不同角度观察物体,当两个眼睛观察到的影像被传输到人的大脑时,大脑就会形成一个立体的影像,于是我们就能感觉到物体是立体的,并且能分辨出人与物体间的距离和方位。
而要进行3D画面的记录和重放,目前已经有几种成熟的技术支持,我们可以通过地面数字高清信号传播和接收3D信号(目前在日本和韩国已经出现),第二个是在线网络直接获取3D体验片源(如Dolby和nVidia公司都提供了3D影片下载),第三个是通过蓝光机播放3D蓝光影碟进行3D影片观看,第四个是通过在个人电脑上安装3D显示卡搭配3D显示器进行立体影像播放,最后一种就是自己动手制作3D影片,目前已经有不少影音厂商推出了具备双图像拍摄能力的摄像机。
高品质的3D图像播放,必须具备以下几个因素:
1、在佩戴3D眼镜后,图像的亮度与色彩没有出现重大变化,图像播放流畅自然、画面清晰,并且佩戴3D眼镜应感到舒适。
2、3D图像的播放是采取左眼和右眼两个信号分别播放的方式,而通过佩戴眼镜,人的眼睛可以分别看到左右两个图像信号,但是要确保左眼看左眼的信号,右眼看右眼的信号,不然的话,两个图像的信号同时进入同一只眼睛,就会出现串扰、重影等现象,呈现不了3D质感的图像。
3、两个图像间的视差必须保持稳定不变,无论是3D影像拍摄还是图像的观看,如果左右两个眼睛所观看到的图像视差过长或者不平均、不一致,就会使观看者出现头晕和恶心的情况。另外,不同的人体质也不尽相同,即使设定正确,某一类人在观看3D影像时也会觉得不适,所以3D影片并不是适合所有人观看的。
了解现有的3D影像传输技术
早在上世纪,3D技术的发展就已经取得了一定的成果,但是由于播放设备、传输与储存设备还不够发达,没能广泛使用,直到最近几年3D影像的制作与播放才有了重大的进步,特别是显示设备的性能已经越来越强大,可以支持越来越高的图像刷新频率,为3D影像的播放提供了有力的支持。目前所出现的3D图像播放技术非常多,我们特别针对有重要意义的几种传输技术进行介绍,希望读者朋友能够了解到目前3D图像传输与播放的原理。一般来讲,3D影像的传输可以分成“信号接入与处理”以及“信号播放”这两个部分,下面就和大家作详细讲解。
3D信号接入与处理 Input and Processing
●Full Side-by-Side左右并列
采用两个分辨率相同的图像以左右并列的方式进行信号传输,采用该种信号传输方式时需要较大的宽带才能实现。Side-by-side有隔行扫描和逐行扫描两种规格,其中隔行扫描可用较少的带宽,而逐行扫描则拥有更好的图像质量。
●Half Side-by-Side左右压缩并列
在一个标准的图像分辨率下同时传送两个图像画面,这两个画面采用高度不变而宽度压缩成一半的方式进行记录,对于1080p信号来说同一个图像会看到两个并排的960×1080画面。目前这种传送方式在国外的3D电视广播上得到了应用。
●Half Top-and-Bottom 上下压缩并列
这是一种与Half Side-by-Side技术相似的3D图像传送技术,区别在于Top-and-Bottom是采用上下两个像素减半的图像合拼而成,在3D 电视广播上也可以看到这种技术。
●Frame Packing上下并列
一般3D电影所采用的3D信号传输格式,包含了全高清信号的1080×23.98/24Hz规格和游戏格式的720p 60Hz规格,通过把两个分辨率相同的图像以上下并列的方式进行信号传送,图像并没有经过压缩处理。
●Field alternative/Framesequential帧/场交错
这是一种较为容易理解的3D传送技术,目前的蓝光播放机都是采用这种格式进行信号输出。其原理就是把左右两个眼睛要观看的图像以交错的形式播放出来,而由于这两个图像是有视差区别的,所以如果不佩戴3D眼睛,人眼可以同时看到这两个影像,但却是图像模糊的效果。
●Line alternative行交错
这种技术又可以称作Line-by-Line技术,就是将左右眼的两个图像分别以扫描线交错的形式自上而下地排列,通过偏光眼镜,让人能够分辨出屏幕上的左眼信号和右眼信号,达致3D 效果的目的。两个影像,但却是图像模糊的效果。
●Checkerboard图像交错式
棋盘方式的3D成像技术目前已经日渐式微,要实现这种3D格式的播放,就必须使用DLP背投的3D Ready电视,这种电视能接收checkerboard格式的3D信号。在这种格式中,用于左眼和右眼的两幅图像会交错显示,即每隔一个像素用于左眼或者右眼。和国际象棋的棋盘差不多。黑色的方格用于左眼的像素,而白色的方格则用于右眼的像素,佩戴眼镜后即可观看。
●Left+Depth左眼图像加深度
这是一种主要应用在将2D信号转换到3D信号的技术,例如目前一些电视机的播放系统上,在保持左眼观看到正常图像的同时,把画面中的部分像素作偏移和复制处理,再由右眼观看,得到3D的效果。
信号的显示播放 3D Video Output
● Frame by Frame
采用分时式的3D显示方式,在观看时需要佩戴快门式的眼镜,通过眼镜镜片的快速打开和关闭,实现左右眼图像的分时供给。
● Line by Line
某些显示设备可以采用这种Line by Line的形式进行图像输出,使用Retarder方式直接显示,我们在观看的时候,只要佩戴偏光式的眼镜即可。
Tips:
在目前的众多3D传输技术中,除了Full Frame Sequential这种以全像素图像连续播放的Full HD方式以外,其他的3D影像传送播放格式都是采取把左右眼的图像压缩到一个2D图像之中,这些3D影像的传送方法会牺牲图像的画质。
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