3D視頻技術(shù)全面解析

　　怎么樣還原到人能看到的東西?通過兩臺(tái)攝像機(jī)，以前通過一臺(tái)攝像機(jī)看到的是兩維的，通過兩臺(tái)攝像機(jī)模擬人的眼睛，拍左眼和右眼的畫面。目前兩個(gè)攝像機(jī)的排列方式是兩種，一種是水平的并排，另一種是垂直上下的方式，根據(jù)不同的系統(tǒng)自己可以做一些試驗(yàn)。到底哪種好，它們之間的距離一般跟人的眼睛瞳孔差不多，60-65毫米，拍的時(shí)候可以根據(jù)近景或者遠(yuǎn)景調(diào)整兩個(gè)攝像機(jī)之間的距離。很重要的問題是確保兩個(gè)攝像機(jī)之間的光圈、焦距和亮度一致，否則拍出來的兩個(gè)畫面人眼看起來會(huì)有很多不適的感覺。當(dāng)然現(xiàn)在很多攝像機(jī)都通過電纜機(jī)械自動(dòng)調(diào)節(jié)，但很難保證兩個(gè)完全一致。現(xiàn)在有些研究，比如說兩臺(tái)攝像機(jī)之間位移差多少可以接受，亮度差多少可以允許，這也是將來做3D測(cè)試測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)和主要的內(nèi)容，還有雙眼垂直之間的差別和亮度的差別有多少對(duì)人的感覺不會(huì)那么明顯。另一個(gè)問題，運(yùn)動(dòng)的物體要確認(rèn)拍的時(shí)候左眼和右眼都有，如果運(yùn)動(dòng)物體拍的時(shí)候左眼或右眼沒有，再合成的時(shí)候物體看起來就很奇怪了，疊加不上。一般來說背景可以左右眼之間有差異，但運(yùn)動(dòng)的物體要確保落在左右攝像機(jī)拍攝的區(qū)域之內(nèi)。

　　另一種是垂直攝像機(jī)的擺放， 3D左眼信號(hào)直接進(jìn)入攝像機(jī)，右眼通過分光鏡分過來，分過來的時(shí)候是倒像的，需要利用旋轉(zhuǎn)電路把它翻過來，因?yàn)殡娐分g處理的不一樣，要確保拍的圖像時(shí)間一致，如果時(shí)間上差了一幀或者兩幀，最后出來的畫面就完全亂掉了。曾經(jīng)有一篇文章說明了為什么要垂直的，因?yàn)樗降脑捰捎趦蓚€(gè)機(jī)器本身的尺寸太大，很難保證它們之間的距離是60-65毫米，因?yàn)闄C(jī)器比較寬，用垂直的方式可以很好的調(diào)整左右攝像機(jī)之間的間距。

　　攝像機(jī)水平和垂直都會(huì)有角度的問題，到底是并行拍還是用擴(kuò)散的方式來做?并行可以很好的保證水平方向，但是有一個(gè)問題：人看東西一般來說有匯聚點(diǎn)，如果前期并行拍，后期制作的時(shí)候可以匯聚，調(diào)整之間的畫面，匯聚會(huì)比較難，要算拍的位置跟攝像機(jī)的距離，需要把它定位到畫面是朝屏幕外還是朝里，會(huì)有很多的計(jì)算在里面，比較麻煩。

　　所謂的3D是視差產(chǎn)生的左右位移，最后才會(huì)有3D的效果出來。視差有四種(見下圖)：零視差，左眼和右眼看到的距離一樣;正視差是右眼在左眼之前，一般畫面在屏幕的后面;負(fù)視差是右眼看到的畫面在左眼的左邊，負(fù)視差看到的畫面應(yīng)該是在屏幕的前方;正常的兩眼不能有分散的視覺，要避免拍的時(shí)候出現(xiàn)散的視差狀況出現(xiàn)。零視差一般是電影或者電視的屏幕，到底哪個(gè)算屏幕?零視差的點(diǎn)就是電影屏幕和電視的屏幕，如果畫面要出屏得以這個(gè)為參考，入屏也得以這個(gè)為參考。正視差是右眼在左眼的右邊，它的點(diǎn)落在屏幕的后方，畫面呈現(xiàn)出來的效果是在屏幕的后面位置。負(fù)視差畫面是在零視差定義的屏幕前方，右眼看的畫面是在左眼的左方，物體全在屏幕的外面，會(huì)產(chǎn)生懸空的感覺，朝視覺方向飛過來。分散的視差人眼不會(huì)散開，真正拍的話不會(huì)有這種畫面出來。

　　圖2：四種不同類型的視差效果。

　　拍的時(shí)候會(huì)有一個(gè)平面軸，所謂的負(fù)視差我們建議往眼睛這邊飛過來的時(shí)候不要太靠眼睛，如果突然一個(gè)子彈打過來，如果打的太靠近對(duì)人的眼睛適應(yīng)性不是很好，畫面到哪個(gè)位置比較合適?有些研究說到手臂長(zhǎng)的位置是比較合適的負(fù)視差，但不能為了追求效果匯聚點(diǎn)非常多，這樣效果不一定好，分散的地方也不需要太大，目前大家都只是在做研究課題，還沒有標(biāo)準(zhǔn)的定義到底什么樣的范圍我們能接受，這里會(huì)有很多的實(shí)驗(yàn)，包括數(shù)據(jù)。

　　因?yàn)槭莾膳_(tái)攝像機(jī)拍，要保證之間的亮度和色度是一致，如果有一定的差異，看起來也很難受?？吹臅r(shí)候要把左眼和右眼疊加在一起，到底我們能允許多少垂直上的色差、亮度跟色度的差異?雖然我們有很多的軟件和工具保證兩個(gè)攝像機(jī)之間的光圈和對(duì)焦，但不可能保證完全一致，目前沒有很權(quán)威的標(biāo)準(zhǔn)來定義到底多大范圍可以接受。如果左眼跟右眼沒有完全分開，即雖然是左眼的信息，但也可以看到右眼的東西，這會(huì)對(duì)我們的視覺造成很混亂的效果，會(huì)產(chǎn)生非常難受的感覺。

　　定一個(gè)零視差的屏，如果拍的時(shí)候總轉(zhuǎn)換視差屏，對(duì)我們的沖擊也很大。不建議大家變化零視差，同一個(gè)場(chǎng)景零視差的屏應(yīng)該是固定的，不能同樣一個(gè)產(chǎn)品變來變?nèi)?，眼睛要不斷地調(diào)節(jié)焦距對(duì)焦，眼睛會(huì)很累。如果變化的話，建議從一個(gè)屏面過渡到另一個(gè)屏面的時(shí)候最好是2D的，在另一個(gè)屏面上再建立立體的感覺，這樣人的眼睛會(huì)有適應(yīng)的過程，看起來就不會(huì)特別難受，不要在同一類場(chǎng)景中變化零視差屏。

　　3D視頻監(jiān)視和測(cè)量

　　對(duì)3D拍出來的亮度、色度、焦距的測(cè)試，泰克也有些相關(guān)的解決方案。如果左右兩個(gè)畫面亮度差異很大，大家看3D效果會(huì)非常糟糕。利用棋盤的檢驗(yàn)方式，可以很輕易的看到左右眼之間的畫面亮度有多大差別，如果亮度和色度差別不大，左右不會(huì)有很大的過渡，亮度和色度看起來會(huì)有比較平滑的感覺，通過調(diào)光圈和燈光，確保亮度和色度在同樣的范圍之內(nèi)。下圖是左右眼的圖像誤差示意圖，右邊因?yàn)橐暡畹年P(guān)系陽光透進(jìn)來，如果把兩個(gè)畫面合成3D效果看起來就很別扭，如果做二維拍攝光暈不允許，3D拍的時(shí)候也要避免這種效果出來，左邊沒有太陽，右邊有太陽，這樣合成畫面的話會(huì)有非常大的問題。從測(cè)試波形可以看出，右眼亮度明顯比左眼高，要調(diào)節(jié)光圈，不要出現(xiàn)光暈的現(xiàn)象。

　　圖3：左眼和右眼的圖像誤差：亮度電平不同，色彩不同。

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