(中國裸眼3D系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)編制工作組總體組組長 方勇)
編者按:隨著顯示技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對(duì)于立體顯示與沉浸體驗(yàn)的追求越來越高。常規(guī)VR顯示技術(shù)由于穿戴設(shè)備引起的不適,漸漸表現(xiàn)出力不從心,裸眼3D由此而生,原生態(tài)仿真體驗(yàn)得到大眾認(rèn)可與追捧。然而裸眼3D究竟為何物?2D轉(zhuǎn)3D、3D片源直接轉(zhuǎn)換,到底有多少種格式呈現(xiàn),面對(duì)多樣化的視頻格式選擇,其優(yōu)缺點(diǎn)在哪里?我們應(yīng)該作何抉擇?本篇文章,將帶您走近多樣化的裸眼3D視頻格式世界,為您的抉擇保駕護(hù)航。
裸眼3D顯示涉及的視頻格式有:2D視頻、雙視3D視頻、多視3D視頻、V+D 3D視頻等,每種格式都有不同的特點(diǎn),本文試圖對(duì)上述視頻格式做簡要分析。
1 2D視頻
2D視頻是基本視頻格式,應(yīng)用廣泛,在2D/3D顯示設(shè)備上皆可使用。在裸眼3D顯示設(shè)備上,2D視頻可有兩種顯示方式:(A)2D反走樣增強(qiáng)顯示,裸眼3D顯示因?yàn)楣鈻诺挠绊憰?huì)降低2D顯示圖像質(zhì)量,導(dǎo)致圖像走樣,可根據(jù)光柵光學(xué)特性進(jìn)行反走樣增強(qiáng)處理,以改善2D顯示效果;(B)2D轉(zhuǎn)3D顯示,可使用2D轉(zhuǎn)3D實(shí)時(shí)算法將2D視頻轉(zhuǎn)換為3D視頻,以獲得3D顯示效果。由于2D轉(zhuǎn)3D是高度“病態(tài)”問題,2D自動(dòng)轉(zhuǎn)3D的效果難以保證,甚至?xí)䦟?dǎo)致嚴(yán)重的視覺健康舒適性問題;其次,從顯示設(shè)備2D/3D按需顯示的要求出發(fā),2D視頻應(yīng)該選擇2D顯示方式;最后,從廣告?zhèn)髅健⒄褂[展示等行業(yè)應(yīng)用的特點(diǎn)來看,2D自動(dòng)轉(zhuǎn)3D所獲得的3D效果也難以滿足這些行業(yè)應(yīng)用的視覺效果要求。因此,在裸眼3D顯示領(lǐng)域,2D視頻應(yīng)該優(yōu)選2D反走樣增強(qiáng)顯示以獲得好的2D顯示效果,3D顯示效果應(yīng)該優(yōu)選3D視頻來獲得。
圖1 2D視頻
2 雙視3D視頻
雙視3D視頻是3D影視行業(yè)的通用3D視頻格式,可通過3D攝像機(jī)拍攝或CG制作,適用于眼鏡式3D顯示和裸眼3D顯示。雙視3D視頻常見形式有幀封裝(frame packing)、左右(side-by-side)、上下(top-bottom)等,藍(lán)光3D電影通常使用幀封裝格式,3D電視信號(hào)通常使用左右格式,裸眼3D顯示優(yōu)選左右格式,如圖2所示。支持雙視3D視頻可實(shí)現(xiàn)各種3D實(shí)時(shí)顯示,如3D直播、3D監(jiān)控等。雙視3D視頻片源豐富,有大量的3D影視內(nèi)容;此外,雙視3D視頻獲取方式多樣,可實(shí)拍可制作,技術(shù)相對(duì)成熟,成本相對(duì)多視3D視頻也具有顯著優(yōu)勢(shì)。因此裸眼3D顯示設(shè)備必須支持雙視3D視頻,通過實(shí)時(shí)密集視點(diǎn)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)密集視點(diǎn)裸眼3D顯示,獲得良好的3D視覺效果,直接觀看藍(lán)光3D電影、央視3D頻道、網(wǎng)絡(luò)3D視頻等。
圖2 左右格式3D視頻
3 多視3D視頻
多視3D視頻是裸眼3D顯示領(lǐng)域的專用視頻格式,如4視點(diǎn)、8視點(diǎn)、9視點(diǎn)3D視頻,如圖3所示。多視3D視頻在裸眼3D顯示的早期階段發(fā)揮過重要作用,可直接應(yīng)用于傳統(tǒng)的多視點(diǎn)裸眼3D顯示方式,獲得較強(qiáng)的出屏效果,但其局限也非常明顯,如分辨率多低,單視圖分辨率與視點(diǎn)數(shù)成線性反比;其次視圖數(shù)有限,反轉(zhuǎn)區(qū)重影明顯,觀看舒適度較差,現(xiàn)已不作為裸眼3D顯示的推薦視頻格式。
圖3 9視3D視頻
4 V+D 3D視頻
在上述視頻格式外,裸眼3D顯示領(lǐng)域不能回避的3D視頻格式就是圖像及深度3D視頻(簡稱V+D 3D視頻)。V+D 3D視頻包含圖像與深度信息,適合建模或制作的離線3D視頻內(nèi)容,如2D轉(zhuǎn)3D、實(shí)拍雙視點(diǎn)3D視頻優(yōu)化、3D動(dòng)畫等,如圖4所示。理論上V+D 3D視頻是裸眼3D顯示的優(yōu)選視頻格式之一,但實(shí)際應(yīng)用上又受到諸多限制:(A)V+D 3D視頻迄今不能實(shí)拍,因此其來源受到限制;(B)V+D 3D視頻包含深度信息,在編解碼、傳輸、顯示處理等各環(huán)節(jié)必須保持不變,現(xiàn)有相關(guān)視頻芯片/設(shè)備/系統(tǒng)難以滿足,應(yīng)用受到明顯限制,只能采用類似PC/一體機(jī)的專用軟件系統(tǒng)來播放顯示;(C)V+D 3D視頻不適合眼鏡式3D顯示,難以得到影視內(nèi)容行業(yè)的支持。
圖4 V+D 3D視頻
綜上所述,裸眼3D顯示設(shè)備至少應(yīng)當(dāng)支持2D視頻和雙視3D視頻,以滿足通用2D/3D視頻顯示的需要,使裸眼3D顯示設(shè)備可直接觀看2D/3D電影/電視/游戲/直播等,解決內(nèi)容到設(shè)備的問題從而使裸眼3D顯示設(shè)備真正具有實(shí)用性;從兼容的角度考慮,也可選擇性地支持多視3D視頻。至于V+D 3D視頻,受制于現(xiàn)有顯示系統(tǒng),如電視/廣告機(jī)顯示方案,還難以實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)處理的同時(shí)保持深度信息不變,難以得到產(chǎn)業(yè)鏈的廣泛支持。