3D視頻技術(shù)詳解

　　怎么樣還原到人能看到的東西?通過(guò)兩臺攝像機，以前通過(guò)一臺攝像機看到的是兩維的，通過(guò)兩臺攝像機模擬人的眼睛，拍左眼和右眼的畫(huà)面。目前兩個(gè)攝像機的排列方式是兩種，一種是水平的并排，另一種是垂直上下的方式，根據不同的系統自己可以做一些試驗。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)候可以根據近景或者遠景調整兩個(gè)攝像機之間的距離。很重要的問(wèn)題是確保兩個(gè)攝像機之間的光圈、焦距和亮度一致，否則拍出來(lái)的兩個(gè)畫(huà)面人眼看起來(lái)會(huì )有很多不適的感覺(jué)。當然現在很多攝像機都通過(guò)電纜機械自動(dòng)調節，但很難保證兩個(gè)完全一致?，F在有些研究，比如說(shuō)兩臺攝像機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(lái)做3D測試測量的標準和主要的內容，還有雙眼垂直之間的差別和亮度的差別有多少對人的感覺(jué)不會(huì )那么明顯。另一個(gè)問(wèn)題，運動(dòng)的物體要確認拍的時(shí)候左眼和右眼都有，如果運動(dòng)物體拍的時(shí)候左眼或右眼沒(méi)有，再合成的時(shí)候物體看起來(lái)就很奇怪了，疊加不上。一般來(lái)說(shuō)背景可以左右眼之間有差異，但運動(dòng)的物體要確保落在左右攝像機拍攝的區域之內。

　　另一種是垂直攝像機的擺放， 3D左眼信號直接進(jìn)入攝像機，右眼通過(guò)分光鏡分過(guò)來(lái)，分過(guò)來(lái)的時(shí)候是倒像的，需要利用旋轉電路把它翻過(guò)來(lái)，因為電路之間處理的不一樣，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(lái)的畫(huà)面就完全亂掉了。曾經(jīng)有一篇文章說(shuō)明了為什么要垂直的，因為水平的話(huà)由于兩個(gè)機器本身的尺寸太大，很難保證它們之間的距離是60-65毫米，因為機器比較寬，用垂直的方式可以很好的調整左右攝像機之間的間距。

　　攝像機水平和垂直都會(huì )有角度的問(wèn)題，到底是并行拍還是用擴散的方式來(lái)做?并行可以很好的保證水平方向，但是有一個(gè)問(wèn)題：人看東西一般來(lái)說(shuō)有匯聚點(diǎn)，如果前期并行拍，后期制作的時(shí)候可以匯聚，調整之間的畫(huà)面，匯聚會(huì )比較難，要算拍的位置跟攝像機的距離，需要把它定位到畫(huà)面是朝屏幕外還是朝里，會(huì )有很多的計算在里面，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(lái)。視差有四種(見(jiàn)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(huà)面在屏幕的后面;負視差是右眼看到的畫(huà)面在左眼的左邊，負視差看到的畫(huà)面應該是在屏幕的前方;正常的兩眼不能有分散的視覺(jué)，要避免拍的時(shí)候出現散的視差狀況出現。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(huà)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(huà)面呈現出來(lái)的效果是在屏幕的后面位置。負視差畫(huà)面是在零視差定義的屏幕前方，右眼看的畫(huà)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(jué)，朝視覺(jué)方向飛過(guò)來(lái)。分散的視差人眼不會(huì )散開(kāi)，真正拍的話(huà)不會(huì )有這種畫(huà)面出來(lái)。

　　圖2：四種不同類(lèi)型的視差效果。

　　拍的時(shí)候會(huì )有一個(gè)平面軸，所謂的負視差我們建議往眼睛這邊飛過(guò)來(lái)的時(shí)候不要太靠眼睛，如果突然一個(gè)子彈打過(guò)來(lái)，如果打的太靠近對人的眼睛適應性不是很好，畫(huà)面到哪個(gè)位置比較合適?有些研究說(shuō)到手臂長(cháng)的位置是比較合適的負視差，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(méi)有標準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，包括數據。

　　因為是兩臺攝像機拍，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(lái)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)攝像機之間的光圈和對焦，但不可能保證完全一致，目前沒(méi)有很權威的標準來(lái)定義到底多大范圍可以接受。如果左眼跟右眼沒(méi)有完全分開(kāi)，即雖然是左眼的信息，但也可以看到右眼的東西，這會(huì )對我們的視覺(jué)造成很混亂的效果，會(huì )產(chǎn)生非常難受的感覺(jué)。

　　定一個(gè)零視差的屏，如果拍的時(shí)候總轉換視差屏，對我們的沖擊也很大。不建議大家變化零視差，同一個(gè)場(chǎng)景零視差的屏應該是固定的，不能同樣一個(gè)產(chǎn)品變來(lái)變去，眼睛要不斷地調節焦距對焦，眼睛會(huì )很累。如果變化的話(huà)，建議從一個(gè)屏面過(guò)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(jué)，這樣人的眼睛會(huì )有適應的過(guò)程，看起來(lái)就不會(huì )特別難受，不要在同一類(lèi)場(chǎng)景中變化零視差屏。

　　3D視頻監視和測量

　　對3D拍出來(lái)的亮度、色度、焦距的測試，泰克也有些相關(guān)的解決方案。如果左右兩個(gè)畫(huà)面亮度差異很大，大家看3D效果會(huì )非常糟糕。利用棋盤(pán)的檢驗方式，可以很輕易的看到左右眼之間的畫(huà)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(guò)渡，亮度和色度看起來(lái)會(huì )有比較平滑的感覺(jué)，通過(guò)調光圈和燈光，確保亮度和色度在同樣的范圍之內。下圖是左右眼的圖像誤差示意圖，右邊因為視差的關(guān)系陽(yáng)光透進(jìn)來(lái)，如果把兩個(gè)畫(huà)面合成3D效果看起來(lái)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(lái)，左邊沒(méi)有太陽(yáng)，右邊有太陽(yáng)，這樣合成畫(huà)面的話(huà)會(huì )有非常大的問(wèn)題。從測試波形可以看出，右眼亮度明顯比左眼高，要調節光圈，不要出現光暈的現象。

　　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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