全面认知3D视频——从技术概念到监测与测量

　　拍的时候会有一个平面轴，所谓的负视差我们建议往眼睛这边飞过来的时候不要太靠眼睛，如果突然一个子弹打过来，如果打的太靠近对人的眼睛适应性不是很好，画面到哪个位置比较合适？有些研究说到手臂长的位置是比较合适的负视差，但不能为了追求效果汇聚点非常多，这样效果不一定好，分散的地方也不需要太大，目前大家都只是在做研究课题，还没有标准的定义到底什么样的范围我们能接受，这里会有很多的实验，包括数据。

　　因为是两台摄像机拍，要保证之间的亮度和色度是一致，如果有一定的差异，看起来也很难受。看的时候要把左眼和右眼叠加在一起，到底我们能允许多少垂直上的色差、亮度跟色度的差异？虽然我们有很多的软件和工具保证两个摄像机之间的光圈和对焦，但不可能保证完全一致，目前没有很权威的标准来定义到底多大范围可以接受。如果左眼跟右眼没有完全分开，即虽然是左眼的信息，但也可以看到右眼的东西，这会对我们的视觉造成很混乱的效果，会产生非常难受的感觉。

　　定一个零视差的屏，如果拍的时候总转换视差屏，对我们的冲击也很大。不建议大家变化零视差，同一个场景零视差的屏应该是固定的，不能同样一个产品变来变去，眼睛要不断地调节焦距对焦，眼睛会很累。如果变化的话，建议从一个屏面过渡到另一个屏面的时候最好是2D的，在另一个屏面上再建立立体的感觉，这样人的眼睛会有适应的过程，看起来就不会特别难受，不要在同一类场景中变化零视差屏。

　　3D视频监视和测量

　　对3D拍出来的亮度、色度、焦距的测试，泰克也有些相关的解决方案。如果左右两个画面亮度差异很大，大家看3D效果会非常糟糕。利用棋盘的检验方式，可以很轻易的看到左右眼之间的画面亮度有多大差别，如果亮度和色度差别不大，左右不会有很大的过渡，亮度和色度看起来会有比较平滑的感觉，通过调光圈和灯光，确保亮度和色度在同样的范围之内。下图是左右眼的图像误差示意图，右边因为视差的关系阳光透进来，如果把两个画面合成3D效果看起来就很别扭，如果做二维拍摄光晕不允许，3D拍的时候也要避免这种效果出来，左边没有太阳，右边有太阳，这样合成画面的话会有非常大的问题。从测试波形可以看出，右眼亮度明显比左眼高，要调节光圈，不要出现光晕的现象。

 
图3：左眼和右眼的图像误差：亮度电平不同，色彩不同。

图4：利用泰克WFM8300进行视频电平调整。

　　两个镜头要同时调，如果它们之间的焦距或者光圈不一样，出来的画面也是非常糟糕的，通过左眼减右眼的效果，会有一定的差，这个是正确的，我们希望看到的立体感觉，本身左眼和右眼看起来就会有差别，在水平位移上有一定的差别，往里面的画面，远处的海边天空远景差别没有立体感，这边我们有差别，看起来是比较理想的立体感觉。如果轴距没有调好，左边会比右边大，它们的差异除了水平，垂直的也有位移差，这是不允许的，所以要调整光圈，确保调焦，保证它们在垂直上没有任何差异。

 　　示波器可以把左右眼之间叠加起来，打上右眼或者左眼的颜色，直接戴上眼镜去看它的效果，这种眼镜可以打上红跟青或者绿跟品红，这样可以简单判断画面情况，如果想知道立体深度有多少，比如有多少像素，这边可以打上视觉差的栅格，每一个是129个像素，位移差就代表着立体的深度，垂直方面可以是50%、25%或者10%。左右眼之间还有另一种方式就是光标，直接把光标打上，显示屏下方会直接告诉你目标水平视差是多少，大概多少像素，通过这种方式可以看到到底左眼在前面还是右眼在前面，画面到底是出屏还是入屏，立体深度是多少。

　　3D拍好了到底怎么样传输？目前有几种方式，一种是两个都是高清的SDI传输，将来要用3G的方式，1080 50p只是3G中的一种方式。用两路传输会碰到传输时延问题和争议问题，现在的方式是通过两个SDI的方式，一个是左眼的信号，一个是右眼的信号，会出来两个测试的信号。建好系统和检测设备以后，通过左右眼的信号检测整个通道。需要注意有没有把左右眼的信号搞混，包括有没有通道之间的延时，如果通道之间有延时会造成错位，3D的效果就会有很大的问题。

　　3D视频传输对应的测试仪器是最新的波形监测仪——WFM8300，可以同时看两路信号。通过波形可以判断到底是左眼的画面在右边还是右眼的画面在右边，这样就可以立体感觉到是往内还是往外。可以把两路信号合成一路信号，真正在传输里看到，如果你能接到投影或者通道的话可以监看，这就是侦测3D信号。

图5：可同时监测两路信号的波形监测仪——WFM8300。

　　前不久美国实验室有一个传输的规范，传3D的信号有两种方式，一种是3D的左眼右眼并列传，通过压缩。这种方式适用于1080i隔行扫描格式，左眼在水平方面压缩一半，右眼在水平方向压缩一半，类似于1080i的画面，通过MPEG2和H.264去传输，经过解码器把左眼跟右眼信号分别解码出来，这时的水平只有一半，再做上变换，得到的画面就是1080i，出来的即是左右眼的信号。720p的方式是上下的，上部分是左眼，下部分是右眼，这样出来的还是720p的画面，现有的系统同样可以传左右眼的信号，定义多少行到多少行是左眼，多少行到多少行是右眼，接收的解码器同样可以把左右眼解出来，通过电视机显示出来。

图6：立体视图测量——边缘检测。

　　可以利用泰克视频质量分析仪VQS1000做传输3D信号的监测，能看到左眼跟右眼之间的边缘，区分到底谁在右边，谁在左边。绿色的代表右眼，蓝色代表左眼，如果右眼在左眼的右边表示这个画面是往外的效果，还有更细的，可以告诉你到底哪些画面属于参考，零视差的，哪些画面位置是正视差，在画面内部，哪些是出屏的负视差。当然会给出一个百分比——大概有多少像素点是出屏的、立体深度有多少、有多少是入屏的、深度有多少。通过这种方式可以帮你判断做好的文件或者是实实在在传输3D视频的立体效果，从拍摄到制作到传输监测的方案。

　　本文小结

　　3D毕竟是比较新的技术，大家都在摸索的过程之中。因此，怎么样利用工具做好的3D画面，怎么样确保3D的深度多少合适，这些问题可能需要大家通过工具去摸索。泰克作为全球测试测量解决方案领先提供商，除了提供领先的测试设备和技术，还希望与大家共同合作，大家有什么测试测量相关的信息欢迎给我们反馈，包括怎么样做好的3D画面，让我们共同促进3D技术的发展与应用。