随着音视频、虚拟现实和互联网等新技术的融合发展,3D立体信息技术正在革命性地影响和改变着人们的观看习惯与沟通方式。3D是three-dimensional的缩写,就是三维立体图形。由于人的双眼观察物体的角度略有差异,因此能够辨别物体远近,产生立体的视觉。三维立体电视正是利用这个原理,把左右眼所看到的影像分离。
3D高清电视是中国电信上海公司针对未来在IPTV上实现3D高清播放而提出的解决方案,将3D自由立体显示技术与高清IPTV的传输、播放技术相结合,通过IPTV系统实现3D高清内容的网络流式播放。在特定的终端(机顶盒及显示器/电视机)的支持下,无需佩戴专业眼镜即可实现立体视觉效果。
3D高清IPTV采用柱镜式光栅自由视点显示器作为显示终端,通过显示特殊编码处理过的三维内容。观众在世博园区的电信营业厅,无需佩戴专业眼镜即可观看专为世博会制作的三维高清电视节目,感受三维高清显示效果。可以观看同一场景不同视点位置的图像;还支持多人同时观看;不会遮挡背光,不会降低图像亮度。
3D电视的基本原理是视差,主要是双目视差(binocular parallax),人的双眼相距约6.5cm,人在用双眼观看物体的时候,左右眼视网膜上所成的像亦略有不同,左右眼分别观看到两幅略微不同的图像,经大脑皮层的综合反应便会产生出立体的感觉——这就是视差创造立体(见图1-37)。因此,采集/制作左右眼图像并分别输入给左右眼,就可以让人看到立体画面。
图1-37 视差创造立体示意图
3D电视大体分为戴专业眼镜的和自由立体显示的,戴专业眼镜的又有红绿眼镜的色分法,偏振光的光分法,以及轮流显示左右眼图像的时分法等方式。自由立体显示主要有狭缝光栅立体显示、柱透镜光栅阵列立体显示等。(www.xing528.com)
3D高清IPTV采用的是柱透镜光栅阵列立体显示技术。柱状透镜英文全名为Lenticular Lens,柱状透镜通常放置在LCD面板最上方,该技术的3D显像原理是利用柱状透镜的分光特性将给左眼及给右眼的可视画面分开,以便让观看者看得见3D影像。每个柱透镜下的像素由若干个子像素组成,由于柱状透镜的折射效果,人的每只眼睛分别看到不同的子像素。通过对这两部分像素的合理排布,人眼看到的这两部分通过大脑的处理后就可以实现立体显示。柱状透镜技术最大的优点是,因其不会阻挡背光,故显示器辉度不受影响。但由于其3D显示基本原理仍与视差障壁技术相同,故分辨率仍将降低。为了解决垂直柱状透镜光栅水平分辨率下降而垂直分辨率保持不变的问题,现在的主流技术为倾斜柱状透镜光栅技术。该技术通过将斜柱状透镜光栅和水平排列的像素成一定的夹角放置,达到了平衡水平方向和垂直方向水平分辨率下降倍数的问题,同时也消除了摩尔纹效应。柱透镜光栅阵列立体显示示意图如图1-38所示。
这个技术的3D视频在一个图像中要包含多视点视频信息,对码流传输带宽要求很高。
通过IPTV系统实现3D高清内容的网络流式播放,相关研究在国际上尚属先例,达到国际领先水平。“高清IPTV”是以高速宽带网络为传输通道,通过高清机顶盒接收、高清电视机播放,为用户提供720P或1080P高清晰度的视频内容的高品质服务。高清IPTV提供直播和点播两种业务,提供包含国内主要高清直播频道以及影视、体育、纪实和娱乐等多档点播节目内容。中国电信上海公司在国内率先提供蓝光高清IPTV端到端试点,基于城市光网提供的接入带宽和IPTV系统已有的业务网络、承载网络、运营维护技术提供3D高清IPTV,在技术体制上无需额外变动,技术经济性也较好。
图1-38 柱透镜光栅阵列立体显示示意图
3D高清IPTV代表了未来的发展方向,在世博园区内展示效果并提供服务。使家庭用户不用走入影院,就能感受到由2D到3D的视觉革命,从而提升高清IPTV的播放品质,满足高端用户的欣赏需求。2010年被称为3D电视元年,提供佩戴眼镜观看的3D电视逐渐开始试商用,到2011年已经规模商用。但裸眼3D电视尚处于技术完善阶段,裸眼3D显示设备和3D内容制作成本很高,一定时期内尚无法普及。
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