3D電視技術(shù)現(xiàn)況及其趨勢(shì)范文

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引言

3d是Three-Dimensional的縮寫(xiě)，指三維立體圖形，1922年美國(guó)曾誕生了世界上第一部3D電影，但直到最近幾年，隨著3D電影《阿凡達(dá)》的巨大成功，3D影視技術(shù)才受到全世界的關(guān)注。2012年1月1日，中央電視臺(tái)、北京電視臺(tái)、上海電視臺(tái)、天津電視臺(tái)、江蘇電視臺(tái)、深圳電視臺(tái)已聯(lián)合開(kāi)播我國(guó)第一個(gè)3D高清電視試驗(yàn)頻道，每天播出13.5小時(shí)。3D試驗(yàn)頻道采用衛(wèi)星加密傳輸，各地有線電視網(wǎng)絡(luò)前端接收，并在當(dāng)?shù)赜芯€電視基本頻道中傳送，用戶只要配置高清機(jī)頂盒和3D電視機(jī)，就可以免費(fèi)觀看3D節(jié)目。

平板電視市場(chǎng)兩年前就已有3D電視機(jī)銷(xiāo)售，2010年全球3D電視的出貨量為320萬(wàn)臺(tái)，2011年估計(jì)為1800萬(wàn)臺(tái)。如今，隨著2012年我國(guó)3D電視試驗(yàn)頻道的開(kāi)播，有線電視運(yùn)營(yíng)商還將推出3D付費(fèi)頻道，3D電視廣播無(wú)疑將進(jìn)入快速成長(zhǎng)期，3D離普通人的生活已經(jīng)非常近了。

13D電視制播技術(shù)及其流程

廣電總局近期了《3D電視技術(shù)指導(dǎo)意見(jiàn)第一部分：節(jié)目制作播出》以及《3D電視技術(shù)指導(dǎo)意見(jiàn)第二部分：高清幀兼容3D電視信號(hào)傳輸》，對(duì)我國(guó)3D電視技術(shù)進(jìn)行了統(tǒng)一規(guī)范。3D電視信號(hào)的采集、制作參照現(xiàn)有高清格式，錄制采用雙路HDSDI或左右拼單路HDSDI格式。

1.13D電視拍攝技術(shù)

拍攝3D與拍攝高清有很大不同，3D拍攝要根據(jù)不同場(chǎng)景、主題、物距隨時(shí)調(diào)節(jié)兩臺(tái)攝像機(jī)間距、匯聚角，還需對(duì)兩臺(tái)攝影機(jī)及其機(jī)架的參數(shù)、定位、對(duì)焦，變焦進(jìn)行同步細(xì)調(diào)，才能確保左右眼畫(huà)面匹配并呈現(xiàn)恰當(dāng)?shù)目v深效果。3D拍攝還要防止視差過(guò)大，或視點(diǎn)沖突過(guò)多，或視野不當(dāng)，以避免造成觀眾疲勞、脹眼、眩暈等不適。因此，3D拍攝步驟繁瑣，往往需要幾個(gè)人同步作業(yè)，對(duì)拍攝者提出了很高要求。

其中，視差控制要求大部分畫(huà)面主體內(nèi)容視差角小于1度，相當(dāng)于屏幕左右眼視差小于高清電視畫(huà)面水平方向的3%，約58個(gè)像素。要求左右眼攝像機(jī)畫(huà)面的幾何誤差（高度誤差、旋轉(zhuǎn)誤差、尺寸誤差等）、電氣誤差（亮度差異、彩色差異、延時(shí)差異、信號(hào)同步不一致等）、光學(xué)誤差（聚焦匹配失調(diào)、變焦匹配失調(diào)、焦點(diǎn)誤差以及雜散光和眩光的差異等）控制在很不明顯的程度。

3D對(duì)被攝物也有要求，有些場(chǎng)景本身無(wú)立體感，比如藍(lán)天、白墻、剪影、格子、LED顯示屏等等，用3D拍攝就失去了意義。3D拍攝前，可適當(dāng)提高燈光照度，尤其對(duì)大景深場(chǎng)景，應(yīng)增加后景布光照度；3D拍攝時(shí)，最好同時(shí)包含前景、背景，并盡可能減少鏡頭快速橫搖、變焦；3D機(jī)位也可比普通高清機(jī)位略低，以展現(xiàn)更好的水平視角和畫(huà)面深度。

1.23D制作、播出技術(shù)

3D后期制作一般采用非編，目前市面的3D非編系統(tǒng)可對(duì)3路3D視頻進(jìn)行實(shí)時(shí)編輯，支持2D、3D混編，3D非編操作也同2D非常接近。所不同的是，3D制作要考慮3D深度，非編站點(diǎn)在素材3D深度超標(biāo)時(shí)能發(fā)出警示，非編支持對(duì)畫(huà)面立體深度及會(huì)聚平面進(jìn)行調(diào)整，能調(diào)節(jié)控制視差，以確保觀看舒適度；3D站點(diǎn)還能分別對(duì)左右眼攝像機(jī)的圖像誤差進(jìn)行調(diào)校，可對(duì)亮度誤差、色彩誤差、幾何尺寸誤差、旋轉(zhuǎn)誤差進(jìn)行校準(zhǔn)。特別要強(qiáng)調(diào)的是：3D制作存在著立體效果與觀看舒適性之間的矛盾，如果視差過(guò)大，3D效果強(qiáng)烈，觀看舒適度就會(huì)變差，因此，制作時(shí)要平衡好二者關(guān)系。此外，后期制作時(shí)要注意3D字幕，通常疊加在屏幕最前端，以確保較好的立體空間效果。

3D播出采用文件和信號(hào)兩種方式進(jìn)行輸出，原理如圖1所示，做好的3D節(jié)目通過(guò)錄像機(jī)或者硬盤(pán)服務(wù)器雙機(jī)同步播放，兩路HD-SDI信號(hào)送達(dá)3D信號(hào)處理器，然后將兩路視頻拼接成一路“左右拼（SideBySide）”信號(hào)，通過(guò)一路HD-SDI接口輸出，這樣對(duì)傳統(tǒng)電視播出系統(tǒng)改動(dòng)較小，原系統(tǒng)硬件增加3D臺(tái)標(biāo)機(jī)、3D字幕機(jī)、3D信號(hào)處理器即可。我國(guó)3D試驗(yàn)頻道輸出多采用左右拼格式，并規(guī)定其視頻壓縮碼流不低于15Mbps,加上音頻后總碼流為16Mbps。

1.33D信號(hào)傳輸技術(shù)

3D傳輸由于數(shù)據(jù)量大，只能選擇壓縮效率較高的H.264或AVS壓縮格式。傳輸往往把左右兩路高清視頻拼接成一路高清，這種拼接方式稱(chēng)為幀兼容3D模式，我國(guó)3D幀兼容全部采用左右拼（SideBySide）方式，所謂左右拼是指同一時(shí)刻對(duì)左路和右路的視頻幀進(jìn)行下采樣，得到半水平分辨率的左路和右路視頻幀，并將其水平并列拼接為一幀，其中下采樣后的左路視頻幀位于下采樣后的右路視頻幀左側(cè)。左右拼封裝格式請(qǐng)見(jiàn)圖2。

1.43D節(jié)目的生產(chǎn)流程

3D節(jié)目的生產(chǎn)流程也與高清不同，3D節(jié)目生產(chǎn)包含了雙攝像機(jī)拍攝、視差控制、雙碼流同步記錄、雙路編輯、雙路切換、立體監(jiān)看、安全性檢查等等，其典型流程見(jiàn)圖3。3D流程要求比較精細(xì)，全流程都貫穿著視差控制和質(zhì)量監(jiān)控，以確保最終達(dá)到舒適觀看的效果。

1.53D圖像誤差控制

據(jù)悉，有些觀眾連續(xù)觀看10分鐘3D電視畫(huà)面，就會(huì)產(chǎn)生明顯疲勞感，其原因是3D節(jié)目視差過(guò)大或視頻誤差所致，因此，控制3D圖像誤差十分重要！3D圖像誤差控制包括視差控制、視野沖突控制、空間變換控制、雙機(jī)光學(xué)/機(jī)械/電氣一致性誤差控制等等。通常來(lái)說(shuō)，大部分時(shí)間內(nèi)的3D左右眼視差應(yīng)小于高清電視畫(huà)面水平方向的3%，約58個(gè)像素；同時(shí)，要盡量避免產(chǎn)生過(guò)大的空間跳躍，物體從屏幕后面移動(dòng)到屏幕前方時(shí)，應(yīng)該在屏幕平面停留幾幀，使其移動(dòng)軌跡保持連續(xù)；3D還要盡量避免視野沖突，原理如圖4所示，拍攝時(shí)盡可能讓被拍物處于灰色區(qū)域，特別要避開(kāi)網(wǎng)狀陰影區(qū)域的場(chǎng)景。

23D電視廣播的推行策略

1.電視的未來(lái)方向？

電視誕生于19世紀(jì)，至20世紀(jì)30年代進(jìn)入實(shí)用，如今已經(jīng)歷了機(jī)械掃描、電子掃描、模擬、數(shù)字、高清這幾個(gè)重要時(shí)代。未來(lái)幾年，電視正朝著3D和智能兩個(gè)方向前進(jìn)。從更長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，電視將走向何方？3D電視能否成為電視發(fā)展的主流階段？50年后電視會(huì)不會(huì)被其他技術(shù)取代？目前無(wú)人可以準(zhǔn)確回答。

2.3D技術(shù)在電視中的發(fā)展趨勢(shì)

3D技術(shù)也在進(jìn)化之中，我們可將其分為3D制播傳技術(shù)和3D終端顯示技術(shù)，雖然目前3D電視制作、播出、傳輸技術(shù)上還面臨很多問(wèn)題，但5年內(nèi)必將得到基本完善，3D電視的未來(lái)取決于其終端顯示技術(shù)，希望就在裸眼3D電視！今后，裸眼3D電視機(jī)若能大幅降低成本，雙眼圖像清晰度達(dá)到高清全帶寬像素水準(zhǔn)、觀看區(qū)域接近普通電視，能支持觀眾群睡著看，躺著看，那么，高清電視必將被未來(lái)的裸眼3D電視所取代，3D將成為電視主流！要做到上述幾點(diǎn)，技術(shù)的難度非常大，夢(mèng)幻未必成真。

裸眼3D之后，3D技術(shù)仍然會(huì)向前發(fā)展，未來(lái)會(huì)推出多視點(diǎn)自動(dòng)立體成像技術(shù)和全息立體顯示技術(shù)，其面對(duì)的主要市場(chǎng)為數(shù)字影院或電視觀眾。

3.3D電視廣播的推行

2012年1月1日聯(lián)合試播的公共3D電視頻道具有重要意義，標(biāo)志著我國(guó)廣播電視發(fā)展緊跟世界潮流，邁入了新階段，對(duì)推動(dòng)3D技術(shù)進(jìn)步，引導(dǎo)市場(chǎng)消費(fèi)，拉動(dòng)3D產(chǎn)業(yè)鏈快速發(fā)展都具有不可估量的作用！深圳廣電集團(tuán)儲(chǔ)存有一定數(shù)量的3D片源，購(gòu)置有少量3D制作設(shè)備，正計(jì)劃將2檔常規(guī)欄目進(jìn)行3D套拍，從而完成0.5小時(shí)/日的3D節(jié)目產(chǎn)量要求。今后的3D電視怎么做？介入多深？我們不得不深思熟慮，因?yàn)?D頻道要像傳統(tǒng)頻道一樣通過(guò)廣告贏利是非常困難的，未來(lái)很長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，觀看3D電視都不輕松，3D電視用戶數(shù)量不會(huì)太多，開(kāi)播有線3D付費(fèi)頻道應(yīng)該更具有實(shí)際意義。

3D付費(fèi)頻道對(duì)推動(dòng)3D節(jié)目制播分離，培育3D節(jié)目源壯大也具有積極意義。

3結(jié)束語(yǔ)

3D電視在中國(guó)才剛剛拉開(kāi)序幕，未來(lái)幾年，3D電視從拍攝、制作、播出到傳輸，都將迎來(lái)技術(shù)上的飛速發(fā)展和節(jié)目的繁榮。