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3D视频格式介绍

2023-10-10 依马狮视听工场


随着电影和数字内容行业越来越多地制作出3D视频,消费者也越来越容易观看到3D内容。本文就给大家介绍3D成像原理和常见的3D视频格式。

人眼立体视觉成像原理

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人类和一般动物能够感知深度。当我们去观看同一物体时,可以左右眼轮换闭眼观看会发现看到的物体有位置偏差,这种偏差经过大脑处理,产生我们习惯的深度和距离感,这种现象被称为立体视觉,如下图所示。这一概念是3D视频的基础,因为3D视频制作都依赖于向左眼和右眼呈现同一场景的略微不同的视图。

3D视频格式

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为了让左右眼睛看到不同图像的立体视觉体验,3D视频给左眼观看和给右眼观看的帧画面需要依次交替连续显示,直到视频结束。然后,观看者佩戴的3D眼镜通过特殊方式将每一帧引导到其对应的左右眼睛。例如下图中3D投影仪配合3D眼镜形成的3D视频观看方式。

在整个过程之前,3D视频格式决定了如何将视频的每一帧从输出源传输到投影仪,监视器等设备。截至目前,3D视频技术已经确定了用于传输3D视频的三种常用格式,包括Side By Side、Top-and-Bottom (或者称为 Over-and-Under)和Frame Packing。

1、【Side-by-Side 3D视频格式】

Side-by-Side 3D视频格式是将视频的每个帧垂直方向拆分为两半,这样帧的左半部分包含用于左眼的图像,而帧的右半部分则包含用于右眼的图像。

例如对于1920×1080 60fps的视频源,对每一帧画面都拆分成2个960×1080画面。投影仪或监视器等设备接收到3D视频后,将其转换为针对左右眼睛的单独帧(因此变成120fps),如下图所示

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2. 【Top-and-Bottom 3D视频格式】

Top-and-Bottom 3D视频格式与Side-by-Side类似,只是将视频的每一帧在水平方向拆分为两半,左眼的图像包含在上半部分中,右眼的图像包含在下半部分中。

例如对于1920×1080 60fps的视频源,对每一帧画面都拆分成2个1920×540画面。投影仪或监视器等设备接收到3D视频后,将其转换为针对左右眼睛的单独帧,如下图所示。

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3. 【Frame Packing 3D视频格式】

Side-by-Side和Top-and-Bottom 3D视频格式中都会将帧拆分一半进行传输,这意味着每帧图像分辨率仅为原始分辨率的一半,会导致视频内容分辨率下降。为解决这个问题,Frame Packing格式将两个帧(一个用于左眼,一个用于右眼)以其全分辨率组合为一个“打包帧”。

例如对于1920×1080 24fps的视频源,将左眼和有眼的每一帧内容组合成1个1920×2160(实际为1920×2205)画面。投影仪或监视器等设备接收到3D视频后,将其转换为针对左右眼睛的单独帧(因此变成48fps),如下图所示。

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由于Frame Packing是用全分辨率图像打包的帧,这种格式的数据量比Side-by-Side或Top-and-Bottom大。因此,Frame Packing格式更常用于蓝光3D电影,而Side-by-Side或Top-and-Bottom格式则是流媒体或下载内容的常用格式。

美乐威采集设备支持3D视频信号采集

美乐威Pro Capture、Eco Capture和USB Capture系列采集卡支持三种3D视频格式的HDMI或DVI信号采集,包括Side By Side、Top-and-Bottom和Frame Packing。

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