研讨大话大话3D运用学位

编者按：新的一年，“高手论技”继续伴随大家前行，身处一线的你，就那些技术上最常遇到的故障、最需要解决的难题、最成熟的应用……都可以在此畅所欲言，各抒己见。是继续围观还是现身说法，新浪微群http：//q.t.sina.com.cn/264976，期待您的共同参与。
随着电影《少年派的奇幻漂流》的热映，公众对视觉享受的追求也越来越高，但对于拍摄电影所采用的3D技术原理却知之甚少。正如导演李安所说，“3D发人深省，它是新的视觉语言，要怎么样处理，怎么样让那个东西跟观众沟通，摄影机看到的是事实，可是观影是用心在看。”在此，主持人和嘉宾将分两期对3D所涉及的众多技术进行回顾、阐释和讨论。希望，有一天，教育也能有一些3D的元素。
主持人：
邱元阳 河南省安阳县职业中专
嘉宾：
刘宗凡 广东省四会市四会中学
陈守家 山东省潍坊商业学校
邱元阳：3D电视的扩展应用
在一些具有不闪式3D功能的电视上，还可以在偏光3D的基础上扩展出另外一些颇有价值的应用，如一屏双显、双通道、同时看、多屏互动等。虽然叫法不同，但实际功能和原理基本相似。例如，双通道电视，就是利用偏振方向不同的左右眼视频画面可以为偏振光眼镜正确分离的原理，将两路完全不相干的视频信号（如两个不同的电视节目频道）分别置于左右眼视频画面中，一个是垂直方向的偏振光，另一个是水平方向的偏振光，而对应的眼镜则是两副，一副是水平偏振光的镜片，另一副是垂直偏振光的镜片。不同于观看3D节目的眼镜的是，每副眼镜的两个镜片是完全一样的，但两副眼镜是不同的。这样一来，戴上其中一副眼镜的人，只能看到左眼画面，即混合视频的其中一个频道，而戴上另一副眼镜的人，看到的是右眼画面，即混合视频中的另一个频道。这样就实现了在一台电视上可以让两人或多人同时观看两个电视节目的功能。
当然，视频画面是分开了，音频也需要分开，这样才不会互相干扰。在具有此功能的电视上，音频的分离是借助无线耳机进行，即两路音频的其中一路是通过电视机的音箱发出声音，另一路音频是由无线耳机发出声音。观看主画面的不需要戴上耳机，观摘自：毕业论文前言www.618jyw.com
看另一节目画面的人就需要戴上无线耳机，才能听到对应节目的声音。这种方法比较完美地实现了一家人同时在同一台电视上观看不同频道和节目的功能，从此不用再为各自喜爱的频道争抢遥控器。
利用偏振不同的视频画面的混合，还可以进行欺骗性的视频加密。将需要加密的视频画面偏振处理后混合到正常画面中，用特定的偏振光眼镜来解密观看。
陈守家：在普通电视上观看3D视频
在普通电视上观看3D视频与在电脑上观看一样，关键是具有互补色格式或左右格式的片源，以及相应的观影眼镜。
从观看效果上来说，推荐使用左右格式的视频。这里即以此为例，简述在普通液晶电视上观看3D视频的方法。
首先，电视必须具备外接存储设备的功能，如USB接口或SD卡接口，现在的液晶电视一般都有此功能，或者可以通过HDMI传输电脑上播放的视频。
其次，找到变形左右格式的3D视频文件，确认文件的视频格式为电视机所支持，如果不支持可以先用视频格式转换工具转换一下。
再次，将这些视频文件复制到U盘中，插入电视机的U盘接口，启用电视机的视频播放功能，找到相应的盘符文件，进行播放。
最后，戴上观屏镜，调节左右眼视角到合适程度，即可观看到3D效果。
由于光线反射的原因，光路变长，用观屏镜看到的图像会比原画面小一些，也就是比原来左右格式的一半小一些，而且画面是横向压缩的（如果不是变形的左右格式视频，看到的画面也不会变形，但屏幕利用率就低了许多）。一些高级的观屏镜，可以进行拉伸和放大调节，还原原来的画面，使看到的画面不再变形和缩小。
同样，在电脑上也可以使用观屏镜观看左右（或上下）格式的3D视频，而且可以使用专门的3D播放软件进行播放，对于左右半宽和上下半高的视频还能还原为原来的比例。如果观屏镜的质量较好，调节正确，配合双显输出，其3D效果是很令人满意的，亮度和清晰度都没有损失。
从原理上看，观屏镜的画面质量效果是最好的，但在实际操作中，可能会出现各种问题，最常见的就是左右画面没有完全重叠，看起来有些虚幻、眩晕甚至没有立体感。另外，每次观看都需要根据个人眼睛和观看位置重新调节，调节好之后，需要固定不动来观看。而如果转一下或抬一下头部，都会使左右画面的重叠发生变化，进而影响到观影效果，对于视野变小和画面中部有残影，也要有心理准备。
而互补色格式的视频，其效果可能各不相同，有的立体效果明显，有的则有些头晕。一方面取决于视频的制作质量，另一方面也取决于眼镜的滤色能力。
邱元阳：以假乱真的3D图片
人眼的焦距是可以调节的，当我们对焦于某一物体时，这一物体看起来就非常清晰，而与它不在同一层次的物体，如比它稍远和稍近些的物体，在我们眼睛的余光中，就成为重影状态，即明显的有两个虚影。利用这个特点，如果我们故意将焦点对于想观看的物体之外，这个物体在眼前就会形成两个影像，分别是左右眼看到的影像。最初的散焦式3D图片就是利用这一原理，让读者使用“对眼大法”，用类似“斗鸡眼”的方法来看图片，使左右眼的两个虚像在某一位置重合，产生画面的立体感。为了帮助观看者对准焦距，有的图片上会做一个用于对焦的记号，一般是相距某一距离的两个十字标记，观看时让这两个标记在视野中重合，就会出现立体效果了。
散焦式的3D立体图片，观看时需要一定的技巧，而且长时间观看对眼睛有一定的危害。当图片是静态的时候，可以有非常好的立体效果，如果画面动起来，眼睛对焦有可能发生改变，立体效果就会瞬间消失。因此它适合于静态图片，而不适合于动态的视频，这就是为什么没有散焦式的立体视频格式的原因。源于：论文致谢怎么写www.618jyw.com
值得一提的是，Stereoscopic Player具有非常灵活的3D视频播放设置，不仅支持各种3D显卡、显示设备、3D眼镜，还可以随时切换不同的3D播放模式。例如，视频源文件是左右格式的，而我们只有红蓝眼镜，那么就可以设置显示方式为“水平排列，左画面居左”，再设置为“分色立体”，“优化立体－红、青”，视频就会以红青互补色形式播放，用红蓝眼镜正常观看。画面比例也能根据视频文件的特点进行调整，如左右半宽的3D视频，可以用半高方式调整为正常比例，再用分色立体的模式播放观看。
由3D转为2D，是没有什么技术难度的，因此一般的2D与3D之间的转换，都是针对2D转为3D的，也就是所谓的“平转立”。
视频的平转立，可以使用3D视频编辑软件如StereoMovie Maker来进行，其过程跟制作真正的3D视频一样，不过左视频和右视频都使用同一个2D普通视频而已。不同之处是，右视频需要向后移两帧，在混合视频时再用滑块左右拖动调整。输出格式可以选择左右格式，也可以选择互补色格式。在预览时可以用红蓝形式预览，戴上红蓝眼镜，边看边调整，直到满意为止。
不仅在视频方面有平转立的需要，在图片方面同样也有平转立的需要。静态图片要转为3D立体图片，可以调节的细节比较多，如视差、景深等，可以先在图像处理软件如Photoshop中进行，制作出左图和右图后，再到3D图片制作软件（如i3D Photo）中进行合成。
使用Photoshop进行平转立的方法很多，效果较好的有“自由变换+液化滤镜”，以及“灰度图+置换滤镜”。前者能够实现很丰富、夸张的立体效果，后者容易操作，效果比较逼真。不同于拍照制作立体图片，这种平面图片转换为立体图片的过程需要一定的耐心和图像处理水平，中间可以借助PSDto3D等软件进行。
如果觉得自己制作平转立比较费力，可以直接使用3D电影转换软件，如MediaConverter就可以对普通的2D视频、照片进行转换，得到有立体效果的3D视频，并且支持输出左右双流格式和红蓝格式。
陈守家：3D视频的传输技术
要在网络上实时观看3D视频，还涉及大数据量的传输问题。
如果使用当前经典的通信技术来传输3D视频，还需要解决一些3D视频特有的问题。目前，基于IP技术的传输方法是最为主流的传输方法，采用基于IP的流媒体技术来传输3D电视内容也是最直接的方案。但是，3D电视所需要的传输带宽非常大，而且数据之间还有非常紧密的联系。
在使用流媒体技术来传输3D视频时，通常要引入线性频谱来描述。频谱的最左端是计算机图形学中的视频合成技术，频谱的右端是各类实时图像的图形混合技术，即将深度信息同图像数据加以混合，生成3D场景的技术。像光场之类纯粹的3D视频技术，则位于频谱的最右端。通过这个频谱可以看出，其中涵盖的技术千差万别，所要求的通信环境也不一样。例如，图形信息并不需要大的传输带宽，但是其信息损失容忍度非常低。纯粹的图像数据对数据损失要求不是很高，但是却要求非常大的传输带宽。
由于3D视频的数据传输量非常大，因此需要高效的压缩算法。从传输的角度看，引入压缩算法会提高信息之间的相关性，并降低信息损失时的弹性。多视角压缩算法使用了视角间预测的方法，因此就会增加不同视角间的相关性。
目前用于2D视频的传输算法已经得到了深入研究，在3D视频传输时采用这些方法也较为适用。但是，用于3D视频的损失隐藏技术仍然需要进一步研究，另外一个需要研究的部分是3D视频的多视角显示相关性。因为观看者在收看时，会改变自己的观看角度，因此显示的视频也需要实时变化。否则，最终呈现的图像也会变得极不真实。同传统的2D图像传输技术不同，3D需要传输多个视角的画面，使得传输的数据量提高数倍。
刘宗凡：亦真亦幻的三维全息投影
2012年美国选举期间，CNN的竞选辩论节目是美国观众的焦点之一。CNN女主持Jessica Y摘自：毕业论文任务书www.618jyw.com
ellin的全息三维影像出现在直播间里，与著名主持人Wolf Blitzer面对面交谈。直播节目期间， Jessica本人却远在芝加哥。
对科幻迷来说，这个场景是不是似曾相识？不错，这就是1997年的科幻大片《星球大战》中的一幕：黑武士与西斯皇帝对话，西斯皇帝就是以三维全息影像的形式出现的。曾经的科幻电影中的一幕已经成为现实，这就是三维全息投影技术。从目前来看，这是可以预见的显示技术的最高标准。
在今年1月份的国际消费电子展（CES）上，也展出了一种三维全息投影技术，它是利用水蒸汽当屏幕来进行全息投影的。实际上，在美国、日本等多个国家，都已经有了完美的三维投影的实验室效果，多以空气、四面锥体的玻璃或其他透明材料作为光的反射介质。
三维全息投影也称虚拟成像技术，利用光的干涉和衍射原理，记录、再现真实物体的三维图像，人们无需配戴眼镜，就可以看到立体的虚拟影像。
实现三维全息投影第一步是拍摄过程，利用光的干涉原理记录物体光波信息。被拍摄物体在激光辐照下形成漫射式的物光束，另一部分激光作为参考光束射到全息底片上，和物光束叠加产生干涉，把物体光波上各点的位相和振幅转换成在空间上变化的强度，从而利用干涉条纹间的反差和间隔将物体光波的全部信息记录下来。记录着干涉条纹的底片经过显影、定影等处理程序后，便成为一张全息照片。
第二步是成像过程，利用光的衍射原理再现物体光波信息。全息照片就像一个复杂的光栅，在相关激光照射下，一张线性记录的正弦型全息图的衍射光波一般可给出两个象，即原始象和共轭象。再现的图像立体感强，具有真实的视觉效应。全息图的每一部分都记录了物体上各点的光信息，原则上它的每一部分都能再现原物的整个图像，通过多次还可以在同一张底片上记录多个不同的图像，而且能互不干扰地分别显示出来。源于：毕业论文指导记录www.618jyw.com