Friday, March 29, 2024

主流的3D電視格式

我們常見的3D電影片源有左右格式3D(快門式3D格式)、上下格式3D(偏振式3D格式)、紅藍式3D格式等。這些格式有什麼區別,下文引用泡泡網的文章來進行說明。

立體3D是利用人們兩眼視覺差別和光學折射原理在一個平面內使人們可直接看到一幅三維立體圖 ,畫中事物既可以凸出於畫面之外,也可以深藏其中,活靈活現,栩栩如生,給人們以很強的視覺衝擊力。它與平面圖像有着本質的區別,平面圖像反映了物體上下、左右二維關係,人們看到的平面圖也有立體感。這主要是運用光影、虛實、明暗對比來體現的,而真正的立體畫是模擬人眼看世界的原理,利用光學折射製作出來,它可以使眼睛感觀上看到物體的上下、左右、前後三維關係。

除了電影院中放映的3D電影之外,我們還可以通過3D電視機、3D投影、3D顯示器、PC、藍光播放機等設備來播放3D電影,而我們常常聽到不閃式、快門式、紅藍式3D,以及左右、上下、棋盤等3D影片格式,這些東西到底是什麼意思呢?接下來的內容將對這些概念一一進行說明。

立體顯示技術詳解

我們所常提到的不閃式、快門式和紅藍3D,是指顯示設備的3D顯示方式。我們知道,要令人能感受到畫面的立體感,需要令人的左右雙眼看到兩幅不同的圖像。也就是說,如何讓兩隻眼鏡看到不同圖像是關鍵。不同的3D技術,就是以此區分。

● 分色法:色差式3D技術

色差式3D技術,英文為Anaglyphic 3D,配合使用的是被動式紅-藍(或者紅-綠、紅-青)濾色3D眼鏡。這種技術歷史最為悠久,成像原理簡單,實現成本相當低廉,眼鏡成本僅為幾塊錢,但是3D畫面效果也是最差的。色差式3D先由旋轉的濾光輪分出光譜信息,使用不同顏色的濾光片進行畫面濾光,使得一個圖片能產生出兩幅圖像,人的每隻眼睛都看見不同的圖像。這樣的方法容易使畫面邊緣產生偏色。

色差式3D的設備成本要求很低,硬件方面僅需一副紅藍眼鏡即可觀看,對顯示器沒有特殊要求,通過軟件轉換即可實現。不過這種方案的缺點也很明顯:很容易產生偏色。這主要是由於來自不同畫面中的顏色是有區別的,並不保證能被眼鏡完全過濾掉紅和藍,過濾不完全就會導致畫面有重影,很難達到完美的效果。

● 分光法:偏光式3D技術

偏光式3D技術也叫偏振式3D技術,英文為Polarization 3D,配合使用的是被動式偏光眼鏡,由於畫面不會出現閃爍因此俗稱為“不閃式”3D。偏光式3D技術的圖像效果比色差式好,而且眼鏡成本也不算太高,目前比較多電影院採用的也是該類技術,不過對顯示設備的亮度要求較高。

偏光式3D是利用光線有“振動方向”的原理來分解原始圖像的,先通過把圖像分為垂直向偏振光和水平向偏振光兩組畫面,然後3D眼鏡左右分別採用不同偏振方向的偏光鏡片,這樣人的左右眼就能接收兩組畫面,再經過大腦合成立體影像。

偏光式3D的優勢包括:畫面無閃爍,眼鏡重量輕。但是它也有缺點,一個就是觀看角度要求,由於它產生立體感得原理就是利用光的折射角度,因此當角度偏離時,就會產生畫面重影。而第二個主要缺點就是圖像分辨率的降低。由於目前大部分主流偏光式3D顯示器/電視機都是採取將原有圖像分離的方式處理,因此它的清晰度必定會減半。

● 分時法:主動快門式3D技術

主動快門式3D技術,英文為Active Shutter 3D,配合主動式快門3D眼鏡使用。這種3D技術在電視和投影機上面應用得最為廣泛,資源相對較多,而且圖像效果出色,受到很多廠商推崇和採用,不過其匹配的3D眼鏡價格較高。

主動快門式3D主要是通過提高畫面的刷新率來實現3D效果的,通過把圖像按幀一分為二,形成對應左眼和右眼的兩組畫面,連續交錯顯示出來,同時紅外信號發射器將同步控制快門式3D眼鏡的左右鏡片開關,使左、右雙眼能夠在正確的時刻看到相應畫面。這項技術能夠保持畫面的原始分辨率,很輕鬆地讓用戶享受到真正的全高清3D效果,而且不會造成畫面亮度降低。

一般情況下,3D液晶電視屏幕刷新頻率必須達到120Hz以上,也就是讓左、右眼均接收到頻率在60Hz以上的圖像,才能保證用戶看到連續而不閃爍的3D圖像效果。

主動快門式技術的最大優勢就是畫質完全無損,同時可視角度好。不過它的缺點也不少:首先就是硬件成本,無論採取哪家的方案,顯示器、眼鏡等設備的價格都是目前家用3D設備中最昂貴的。另外,由快門式3D技術的原理決定,當周圍有光源時,畫面不可避免的出現閃爍。最後,快門式3D需要發射和接收器,直接增加了安裝、設置和使用的複雜程度,而接收器通常置於眼鏡上,因此重量不可避免的增加,增加了使用者的身體負擔。

3D影片傳輸方式詳解

根據不同的3D技術,3D影片的格式也存在區別。我們經常聽到諸如“上下格式”“左右格式”“交錯式”等叫法。實際上,這些叫法中有些並不太準確,甚至容易產生一些誤會和混淆,雖然3D影片的格式可以分為很多種,但是只要弄清楚了其中原理,就不難理解了,我們所說的上下、左右等格式,是指影片中每幀圖像的樣式,每幀圖像採用不同的樣式,主要目的是為了讓不同的設備識別。

另外,在藍光3D規範推出之前,市面上除了電影院中放映的3D影片之外,用於家庭播放的原生3D影片較少,因此不少3D電影都是通過軟件轉換、製作的,標準的不統一也造成了格式眾多且混亂。因此不少格式已經很少見或者被淘汰。而現在,3D電影至少從片源格式上有了統一標準,原生影片也越來越多,按照傳輸的格式來看,常見的影片格式包括:

●幀連續(Frame sequential)

幀連續的實質就是連續發送畫面,比如60Hz的影片,就以120Hz的速度發送每幀圖像,每幀交替顯示出來,依次針對左/右眼接收,因此,設備不需對信號進行處理,只要能夠接受相應頻率的信號並播放即可實現。從它的原理中也可以看出,幀連續的傳輸方式是針對快門式眼鏡的,也就是時分3D技術。

這項技術主要在DLP投影機以及PC上使用,而藍光3D標準並沒有將之納入,這種格式的優勢在於對播放設備、顯示設備而言,都無需複雜的技術,一個能夠輸出,一個能夠接受、播放即可。但是對相應的眼鏡來說,成本就比較高了,也比較複雜,此外還需要發射器以同步顯示設備和眼鏡的快門開閉信號。

●幀封裝(Frame packing)

幀封裝是3D藍光的標準輸出格式,也是HDMI1.4中要求必須具備支持的規格。它和幀連續有相似之處,但又有些區別。它的圖像輸出並沒有加快幀率,依然是24Hz或60Hz,但是每幀圖像中實際上包含了兩幅畫面,以按照上下順序排列,(說到這裡,你應該明白所謂“上下格式”的意思了吧。)例如原本1920×1080分辨率的畫面,按照幀封裝的方式將兩幅畫面合併為一幀,忽略中間的分隔標記,實際一幀圖像的分辨率為1920×2160。圖像信號傳送到顯示設備後,由顯示設備負責識別畫面並進行處理並播放。最終播放出的畫面則可以為紅藍、偏振或快門式,這則取決於顯示設備的功能。

●並排格式(Side by side)

顧名思義,就是將兩幅圖像並排排列。左右格式的叫法,即是源於並排格式的實現原理。不過,並排格式也分為好幾種。最初,為了在廣播電視中傳播3D信號,Side by Side誕生。它將兩幅畫面壓進一幀畫面中。為什麼說是“壓縮”呢?因為它將畫面寬度縮減了一半,也就是說,原本1920×1080分辨率的圖像變為960×1080。這樣做的目的是為了節省傳輸帶寬。因此播放終端在接受到信號後需要進行處理,將畫面先拉伸一倍恢復正常比例,之後以交錯的方式播放。

後來隨着傳輸帶寬的增加,Side by Side的傳輸方式也不必限制將圖像壓縮,反之將每幀圖像變寬,將兩幅全高清圖像合併為一幀圖像,和幀封裝的方式非常類似。

●棋盤式(Checkerboard)

這算是一種很古老的傳輸格式了,在棋盤式3D中,左眼和右眼的圖像被交織,也就是每相隔一個像素,圖像被用於左眼或右眼。和國際象棋期盼的方格很像,因此叫做棋盤式。最後由顯示設備分離交織的圖像,並依照順序顯示,最後的畫面僅有一半解析度。雖然這種技術很老,投影機也並不支持,但是在過去幾年中,這種格式的3D電視機卻有不小的銷量。因此,棋盤式至今仍被保留下來。

除了以上列出的之外,還有Top and bottom、Line by line等傳輸格式。

播放軟件及設置

使用PC播放3D影片才會遇到這個問題,如果你用的是藍光3D播放機或PlayStation3之類的機器播放則不需要進行設置之類的工作。而PC上的播放軟件通常都支持常見的3D電影格式,並且可以輸出到多種類型的顯示設備,比如偏振式、紅藍式、快門式等等。例如PowerDVD 11就可以播放3D藍光圓盤以及其他格式的3D電影。

本文引用自:http://www.pcpop.com/doc/0/674/674973.shtml

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