3D-телевидение
Информация - Компьютеры, программирование
Другие материалы по предмету Компьютеры, программирование
Введение
Тема реферата 3D - телевидение по дисциплине Телевидение.
Наступление эры цифрового телевидения - уже свершившийся факт. Теперь телевидение стандартной четкости (SD) начинает сменяться телевидением высокой четкости (HD) и объемным (3D). В общем, в истории развития телевидения и видео можно выделить следующие крупные этапы:
- черно-белое телевидение - передается яркость изображения.
- цветное телевидение - передается яркость и цветовые составляющие.
- цифровое видео (Video CD, DVD).
- цифровое видео и телевидение высокого разрешения (Blu-Ray, HDTV).
- объемное цифровое видео и телевидение (3D).
1. 3D - телевидение
1.1 История и принципы
С начала 2003 г. для разработки 3D-видео пять крупных японских компаний: Itochu, NTT DATA, Sanyo, Sharp и Sony объединились в организацию под названием "3D-Consortium". Задача нового объединения - формирование рынка объемных изображений (начиная от контента и заканчивая аппаратной реализацией). Как заявляют представители консорциума, плоское изображение морально устарело и не может передать всего великолепия объемной картинки. Поэтому настало время переходить на трехмерное изображение. В состав консорциума входят не только разработчики и производители оборудования. Свой интерес в этой нише имеют кинокомпании, поставщики и продавцы контента, учебные организации, разработчики ПО и многие другие
Если говорить строго, то современное "3D-видео", т.е. объемное видео, таковым не является. При его воспроизведении на экране отображается последовательность плоских кадров специального вида. Здесь правильнее говорить о "стереовидео", ибо в данном случае напрямую эксплуатируется такая особенность нашего зрительного восприятия, как разноракурсность вида для каждого из глаз. Построение трехмерного образа происходит уже в человеческом мозгу.
Природа наделила человека бинокулярным зрением: парой глаз, расположенных на расстоянии 60...70 мм. За счет этого человек видит мир одновременно как бы с двух точек наблюдения. В результате, изображения, получаемые левым и правым глазом, слегка отличаются. Анализируя различия между изображениями, мозг воссоздает объем и удаленность наблюдаемых объектов (рис.1). Кажущееся смещение рассматриваемого объекта, вызванное изменением точки наблюдения, называется параллаксом и является главным фактором в нашем восприятии трехмерности мира.
Рис. 1
С теоретической точки зрения, добиться эффекта объемного изображения довольно просто: достаточно взять две телекамеры, расположить их объективы в точках, соответствующих расстоянию между глазами человека, а далее обеспечить раздельное видение снятых изображений правым и левым глазом.
Все способы, которые применяются для создания стереоэффекта в видео, используют именно принцип раздельного просмотра: левому глазу человека демонстрируется левое изображение, правому- правое. Различия заключаются в том, каким образом достигается сепарация(разделение)изображений. Большинство методов стереовизуализации в кино и телевидении известны уже более 100 лет.
Анаглифному методу показа - 150 лет. Метод предложен Д.Альмейда и Д.Ороном в 1858 году, реализован в кино Л.Люмьером в 1935 г. Анаглифный метод (от греческого anagliphos - рельефный) состоит в окрашивании изображений стереопары в дополнительные цвета, чаще всего в красный и сине-зеленый. Для разделения изображений при просмотре используются специальные очки с такими же фильтрами (рис. 2).
Рис.2
Этот метод работает практически на любых цветных телевизорах и мониторах. Разделение кадра на "левый" и "правый" компоненты происходит по спектральному принципу: перед левым глазом устанавливается красный фильтр (он видит только красный компонент картинки), перед правым - сине-зеленый (он, соответственно, воспринимает только сине-зеленый) Картинка, собранная из двух цветных полукадров, характерно "двоится" без очков, в очках же все "собирается' воедино, и человек видит объемный черно-белый образ.
Существует несколько разновидностей анаглифа с разными парами цветов, но сути дела это не меняет. Главное достоинство этого метода - простота и дешевизна реализации. Основной недостаток - плохая цветопередача, - к сожалению, принципиально не устраним. Кроме того, глаза видят изображение в разных цветовых оттенках, что неестественно для зрения, а потому быстро утомляются.
Хотя ряд компаний продолжает разработки в области усовершенствования анаглифов и уже демонстрирует некоторые достижения Принцип остался неизменным: полукадры отображаются одновременно, а их разделение происходит по спектральному принципу.
Суть метода спектрального разделения легко понять, если взять полный спектр и "скрутить его в бублик" так, что получится "цветовое колесо" (рис. 3).
Рис. 3
На нем хорошо видно, что красный и синий цвета диаметрально противоположны, т.е. являются взаимно-дополнительными. Если же взять не одну пару дополнительных цветов, а три, тогда удается добиться воспроизведения цветного трехмерного изображения.
Увы, обходится это весьма дорого: изготовление очков с тремя спектральными окнами прозрачности - дело не простое и не дешевое. Соответственно, удел этих суперанаглифов - профессиональное 3D.
Поляризационному методу стереопроекции около 120 лет. Предложен Ж. Андертоном в 1891 году, получил широкое распространение после изобретения в 1935 г. Е. Лэндом по