3D普及为时过早传输技术有待发力

本刊编辑 余健仪

一部阿凡达使3D热至今未退，如今，这轮热潮已经蔓延到终端行业，不少厂家正抓住这一商机抢推3D电视、3D手机。但由于3D传输技术仍未成熟造成目前3D内容的缺失，3D设备的推广必将是艰苦而漫长。且看全高清电视的发展之路，尽管目前全高清数字拍摄已经普及，但家庭数字电视信号还是千呼万唤始出来，主要原因是传输限制了数字节目，必须将拍摄的数字信号转成模拟信号后传输到家庭，再通过机顶盒还原，使节目的清晰度和音效大打折扣。反观3D的传输，也必将遇到这种问题，3D文件必将大于目前信号，3D信号如何传输，目前仍在探究实质性的解决办法。

南非世界杯试水3D传输

早在今年1月31日，在英超曼联对阵阿森纳的比赛中，英国天空体育频道有史以来首次使用3D技术对这场比赛进行电视直播。南非世界杯期间，3D直播技术再次亮相更为其抢尽了风头，对于世界各地不能亲临现场观战的球迷而言，能戴上3D眼镜、逼真观赏球员的细腻脚法，淋漓感受现场的呐喊和热情也是极具吸引力的选择。

然而，此次3D试水也曝露它还存在着相当多的技术问题。首先，收看本届世界杯主要在少数国家实现，主要集中在欧、美、日等地区，例如ESPN、Discovery、Sky等，都是专业的3D转播机构。不过，鉴于3D电视也仍然不够普及，要佩戴专门的眼镜才能收看，还要求当地电视台的机顶盒可以适用3D信号，大多数电视观众将无福在家中享受这场视觉盛宴。因此本届世界杯的25场3D直播赛事也主要在电影院中实现。

另外，3D摄像需要有两个摄像机同时拍摄，并在拍摄全程中保持固定位置，通过两者之间的位移偏差，获取同步但角度略有差别的两个影像文件。这时3D双机信号的传输就面临着一个较为尴尬的情况——3D直播的视觉立体感牺牲了图像的清晰度。因为南非世界杯的3D直播与普通直播一样主要是通过卫星来进行传输，以现有的技术手段，它只能与普通卫星传输一样利用同样的图像带宽，其它一些技术条件也相同。所以，这就不可避免地造成了图像质量的偏差，通过3D传输的图像在满屏显示的时候，颗粒明显粗糙，画面不够理想。当镜头给远景时，球场内的细节都会变得很模糊，立体感较差。而且，不同于3D数字影片是用硬盘存放，无线信号传输的不稳定容易导致直播时出现突发问题，这是很难解决的。

德国研发3D视频网络与卫星传输技术

学者对3D传输技术的研究从未间断。近日，德国的Heinrich-Hertz研究所研发了可将多视角视频编码(MVC)格式的3D电影通过网络或者卫星传输的技术，以实现网络或者电视转播。据悉，一部蓝光3D格式的《阿凡达》就有40多吉比特，传输如此庞大的数据量对网络和电视转播来说并不现实。而该所的技术能让数据量减少40%，且不影响画质。配上接收数据的相关仪器，还能在旧式机顶盒和电视机上实现无配镜3D效果。这一研究对于解决目前3D的技术问题无疑迈进了一大步。

多视点视频编码（MVC）是用于三维电影压缩的新标准。其中多视点视频指的是由不同视点的多个摄像机从不同视角拍摄同一景得到的一组视频信号，是一种有效的3D视频表示方法，能够更加生动地再现场景，提供立体感和交互功能。MVC可以显著减少数据量，而不会影响清晰度和时效性，是未来视频通信领域中的一项关键技术，也是国际视频标准化组织正在研究的热点问题。

MPEG的3DAV工作组最早于2003年至2005年提交了MVC报告，分析、讨论、评估了MVC的编码理论框架、算法、验证以及方法的更新等，并于2006年1月对其所递交的其中9个提案进行了主观测试和核心实验。测试和实验表明，不论相同编码率下的编码质量还是相同编码质量下的编码率，所有进行测试的MVC提案均比H.264/AVC独立编码有显著的增强。随后，JVT于2006年7月接手MVC的标准研究和制定工作，并在H.264/AVC基础上继续进行技术扩展，目前已发布了多个MVC的校验模型(简称JMVM)。

据悉，Heinrich-Hertz研究所已经研发出一种能够保持视频质量的改良的H.264/AVC技术，结合MVC多视点视频编码，可以对3D电影进行高清压缩，降低传输通道的数据速率。

在今年9月即将在阿姆斯特丹举办的国际广播大会（IBC）中，学者们将会展示如何通过互联网或卫星渠道传输MVC格式的3D视频，让用户可以方便地通过网络或数字电视观看3D电影。目前市面上已经有可以播放MVC标准的显示器或新型蓝光播放器，缺少的正是一个有效的传输方式。

尽管有高宽带或是卫星连接条件，3D电影对数据速率的要求依然非常苛刻，原因在于它至少要比2D电影多出一倍的数据量才能实现立体效果。与2D图像不同，3D图像要由左眼图像和右眼图像两个视图组合而成。通过一系列研究发现：人双眼大约相隔6.5厘米，观察物体时，两只眼睛从不同的位置和角度注视着物体，左眼看到左侧，右眼看到右侧。物体同时在视网膜上成像，而我们的大脑可以通过对比这两副不同的“影像”自动区分出物体的距离远近，从而产生强烈的立体感。

为了让观众可以流畅地观看电影，影片加载的加载速度要足够快。Heinrich-Hertz研究院的科学家Thomas Schierl解释，MVC会将立体3D的两个视图打包，使影片数据率大大降低，使影片压缩到原来大小的40%。Thomas Schierl和他的同事在努力研究开发一个基于卫星或互联网传输的MVC编码器，届时电视不仅仅是通过蓝光光盘播放3D电影，还可以通过广播或IPTV来播放。

你还可以在家里享受裸眼3D的乐趣，因为MVC可以对多个视角进行编码压缩，适应了电视机前不同角度不同距离的观众的特点，然后形成一个压缩文件或压缩流，并存入接收器，经机顶盒解码后由电视机播放。这时两组画面被分割开来，左眼画面进入左眼，右眼画面进入右眼，无需使用专门的3D眼镜进行图像分离。

MVC并不影响原有的机顶盒和旧式电视的使用，Thomas Schierl解释，因为其中一个视图将对应于现有的电视接收信号；而另一视图将被隐藏起来，对于旧式电视成为一种不可视信号，这对于制片商和电视台都有好处就是无需担心兼容性的问题，也就是在不支持3D的设备上播放仍能够正常显示，只是没有立体效果。

即使是便携式视频设备制造商也可以分享到MVC带来的3D传输优势，便携式视听设备的观众通常只有一个人，眼睛距显示屏的距离也比较近，容易实现裸眼3D效果，而且小屏幕设备对编码的效果和分辨率的要求要低于大屏幕设备，所以该技术能更快应用于手机、数码相簿和数码照相机等产品上。

不容质疑的是，3D传输技术将会是推动3D普及的重要一环。但是3D技术依然停留在研究阶段，需要在不断的实践中进行验证和改良。尽管不少3D支持者表示“2010将是3D到家元年”，可能这有点言之过早，要从技术上彻底解决节目传输、兼容性以及标准制定等问题还有很长的一段路要走。

参考资料：

http://www.fraunhofer.de/en/press/researchnews/2010/08/3d-movies-via-internet-undsatellit.jsp

http://tech.sina.com.cn/t/2010-02-08/15133845077.shtm l

http://www.stdaily.com/kjrb/content/2010-07/16/content_208564.htm