3D普及為時過早傳輸技術有待發力

本刊編輯 余健儀

一部阿凡達使3D熱至今未退，如今，這輪熱潮已經蔓延到終端行業，不少廠家正抓住這一商機搶推3D電視、3D手機。但由于3D傳輸技術仍未成熟造成目前3D內容的缺失，3D設備的推廣必將是艱苦而漫長。且看全高清電視的發展之路，盡管目前全高清數字拍攝已經普及，但家庭數字電視信號還是千呼萬喚始出來，主要原因是傳輸限制了數字節目，必須將拍攝的數字信號轉成模擬信號后傳輸到家庭，再通過機頂盒還原，使節目的清晰度和音效大打折扣。反觀3D的傳輸，也必將遇到這種問題，3D文件必將大于目前信號，3D信號如何傳輸，目前仍在探究實質性的解決辦法。

南非世界杯試水3D傳輸

早在今年1月31日，在英超曼聯對陣阿森納的比賽中，英國天空體育頻道有史以來首次使用3D技術對這場比賽進行電視直播。南非世界杯期間，3D直播技術再次亮相更為其搶盡了風頭，對于世界各地不能親臨現場觀戰的球迷而言，能戴上3D眼鏡、逼真觀賞球員的細膩腳法，淋漓感受現場的吶喊和熱情也是極具吸引力的選擇。

然而，此次3D試水也曝露它還存在著相當多的技術問題。首先，收看本屆世界杯主要在少數國家實現，主要集中在歐、美、日等地區，例如ESPN、Discovery、Sky等，都是專業的3D轉播機構。不過，鑒于3D電視也仍然不夠普及，要佩戴專門的眼鏡才能收看，還要求當地電視臺的機頂盒可以適用3D信號，大多數電視觀眾將無福在家中享受這場視覺盛宴。因此本屆世界杯的25場3D直播賽事也主要在電影院中實現。

另外，3D攝像需要有兩個攝像機同時拍攝，并在拍攝全程中保持固定位置，通過兩者之間的位移偏差，獲取同步但角度略有差別的兩個影像文件。這時3D雙機信號的傳輸就面臨著一個較為尷尬的情況——3D直播的視覺立體感犧牲了圖像的清晰度。因為南非世界杯的3D直播與普通直播一樣主要是通過衛星來進行傳輸，以現有的技術手段，它只能與普通衛星傳輸一樣利用同樣的圖像帶寬，其它一些技術條件也相同。所以，這就不可避免地造成了圖像質量的偏差，通過3D傳輸的圖像在滿屏顯示的時候，顆粒明顯粗糙，畫面不夠理想。當鏡頭給遠景時，球場內的細節都會變得很模糊，立體感較差。而且，不同于3D數字影片是用硬盤存放，無線信號傳輸的不穩定容易導致直播時出現突發問題，這是很難解決的。

德國研發3D視頻網絡與衛星傳輸技術

學者對3D傳輸技術的研究從未間斷。近日，德國的Heinrich-Hertz研究所研發了可將多視角視頻編碼(MVC)格式的3D電影通過網絡或者衛星傳輸的技術，以實現網絡或者電視轉播。據悉，一部藍光3D格式的《阿凡達》就有40多吉比特，傳輸如此龐大的數據量對網絡和電視轉播來說并不現實。而該所的技術能讓數據量減少40%，且不影響畫質。配上接收數據的相關儀器，還能在舊式機頂盒和電視機上實現無配鏡3D效果。這一研究對于解決目前3D的技術問題無疑邁進了一大步。

多視點視頻編碼（MVC）是用于三維電影壓縮的新標準。其中多視點視頻指的是由不同視點的多個攝像機從不同視角拍攝同一景得到的一組視頻信號，是一種有效的3D視頻表示方法，能夠更加生動地再現場景，提供立體感和交互功能。MVC可以顯著減少數據量，而不會影響清晰度和時效性，是未來視頻通信領域中的一項關鍵技術，也是國際視頻標準化組織正在研究的熱點問題。

MPEG的3DAV工作組最早于2003年至2005年提交了MVC報告，分析、討論、評估了MVC的編碼理論框架、算法、驗證以及方法的更新等，并于2006年1月對其所遞交的其中9個提案進行了主觀測試和核心實驗。測試和實驗表明，不論相同編碼率下的編碼質量還是相同編碼質量下的編碼率，所有進行測試的MVC提案均比H.264/AVC獨立編碼有顯著的增強。隨后，JVT于2006年7月接手MVC的標準研究和制定工作，并在H.264/AVC基礎上繼續進行技術擴展，目前已發布了多個MVC的校驗模型(簡稱JMVM)。

據悉，Heinrich-Hertz研究所已經研發出一種能夠保持視頻質量的改良的H.264/AVC技術，結合MVC多視點視頻編碼，可以對3D電影進行高清壓縮，降低傳輸通道的數據速率。

在今年9月即將在阿姆斯特丹舉辦的國際廣播大會（IBC）中，學者們將會展示如何通過互聯網或衛星渠道傳輸MVC格式的3D視頻，讓用戶可以方便地通過網絡或數字電視觀看3D電影。目前市面上已經有可以播放MVC標準的顯示器或新型藍光播放器，缺少的正是一個有效的傳輸方式。

盡管有高寬帶或是衛星連接條件，3D電影對數據速率的要求依然非常苛刻，原因在于它至少要比2D電影多出一倍的數據量才能實現立體效果。與2D圖像不同，3D圖像要由左眼圖像和右眼圖像兩個視圖組合而成。通過一系列研究發現：人雙眼大約相隔6.5厘米，觀察物體時，兩只眼睛從不同的位置和角度注視著物體，左眼看到左側，右眼看到右側。物體同時在視網膜上成像，而我們的大腦可以通過對比這兩副不同的“影像”自動區分出物體的距離遠近，從而產生強烈的立體感。

為了讓觀眾可以流暢地觀看電影，影片加載的加載速度要足夠快。Heinrich-Hertz研究院的科學家Thomas Schierl解釋，MVC會將立體3D的兩個視圖打包，使影片數據率大大降低，使影片壓縮到原來大小的40%。Thomas Schierl和他的同事在努力研究開發一個基于衛星或互聯網傳輸的MVC編碼器，屆時電視不僅僅是通過藍光光盤播放3D電影，還可以通過廣播或IPTV來播放。

你還可以在家里享受裸眼3D的樂趣，因為MVC可以對多個視角進行編碼壓縮，適應了電視機前不同角度不同距離的觀眾的特點，然后形成一個壓縮文件或壓縮流，并存入接收器，經機頂盒解碼后由電視機播放。這時兩組畫面被分割開來，左眼畫面進入左眼，右眼畫面進入右眼，無需使用專門的3D眼鏡進行圖像分離。

MVC并不影響原有的機頂盒和舊式電視的使用，Thomas Schierl解釋，因為其中一個視圖將對應于現有的電視接收信號；而另一視圖將被隱藏起來，對于舊式電視成為一種不可視信號，這對于制片商和電視臺都有好處就是無需擔心兼容性的問題，也就是在不支持3D的設備上播放仍能夠正常顯示，只是沒有立體效果。

即使是便攜式視頻設備制造商也可以分享到MVC帶來的3D傳輸優勢，便攜式視聽設備的觀眾通常只有一個人，眼睛距顯示屏的距離也比較近，容易實現裸眼3D效果，而且小屏幕設備對編碼的效果和分辨率的要求要低于大屏幕設備，所以該技術能更快應用于手機、數碼相簿和數碼照相機等產品上。

不容質疑的是，3D傳輸技術將會是推動3D普及的重要一環。但是3D技術依然停留在研究階段，需要在不斷的實踐中進行驗證和改良。盡管不少3D支持者表示“2010將是3D到家元年”，可能這有點言之過早，要從技術上徹底解決節目傳輸、兼容性以及標準制定等問題還有很長的一段路要走。

參考資料：

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