3D电视技术现况及其趋势范文

引言

3D是Three-Dimensional的缩写，指三维立体图形，1922年美国曾诞生了世界上第一部3D电影，但直到最近几年，随着3D电影《阿凡达》的巨大成功，3D影视技术才受到全世界的关注。2012年1月1日，中央电视台、北京电视台、上海电视台、天津电视台、江苏电视台、深圳电视台已联合开播我国第一个3D高清电视试验频道，每天播出13.5小时。3D试验频道采用卫星加密传输，各地有线电视网络前端接收，并在当地有线电视基本频道中传送，用户只要配置高清机顶盒和3D电视机，就可以免费观看3D节目。

平板电视市场两年前就已有3D电视机销售，2010年全球3D电视的出货量为320万台，2011年估计为1800万台。如今，随着2012年我国3D电视试验频道的开播，有线电视运营商还将推出3D付费频道，3D电视广播无疑将进入快速成长期，3D离普通人的生活已经非常近了。

13D电视制播技术及其流程

广电总局近期了《3D电视技术指导意见第一部分：节目制作播出》以及《3D电视技术指导意见第二部分：高清帧兼容3D电视信号传输》，对我国3D电视技术进行了统一规范。3D电视信号的采集、制作参照现有高清格式，录制采用双路HDSDI或左右拼单路HDSDI格式。

1.13D电视拍摄技术

拍摄3D与拍摄高清有很大不同，3D拍摄要根据不同场景、主题、物距随时调节两台摄像机间距、汇聚角，还需对两台摄影机及其机架的参数、定位、对焦，变焦进行同步细调，才能确保左右眼画面匹配并呈现恰当的纵深效果。3D拍摄还要防止视差过大，或视点冲突过多，或视野不当，以避免造成观众疲劳、胀眼、眩晕等不适。因此，3D拍摄步骤繁琐，往往需要几个人同步作业，对拍摄者提出了很高要求。

其中，视差控制要求大部分画面主体内容视差角小于1度，相当于屏幕左右眼视差小于高清电视画面水平方向的3%，约58个像素。要求左右眼摄像机画面的几何误差（高度误差、旋转误差、尺寸误差等）、电气误差（亮度差异、彩色差异、延时差异、信号同步不一致等）、光学误差（聚焦匹配失调、变焦匹配失调、焦点误差以及杂散光和眩光的差异等）控制在很不明显的程度。

3D对被摄物也有要求，有些场景本身无立体感，比如蓝天、白墙、剪影、格子、LED显示屏等等，用3D拍摄就失去了意义。3D拍摄前，可适当提高灯光照度，尤其对大景深场景，应增加后景布光照度；3D拍摄时，最好同时包含前景、背景，并尽可能减少镜头快速横摇、变焦；3D机位也可比普通高清机位略低，以展现更好的水平视角和画面深度。

1.23D制作、播出技术

3D后期制作一般采用非编，目前市面的3D非编系统可对3路3D视频进行实时编辑，支持2D、3D混编，3D非编操作也同2D非常接近。所不同的是，3D制作要考虑3D深度，非编站点在素材3D深度超标时能发出警示，非编支持对画面立体深度及会聚平面进行调整，能调节控制视差，以确保观看舒适度；3D站点还能分别对左右眼摄像机的图像误差进行调校，可对亮度误差、色彩误差、几何尺寸误差、旋转误差进行校准。特别要强调的是：3D制作存在着立体效果与观看舒适性之间的矛盾，如果视差过大，3D效果强烈，观看舒适度就会变差，因此，制作时要平衡好二者关系。此外，后期制作时要注意3D字幕，通常叠加在屏幕最前端，以确保较好的立体空间效果。

3D播出采用文件和信号两种方式进行输出，原理如图1所示，做好的3D节目通过录像机或者硬盘服务器双机同步播放，两路HD-SDI信号送达3D信号处理器，然后将两路视频拼接成一路“左右拼（SideBySide）”信号，通过一路HD-SDI接口输出，这样对传统电视播出系统改动较小，原系统硬件增加3D台标机、3D字幕机、3D信号处理器即可。我国3D试验频道输出多采用左右拼格式，并规定其视频压缩码流不低于15Mbps,加上音频后总码流为16Mbps。

1.33D信号传输技术

3D传输由于数据量大，只能选择压缩效率较高的H.264或AVS压缩格式。传输往往把左右两路高清视频拼接成一路高清，这种拼接方式称为帧兼容3D模式，我国3D帧兼容全部采用左右拼（SideBySide）方式，所谓左右拼是指同一时刻对左路和右路的视频帧进行下采样，得到半水平分辨率的左路和右路视频帧，并将其水平并列拼接为一帧，其中下采样后的左路视频帧位于下采样后的右路视频帧左侧。左右拼封装格式请见图2。

1.43D节目的生产流程

3D节目的生产流程也与高清不同，3D节目生产包含了双摄像机拍摄、视差控制、双码流同步记录、双路编辑、双路切换、立体监看、安全性检查等等，其典型流程见图3。3D流程要求比较精细，全流程都贯穿着视差控制和质量监控，以确保最终达到舒适观看的效果。

1.53D图像误差控制

据悉，有些观众连续观看10分钟3D电视画面，就会产生明显疲劳感，其原因是3D节目视差过大或视频误差所致，因此，控制3D图像误差十分重要！3D图像误差控制包括视差控制、视野冲突控制、空间变换控制、双机光学/机械/电气一致性误差控制等等。通常来说，大部分时间内的3D左右眼视差应小于高清电视画面水平方向的3%，约58个像素；同时，要尽量避免产生过大的空间跳跃，物体从屏幕后面移动到屏幕前方时，应该在屏幕平面停留几帧，使其移动轨迹保持连续；3D还要尽量避免视野冲突，原理如图4所示，拍摄时尽可能让被拍物处于灰色区域，特别要避开网状阴影区域的场景。

23D电视广播的推行策略

1.电视的未来方向？

电视诞生于19世纪，至20世纪30年代进入实用，如今已经历了机械扫描、电子扫描、模拟、数字、高清这几个重要时代。未来几年，电视正朝着3D和智能两个方向前进。从更长远来看，电视将走向何方？3D电视能否成为电视发展的主流阶段？50年后电视会不会被其他技术取代？目前无人可以准确回答。

2.3D技术在电视中的发展趋势

3D技术也在进化之中，我们可将其分为3D制播传技术和3D终端显示技术，虽然目前3D电视制作、播出、传输技术上还面临很多问题，但5年内必将得到基本完善，3D电视的未来取决于其终端显示技术，希望就在裸眼3D电视！今后，裸眼3D电视机若能大幅降低成本，双眼图像清晰度达到高清全带宽像素水准、观看区域接近普通电视，能支持观众群睡着看，躺着看，那么，高清电视必将被未来的裸眼3D电视所取代，3D将成为电视主流！要做到上述几点，技术的难度非常大，梦幻未必成真。

裸眼3D之后，3D技术仍然会向前发展，未来会推出多视点自动立体成像技术和全息立体显示技术，其面对的主要市场为数字影院或电视观众。

3.3D电视广播的推行

2012年1月1日联合试播的公共3D电视频道具有重要意义，标志着我国广播电视发展紧跟世界潮流，迈入了新阶段，对推动3D技术进步，引导市场消费，拉动3D产业链快速发展都具有不可估量的作用！深圳广电集团储存有一定数量的3D片源，购置有少量3D制作设备，正计划将2档常规栏目进行3D套拍，从而完成0.5小时/日的3D节目产量要求。今后的3D电视怎么做？介入多深？我们不得不深思熟虑，因为3D频道要像传统频道一样通过广告赢利是非常困难的，未来很长时期内，观看3D电视都不轻松，3D电视用户数量不会太多，开播有线3D付费频道应该更具有实际意义。

3D付费频道对推动3D节目制播分离，培育3D节目源壮大也具有积极意义。

3结束语

3D电视在中国才刚刚拉开序幕，未来几年，3D电视从拍摄、制作、播出到传输，都将迎来技术上的飞速发展和节目的繁荣。