不用去電影院 3D電影格式/播放全攻略

2011年06月26日00:40  來源:PCPOP 作者:陳騁
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  第1頁:3D技術尚未出現統一標準

  泡泡網顯卡頻道6月26日 在立體3D應用中,3D電影是目前最為主流、普及程度最高的娛樂方式。立體3D做為一種正在發展中的技術,尚未統一的標準常常使得用戶感到迷惑,究竟哪種格式更好?對設備的要求是什麽?本文將針對3D電影的格式、設備要求等方面進行一次全面說明,解開種種疑惑。

不用去電影院 3D電影格式/播放全攻略

  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。它與平面圖像有著本質的區別,平面圖像反映了物體上下、左右二維關系,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,利用光學折射制作出來,它可以使眼睛感觀上看到物體的上下、左右、前後三維關系。

不用去電影院 3D電影格式/播放全攻略

  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,這些東西到底是什麽意思呢?接下來的內容將對這些概念一一進行說明。

  第2頁: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,如何讓兩只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,人的每只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,目前比較多電影院采用的也是該類技術,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眼鏡左右分別采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/電視機都是采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

不用去電影院 3D電影格式/播放全攻略

  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采用,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,很輕松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,無論采取哪家的方案,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、設置和使用的復雜程度,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。

  第3頁: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,每幀圖像采用不同的樣式,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、制作的,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。

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  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,都無需復雜的技術,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,也比較復雜,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)

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  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,(說到這裏,你應該明白所謂“上下格式”的意思了吧。)例如原本1920x1080分辨率的畫面,按照幀封裝的方式將兩幅畫面合並為一幀,忽略中間的分隔標記,實際一幀圖像的分辨率為1920x2160。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。為什麽說是“壓縮”呢?因為它將畫面寬度縮減了一半,也就是說,原本1920x1080分辨率的圖像變為960x1080。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。

後來隨著傳輸帶寬的增加,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並為一幀圖像,和幀封裝的方式非常類似。

  後來隨著傳輸帶寬的增加,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並為一幀圖像,和幀封裝的方式非常類似。

  ●棋盤式(Checkerboard)

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  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。

  第4頁: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。

不用去電影院 3D電影格式/播放全攻略
不用去電影院 3D電影格式/播放全攻略

  首先我們使用Dual Link DVI線連接至120Hz 3D顯示器,並設置顯示器刷新率為120Hz,采用最佳分辨率(液晶顯示器中最佳分辨率通常是最高分辨率,這臺V3D241wm-LED的最佳分辨率為1920x1080)。

  Power DVD 11中進行3D影片播放設置,片源和顯示設備選擇自動識別即可。3D播放必須使用全屏模式。

可以對3D效果進行設置
可以對3D效果進行設置
識別出分時120Hz 3D顯示器
識別出分時120Hz 3D顯示器

  除此之外,如Stereoscopic Player這樣的軟件也可以支持3D影片播放、2D轉換3D等功能,設置更為詳細,包括左右眼看到畫面的先後順序、多屏觀看方式等都能支持,在設備方面,NVIDIA和AMD的快門式3D技術以及3D電視機、投影儀等主流設備都能支持。

Stereoscopic Player可以對3D播放進行更詳細的設定,

  因此,在PC上觀看3D電影並不難,因為片源和設備都不會阻礙你的觀看,只是影響你的平添組建成本以及畫面質量。

  第5頁:3D影片格式及總結

  在了解了影片傳輸、顯示原理和分類之後,我們現在再來看看3D影片的格式,就會覺的很清楚了。

  俗稱上下格式的影片,一種是完整版的幀封裝方式,一種是半高的Top and bottom。左右格式的影片實際上事Side by side,同樣分為全寬和半寬。實際上,左右和上下僅僅是排列方式不同,性質上是相同的。他們的畫質也僅取決於單位幀中的圖像是否縮減。

不同的技術效果會有所區別
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不同的技術效果會有所區別

  而交錯、隔行等方式無疑都會降低分辨率,導致圖像質量下降。目前民用的偏振式3D註定會造成分辨率下降,而有些片源即是壓縮格式存儲,那麽無論以何種方式放映,都會造成畫質下降。

決定畫質和效果的主要在於顯示設備
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決定畫質和效果的主要在於顯示設備

  色分方式就不必再多說了,這是一種最入門的3D實現方式,包括紅藍、紅綠燈各種顏色。它僅僅是傳送並放映已經處理好的2D圖像,因此對軟件、硬件的要求都和2D影片無異,僅需使用相應的眼鏡即可觀看。而其效果、穩定性也很差,不值得去嘗試。

  在一些電影院中,使用的是一種雙投影方式實現3D電影播映,它采用的方式設備成本更加昂貴,但是效果卻是最完美的。由於在家用環境下實現成本過高,就不做詳細說明了。

  實際上,由於目前從軟件處理、硬件實現等各個環節上並沒有完全統一的標準,因此片源格式並非很重要,只要是畫質沒有縮減就可以了。在具體實現環節之前,可以通過軟件或硬件轉換片源的傳輸方式,從而實現在不同類型的終端設備上播放立體3D影片,比如Stereoscopic player、PowerDVD等軟件都具備相關功能,顯示設備也會支持多種信號接受和播放。所以通常不必對影片格式有太多顧慮。真正關乎你視覺體驗的是顯示設備。

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