Время работать в 3 D Sony Professional и "ОКНО-ТВ" представляют "Время работать в 3 D". "Стереоизображение является псевдобъемным, поскольку оно. . . " 1
Принципы формирования стереоизображения Стереоизображение является псевдобъемным, поскольку оно лишь дает ощущение объема, не яв ляясь объемным по сути, ведь это изображение формируется на плоском, то есть двумерном экране. Для формирования стереоизображения используется модель человеческого визуального восприятия, когда один глаз видит изображение, несколько отличающееся от того, что видит второй, и это возможно бла годаря расстоянию между глазами. Мозг обрабатывает оба изображе ния, формируя на основе их различия общую объемную картинку. Стало быть, для формирования стереоизображения на плоском экране тоже нужно иметь картинки, слегка 2
• отличающиеся друг от друга ракурсом, а затем сделать так, чтобы каждый глаз зрителя видел только соответствующее изображение. Остальное снова сделает мозг сформирует иллюзию объема. Для достижения эффекта стерео нужно обеспечить так называемый горизонтальный параллакс, то есть разнести камеры на расстояние, примерно равное среднему расстоянию между зрачками человека. Среднее расстояние между центрами зрачков составляет около 65 мм у мужчин, 63 мм у женщин и 50 мм у детей. Общепринятый в индустрии стандарт предусматривает 64 мм. Именно такое расстояние обычно необходимо обеспечить между оптическими осями объективов, чтобы снимать в режиме стерео. Кроме параллакса, требуется соблюсти ряд других требований. В частности, очень важно обеспечить вертикальное совмещение двух изображений, а также правильно настроить конвергенцию, то есть так выбрать точку пересечения оптических осей объективов, чтобы достичь максимального стереоэффекта. Кроме того, при изменении фокусного расстояния нужно изменять конвергенцию в зависимости от того, уменьшается фокусное расстояние или увеличивается. Так, если расстояние увеличивается, точка конвергенции отдаляется и в пределе оптические оси становятся параллельными. Это не удивительно, поскольку чем общее план и чем дальше наблюдаемые объекты, тем более плоским представляется изображение. При уменьшении фокусного расстояния точка конвергенции приближается. Бывают случаи, когда вместо конвергенции нужно применять дивергенцию. Это когда фокусное расстояние крайне мало, а объект находится очень близко к объективу. 3
• • Съемка в режиме стерео В настоящее время есть три варианта систем для стерео съемки. Самая простая это горизонтальная планка, на которой установлены две камеры, синхронизированные друг с другом. При всей простоте конструкции ей присущи и существенные ограничения. Прежде всего, обеспечить межокулярное расстояние в 64 мм можно, только применяя миниатюрные камерные головки и такие же компактные объективы. Как правило, это дискретная оптика и практическое отсутствие какого либо дистанционного управления ею, поскольку сервоприводы увеличивают габариты системы. Выполнение масштабирования при использовании такой платформы осуществляется только ее перемещением относительно объекта съемки. Есть возможность применять подобным образом и более крупные камеры и объективы, но в этом случае они применяются для съемки общих планов, а для работы на коротком фокусе не пригодны из за невозможности получить требуемую конвергенцию. 4
• Способы передачи, записи и воспроизведения стереоизображения • Очевидно, что для передачи и записи сигналов стереоизображения требуется вдвое большая полоса пропускания, чем для передачи и записи сигналов двумерного изображения. В настоящее время для передачи сигналов 3 D используются интерфейсы 3 G SDI, Dual Link HD SDI, HDMI и волоконно оптический. Что касается форматов представления стереоизображения, то их несколько: • горизонтаcheckerboar • льная стерепара (side by side); • вертикальная стереопара (top bottom); • чересстрочное (interlaced); 5 • «шахматная доска» (d).
• Каждому из форматов присущи свои достоинства и недостатки. Так, горизонтальная и вертикальная стереопары не предъявляют каких то дополнительных требований к устройствам отображения, но качество изображения страдает от уменьшения эффективного разрешения. А чересстрочный и «шахматный» форматы не приводят к снижению разрешения картинки, но заставляют увеличивать кадровую частоту, так как изображения демонстрируются поочередно. 6
Форматы представления стереоизображений Для записи требуется два канала, и в настоящее время ассортимент устройств и носителей для 3 D материала достаточно широк. Это могут быть твердотельные карты памяти, дисковые рекордеры, видеомагнитофоны и т. д. Для просмотра стереоизображений требуется применение либо пассивных анаглифических, либо активных затворных очков. 7
• Анаглифический принцип предполагает цветовое кодирование правого и левого каналов изо бражения. Очки оснащены фильтрами, правый из которых пропускает только изображение для правого глаза и блокирует изображение для ле вого, а левый фильтр все делает наоборот. Достоинство таких очков состоит в их простоте и малой стоимости, а недостаток в ухудшении качества изображения. Затворные очки дороже, но и эффективнее. Они связаны и синхронизированы с устройством отображения, которые посылает сигналы открывания и закрывания правого и левого светофильтров в соответствии с демонстрируемым изображением. Кроме того, уже есть обнадеживающие результаты воспроизведения стереоизображения без применения очков, но о массовом применении данной технологии говорить пока рано. 8
• Обработка и монтаж стереоизображения • В принципе, есть лишь два основных варианта использования полученного с помощью стереосъемки 3 D изображения: прямая трансляция и монтаж. В первом случае требуется иметь видеомикшер, способный не только коммутировать стереосигналы, но и применять к ним такие привычные процедуры, как переходы и эффекты. Во втором случае нужно располагать системой монтажа, позволяющей синхронно обрабатывать не один канал изображения, а два. Точнее, достаточно работать с одним каналом, а монтажная система автоматически применяет все действия ко второму каналу. 9
• SD-процессоры • Отдельно следует сказать о специальных процессорах, позволяющих преобразовать 2 D изборажение в формат 3 D. Это бывает нужно в нескольких случаях. Во первых, когда условиях съемки не позволяют применить ни одну из существующих стереосистем, во вторых, если нужно вставить в 3 D передачу архивные кадры, снятые в 2 D, а в третьих, для точной настройки 3 D платформы. В последнем случае время подготовки к съемке существенно сокращается. Кроме того, данные процессоры способны выполнять и обратное преобразование 3 D в 2 D, что порой необходимо для мониторинга. 10
• • Технологии Sony Компания Sony располагает полным набором средств для создания 3 D контента, на базе которых можно строить технологические процессы для разных проектов, включая и прямые трансляции. Первым звеном всегда является съемка изображения. Для этого компания разработала наплечную видеокамеру, прототип которой впервые был продемонстрирован на выставке IBC 2010. Для передачи сигнала служит волоконно оптический адаптер HFDA 200. А процессор МРЕ 200 с новым программным обеспечением позволяет не только преобразовывать двумерное изображениев псевдотрехмерное, но точно настраивать съемочные 3 D системы. Полноценно манипулировать стереосигналом, в том числе сводить изображения правого и левого каналов, а также выполнять 3 D эффекты, позволяет новый модуль, устанавливаемый в видеомикше ры семейства MVS 8000 family. И, наконец, новейшая версия системы цифрового нелинейного монтажа Vegas 10 позволяет выполнять ввод и обработку 3 D видео. А для визуального контроля изо бражения служат профессиональные 24" и 42" стереомониторы. Моноблочная SD видеокамера Sony, оптимизированная для съемки с плеча, создана специально для мобильных съе мочных групп, работающих вне студии. Она позволяет снимать стереоизображе ние с высоким качеством. Прототип пока еще находится в стадии окончательной доработки, но нет сомнений, что уже в ближайшее время будет начат серийный выпуск камеры. 11
• Мультиформатный процессор изображения МРЕ 200 был одним из • • • ключевых компонентов, использовавшихся во время прямых трансляций 25 матчей Чемпионата мира по футболу 2010 из ЮАР. Он позволял формировать высококачественное 3 D изображение в режиме реального времени, а также поддерживать точную юстировку стересистем при любом фокусном расстоянии вариообъективов. Новейшая версия программного обеспечения процессора — MPES 3 D 01 v 1. 20 содержит такие функции, как автоматическая юстировка камер, а также ряд других возможностей, добавленных по просьбам пользователей. В целом же для МРЕ 200 предусмотрено три варианта ПО: MPES 2 D 3 D 1 для преобразования 2 D в 3 D. Служит для конвертирования 2 D изборажений в формат стерео от камер, установленных там, где невозможно установить 3 D камеры (например, в воротах) версия для склейки изображений от трех камер, установленных параллельно. Это нужно для получения панорамных 3 D изображений MPES FX 01 для наложения графики при использовании видеомикшеров серии MVS. В частности, при работе с микшерами семейства MVS 8000 процессор МРЕ 200 с версией ПО MPES FX 01 позволяет накладывать 2 D и 3 D графику на 3 D видео в режиме реального времени. 12
• МРЕ 200 имеет высокопроизводительное вычислительное ядро, поддерживает различные форма ты HD, оснащен двумя портами Ethernet для подключения к видеомикшеру MVS и к PC, а также снабжен встроенным жестким диском для сохранения различных программных приложений и данных для них. • Видеомикшер Sony MVS 8000 является основным компонентом технологического процесса работы с 3 D контентом. Он также применялся на Чемпионате мира по футболу 2010. Новейшая модификация MVS 8000 Х способна получать 3 D сигналы прямо от камер, причем с поддержкой 1080/50 р. 13
• Системный блок мультиформатного микшера поддерживает работу с сигналами #G SDI (3 Гбит/с) имеет 200 входов и 100 выходов, он оснащен блоками 3 D Box и CG Effecter, четырьмя шинами ME/ рирпроекции, а также конвер тером форматов с 16 входами и 4 выходами. • Специально для упрощения передачи сигналов от двух HD камер на 3 G CCU разработан волоконно оптический адаптер HDFA 200, позволяющий по одному каналу передавать видео, сигналы служебной связи и управления, а также питание. Кроме того, с помощью одной консоли RCP можно управлять двумя камерами. Адаптер был разработан специально для работы с компактной мультиформатной камерой Sony HDC P 1, широко применяемой в составе съемочных 14 стереосистем, используемых на прямых 3 D трансляциях.
• Система цифрового нелинейного монтажа Vegas Pro 10 (32 и 64 разрядная версии) не только является мощным инструментом для ввода, обработки и вывода медиаконтента, но и содержит эффективные средства для операций с 3 D материалом. 15
• Vegas Pro 10 позволяет создавать 3 D проекты импортировать, корректировать, выполнять монтаж, предварительный просмотр и экспорт стереоконтента, причем без использования дополнитель ных средств или программных подключаемых модулей. Система полностью совместима с новейшими технологиями анаглифиче ского просмотра, что позволяет демонстрировать изображение на любом соответствующем мониторе. Очевидно, что невозможно создать качественное изображение без хорошего монитора. Компания Sony выпускает профессиональные 30 мониторы с экраном 24" и 42", созданные на базе высококлассной серии LMD 51 W. Мониторы оснащены входами 3 G SDI, HD SDI (с поддержкой чересстрочного формата и горизонтальной стереопары) и DVI (чересстрочный формат). Для работы с мониторами имеются легкие и удобные, оптимизированные для профессионального использования стереоочки BKM 30 G. 16
• Нет никаких сомнений, что объемы SD производства и вещания будут только расти. И компания Sony продолжит разрабатывать новые технологии и выпускать современное оборудование для этого. Как часть вкладав развитие 3 D, Sony открыла в своей штаб квартире в Бейзингстоке (Великобритания) центр обучения вещателей работе со стереоконтентом. • «Компания Sony многое познала за последний год. Наш опыт и успехи во время Чемпионата мира по футболу 2010 продемонстрировали нашу способность обеспечить полнофункциональные, развитые технологические процессы для прямых 3 D трансляций, и теперь мы можем сделать следующий шаг поделиться этим опы том и знаниями с вещательной индустрией» 17
18
300 УЗТС звук камера К О М М У Т А Т О Р 300 Пульт распределитель IIIIII Видеомагнитофонное воспроизведение Видеомагнитофонная запись Монитор контрольный ЛУР Сервер 19
300 Ф А К У Л Т Е Т Ы Ректорат Отдел Ректор 3 этаж Проректор 2 этаж Пр Приемный монитор 3 этаж 1 этаж П 1 этаж ЛУ 20
21
Телевидение 2020 года 22
23
