圖、Home3D系統将3-D電影轉換為更加電視友好的格式

雖然3-D電影在電影院中繼續大受歡迎，但是3-D電影目前還沒有實現在我們家中普及的飛躍。

有沒有想過為什麼我們要穿着這些讓人讨厭的3-D眼鏡？電影院中通常使用特殊的偏振光或者投影一對創造深度模拟感的圖像。實際上，要獲得3D效果，您必須戴眼鏡，這已經被證明太不方便，因此難以為3-D電視創造大量的市場。

但麻省理工學院的計算機科學和人工智能實驗室（CSAIL，Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory）的研究人員旨在通過“Home3D”研究項目來對這一切進行改變，該系統允許用戶在家裡觀看3-D電影，而且不必佩戴特殊的眼鏡。

Home3D将傳統的3-D影片從立體聲格式轉換成與所謂的“自動顯示顯示器（automultiscopic displays.）”兼容的格式。根據博士後Petr Kellnhofer的介紹這些顯示器正在迅速提高分辨率，并顯示出極大在家庭影院系統中應用的潛力。

Home3D論文的主要作者Kellnhofer在本月在洛杉矶主辦的SIGGRAPH計算機圖形學會議上說：“自動顯示器（Automultiscopic displays）不像原來想像的那樣受歡迎，因為它們實際上不能播放傳統3-D電影在影院中所使用的立體聲格式。”。 “通過将現有的三維電影轉換成這種格式，我們的系統将有助于将三維電視帶入到人們家中。”（論文原文參見https://people.csail.mit.edu/pkellnho/Home3D/home3d.pdf）

圖3、Home3D算法的硬件實現形式

該團隊的Home3D算法還可以讓用戶自定義觀看體驗，為任何給定的電影擴大或者縮小所需的3-D級别。在觀看包括“複仇者（The Avengers）”和“大巴克兔（Big Buck Bunny）”等電影片段的用戶研究中，與其他轉換的3-D視頻方式相比，參與者将Home3D視頻評為在60％的時間内具有更高的質量。

Home3D将3-D電影從“立體視頻（stereoscopic）”轉換為“多視角（multiview）”視頻，這意味着屏幕不再顯示一對圖像，而是顯示三個或者更多圖像，以模拟從不同位置角度所看到的場景。因此，每個眼睛都會察覺到在真正處于場景中的給定位置時所看到的東西，這使得大腦能夠自然地計算圖像中的深度。

用于轉換3-D電影的現有技術有很大的局限性。所謂的“基于相位的渲染”是快速，高分辨率，并且在很大程度上是準确的，但是當左眼和右眼圖像彼此太不相同時，其表現就不佳。同時，“基于圖像的深度渲染”在管理這些差異方面要好得多，但是它必須以低分辨率運行，有時會丢失較小的細節。 （一個假設是每個像素隻有一個深度值，這意味着它不能再現諸如透明度和運動模糊的效果。）

CSAIL團隊的關鍵創新是結合這兩種技術元素的新算法。 Kellnhofer說，該算法可以處理比基于相位的方法更大的左/右差異，同時還解決諸如深度焦點和對于基于深度圖像的方法可能具有挑戰性的反射的問題。

圖3、轉換3-D電影的幾種格式的效果對比

參與研究的斯坦福大學電氣工程助理教授戈登·韋茨斯坦（Gordon Wetzstein）說：“研究人員使用了幾種巧妙的算法技巧來減少以前的算法所遇到所需要的大量的開發工作（Artefacts），并使它們能夠實時工作。”， “這是第一篇從現有立體畫面産生高質量多視點内容的論文。”

論文的另外一個作者Didyk表示，現代電視的分辨率非常高，因此人們很難注意到2-D内容的差異。

“但是，由于它可以很好地利用這些電視機可以提供的額外的像素，因此将其用于開發無眼鏡的3-D TV是一個令人信服的應用，”Didyk說。

将傳統的三維視頻轉換為多視角電視的一個缺點是：有限的分辨率可能會導緻圖像在其附近或者周圍出現，這是一種稱為“重影（ghosting）”的現象。團隊希望進一步磨練算法以使重影最小化，但是現在他們表示，他們很高興他們的轉換系統已經展現了将現有3-D電影内容超越多路複用的潛力。

Wetzstein說：“無眼鏡的3-D電視通常被認為是一個先有雞還是先有蛋的問題。 “沒有内容，誰需要良好的3-D電視顯示技術？”

（完）

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