山東廣電網(wǎng)絡(luò)有限公司招遠(yuǎn)分公司 邢浩田

一、引言

3D電視已成為繼高清電視之后又一個新的技術(shù)亮點(diǎn)與產(chǎn)業(yè)熱點(diǎn)。3D影像技術(shù)的核心是通過特殊的技術(shù)手段，使觀眾可以看到立體的、有空間感的圖像或視頻，從而大大加強(qiáng)觀眾的臨場感覺和身臨其境的感覺。

二、3D電視的拍攝與制作

1.3D電視的拍攝

3D電視節(jié)目在拍攝上與高清電視節(jié)目有很大的區(qū)別，3D拍攝要根據(jù)不同場景、主題、物距隨時調(diào)節(jié)兩臺攝像機(jī)間距、匯聚角，還需對兩臺攝影機(jī)及機(jī)架的參數(shù)、定位、對焦、變焦進(jìn)行同步細(xì)調(diào)，才能確保左右眼畫面匹配并呈現(xiàn)恰當(dāng)?shù)目v深效果。3D拍攝還要防止視差、視點(diǎn)沖突過多、視野不當(dāng)，以避免造成觀眾疲勞、脹眼、眩暈等不當(dāng)。

3D拍攝流程主要包括機(jī)位架設(shè)、光學(xué)及機(jī)械校正、信號同步、構(gòu)圖、視差光學(xué)調(diào)整、質(zhì)量監(jiān)控、誤差數(shù)字校正、視差數(shù)字控制、信號記錄等環(huán)節(jié)。拍攝時應(yīng)盡量使用光學(xué)和機(jī)械調(diào)整合理地控制視差，視差控制要求大部分畫面主體內(nèi)容視差角小于1o，相當(dāng)于屏幕左右眼視差小于高清電視畫面水平方向的3%，約58個像素。對于拍攝端通過光學(xué)或機(jī)械調(diào)整未解決問題的節(jié)目，可經(jīng)過誤差數(shù)字校正和視差數(shù)字控制設(shè)備進(jìn)行處理，然后送至記錄設(shè)備。系統(tǒng)拍攝流程還應(yīng)注意以幾個方面：

⊙ 演播室拍攝3D電視節(jié)目的攝像機(jī)性能應(yīng)不低于現(xiàn)有廣播級高清攝像機(jī)，雙路均應(yīng)符合1920×1080/50i高清圖像格式。

⊙ 3D攝像機(jī)位架設(shè)可比普通高清機(jī)位在高度上略低一些，這樣可提供更好的3D電視節(jié)目效果（更廣的水平視角和畫面深度）。

⊙ 在拍攝過程中，應(yīng)盡可能減少鏡頭快速橫搖和變焦，盡可能避免使用長焦鏡頭。每個鏡頭最好包含前景和背景，這樣可以更好地展現(xiàn)畫面深度的層次，具有更好的3D效果。

⊙ 遠(yuǎn)距離機(jī)位應(yīng)盡量采用間距比較大的水平支架，近距離及移動機(jī)位應(yīng)盡量選用間距比較小的垂直支架或一體化3D攝像機(jī)。

⊙ 應(yīng)盡可能使各機(jī)位的會聚平面保持一致。

⊙ 演播室對3D電視節(jié)目信號的記錄、傳輸采用HDSDI雙鏈接。

⊙ 為實(shí)現(xiàn)質(zhì)量控制，可利用專用的3D信號處理設(shè)備提供的檢測數(shù)據(jù)為參考，監(jiān)控和調(diào)整攝像單元鏡頭光軸的間距、會聚角以調(diào)校視差，校準(zhǔn)拍攝誤差，進(jìn)行合理的構(gòu)圖，避開超出視差的拍攝物。

2.3D電視的制作流程

（1）后期制作

3D電視后期制作流程主要包括素材采集、3D剪輯、3D效果調(diào)整、3D預(yù)覽、音頻/字幕/特效制作、成片輸出等流程節(jié)點(diǎn)，為保證3D電視節(jié)目后期制作質(zhì)量及效果，應(yīng)采用雙路高清方式進(jìn)行信號采集、制作。在格式、碼率的選擇上，應(yīng)采用與現(xiàn)有普通高清相同的標(biāo)準(zhǔn)。

3D節(jié)目后期制作除了需要對拍攝內(nèi)容進(jìn)行合理的銜接，還需要對不合格的3D節(jié)目畫面進(jìn)行修正，對字幕內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到視覺安全和有較好的3D效果。在進(jìn)行3D剪輯時，應(yīng)注意鏡頭之間的銜接，避免會聚平面相差較大的鏡頭之間的直接切換，應(yīng)避免不同鏡頭間的快速轉(zhuǎn)換，并同步監(jiān)看3D輸出畫面。后期制作中還需對節(jié)目的3D效果進(jìn)行調(diào)整，使得3D效果達(dá)到最佳，包括視差調(diào)整和誤差調(diào)整，可采用的手段有：

⊙ 通過后期調(diào)整圖像的水平位置，等效實(shí)現(xiàn)調(diào)整攝像單元間距的視差效果。

⊙ 視差調(diào)整的范圍應(yīng)符合視差安全指標(biāo)要求。

⊙ 應(yīng)把主要節(jié)目內(nèi)容的視差控制在舒適觀看3D電視節(jié)目的區(qū)間內(nèi)，為展現(xiàn)3D的視覺沖擊力，少數(shù)短時間的鏡頭可超過舒適區(qū)間。

⊙ 應(yīng)謹(jǐn)慎使用畫幅的平移、放大、裁剪等后期視差調(diào)整手段，一般不要進(jìn)行大范圍的視差調(diào)整。畫幅的放大將可能造成分辨率的損失，畫幅的裁剪將可能導(dǎo)致邊緣閃爍，同一圖像中可能存在不同視差的多個物體，視差調(diào)整有可能造成視差混亂。

⊙ 在后期制作階段對前期拍攝中遺留的左右眼信號的光學(xué)、幾何、電氣誤差，包括光軸誤差、畫面變焦匹配失調(diào)、色調(diào)匹配失調(diào)、畫面的色彩、亮度差異等進(jìn)行調(diào)整，對閃爍、畸變等各種3D瑕疵進(jìn)行修飾，即通過使用數(shù)字處理技術(shù)在一定程度上進(jìn)行誤差校正。

（2） 畫面過渡

為避免視覺疲勞，在3D電視節(jié)目系統(tǒng)拍攝和后期制作的畫面過渡方式上，應(yīng)采取如下策略：

⊙ 放慢畫面之間的切換節(jié)奏，避免過于頻繁的切換。

⊙ 盡量避免在切換過程中主體出現(xiàn)過大的視差變化，當(dāng)需要從一個主體處在正視差位置的畫面切換到另一個主體處于負(fù)視差位置的畫面時，建議使用幾幀主體處于會聚平面上的場景進(jìn)行過渡。

⊙ 盡量避免前后銜接的景別落差過大。

⊙ 主要采用硬切換方式，兼用閃黑、漸隱等過度方式，慎用軟疊、劃像等過渡方式。

（3） 字幕和動畫制作

在3D節(jié)目圖像上疊加字幕、動畫時，應(yīng)注意遮擋關(guān)系等問題：

⊙ 疊加字幕和動畫的空間位置應(yīng)盡量避免視野沖突。

⊙ 對于長期疊加在畫面上的角標(biāo)、動畫，建議適當(dāng)飄出屏幕，但不宜處于3D節(jié)目圖像最前面的位置，建議將其處理成半透明，以減輕其整個畫面中對觀眾視覺的吸引力。

⊙ 唱詞為畫面的組成部分，建議不與畫面的主體部分重疊。

三、3D電視播出和傳輸技術(shù)

1.3D電視傳輸技術(shù)

3D播出采用文件和信號兩種方式進(jìn)行輸出，如圖1所示。做好的3D電視節(jié)目通過錄像機(jī)或者硬盤服務(wù)器雙機(jī)同步播放，兩路HD-SDI信號送達(dá)3D信號處理器，然后將兩路視頻接成一路“左右拚（Side By Side）”信號，通過一路HD-SDI接口輸出，這樣對傳統(tǒng)電視播出系統(tǒng)改動較小，原系統(tǒng)硬件增加3D臺標(biāo)機(jī)、3D字幕機(jī)、3D信號處理器即可。我國3D試驗(yàn)頻道輸出多采用左右拼格式，并規(guī)定其視頻壓縮碼流不低于15Mb/s，加上音頻后總碼流為16Mb/s。

圖1 3D播出系統(tǒng)框圖

2.3D電視傳輸技術(shù)

根據(jù)ITU-R對3D電視系統(tǒng)代次與級別的劃分，目前國際上開播的3D電視頻道普遍采用第一代Level2的技術(shù)體系，我國3D電視頻道的技術(shù)體系也屬于第一代Level2，能夠利用現(xiàn)有HDTV傳輸和接收手段，包括信源編碼、復(fù)用、信道傳輸、接收解碼等，實(shí)現(xiàn)3D電視節(jié)目的傳輸和接收。

圖2 3D電視傳輸系統(tǒng)與應(yīng)用場景

如圖2所示，3D電視音視頻與高清電視音視頻通過信源編碼，與業(yè)務(wù)信息復(fù)用后，經(jīng)廣播傳輸信道到用戶終端，具有立體顯示設(shè)備（3D電視機(jī)）的用戶可收看3D電視節(jié)目，具有高清顯示設(shè)備（高清電視機(jī)）的用戶只能收看高清電視節(jié)目，不能收看3D電視節(jié)目。對于我國3D電視試驗(yàn)頻道，主要面向如下兩類應(yīng)用場景。

A類用戶：以現(xiàn)有的HDTV機(jī)頂盒接收3D電視節(jié)目信號?，F(xiàn)有的HDTV機(jī)頂盒可正確接收解碼3D電視信號，但在未經(jīng)軟件升級的情況下，通常不能自動識別3D電視信號格式，用戶需要手動切換3D電視機(jī)的的2D/3D顯示模式，才能收看3D電視節(jié)目。現(xiàn)有HDTV機(jī)頂盒不支持EPG信息的3D顯示，在觀看3D電視節(jié)目時，如果坱需要查看節(jié)目菜單、節(jié)目列表等信息，需要手動切換3D電視機(jī)的到2D顯示模式。

B類用戶：以3D電視機(jī)頂盒接收3D電視節(jié)目信號。這里的3D電視機(jī)頂盒是指在現(xiàn)有HDTV機(jī)頂盒的基礎(chǔ)上，增加3D電視描述符和視頻3D深度范圍描述符解析功能，采用HDMI 1.4a接口。3D電視機(jī)頂盒可正確接收解碼3D電視信號，同時能夠自動識別3D電視信號格式，并將信號格式信息傳遞給3D電視機(jī)，支持EPG信息的3D顯示，支持3D電視機(jī)的2D/3D顯示模式自動切換，用戶不需要手動切換即可收看3D電視節(jié)目。

（1）預(yù)處理。第一代Level2的3D視頻信號的圖像拼接方法包括左右拼接、上下拼接、行（列）交替拼接、棋盤方式拼接等，目前DVB規(guī)定了左右拼接和上下拼接兩種，一般對于逐行掃描的視頻，兩種方式均適合，對于隔行掃描的視頻，采用左右拼接比較適合，我國高清電視采用1920×1080/50i的格式，規(guī)定3D電視視頻預(yù)處理采用左右拼接的方式，3D電視的伴音采用3D電視左路視頻的伴音。

（2）視音頻格式。高清幀兼容的3D電視系統(tǒng)充分利用了現(xiàn)有高清電視傳輸系統(tǒng)，采用左右拼接的圖像格式，因此，規(guī)定3D電視視頻的圖像格式在分辨率、場頻、幅型比、色度格式等參數(shù)上與現(xiàn)有的高清電視視頻一致，3D電視音頻與現(xiàn)有的HDTV音頻格式相同。

（3）信源編碼。高清幀兼容的3D電視視頻為拼接視頻，視頻編碼采用高清視頻編碼技術(shù)即可。規(guī)定視頻編碼采用H.264，HP@L4，一般高清視頻采用H.264編碼在10Mb/s碼率下，可獲得廣播級的圖像質(zhì)量，3D電視的拼接視頻比一般高清視頻需要更高的壓縮碼率，為保證視頻質(zhì)量，同時考慮數(shù)字電視節(jié)目帶寬的分配情況，碼率不低于15Mb/s。視頻編碼也可采用AVS，碼率不低于15Mb/s。

音頻編碼與現(xiàn)有高清電視一致，采用MPEG-1音頻第2層或AC-3。

（4）業(yè)務(wù)信息。3D電視描述符與視頻3D深度范圍描述符，用于表示3D電視業(yè)務(wù)類型、3D電視組件類型、3D視頻視差范圍等信息。基于這些信息，3D電視機(jī)頂盒可支持3D電視機(jī)2D/3D顯示模式的自動切換，可支持EPG信息的3D顯示，同時不影響現(xiàn)有HDTV機(jī)頂盒接收3D電視節(jié)目。

（5）復(fù)用。采用MPEG-2系統(tǒng)層標(biāo)準(zhǔn)對3D電視節(jié)目碼流進(jìn)行復(fù)用。目前的MPEG-2系統(tǒng)層標(biāo)準(zhǔn)對PMT表中的AVC視頻描述符進(jìn)行了擴(kuò)展，目前的H.264標(biāo)準(zhǔn)增加了幀拼接方式SEI信息，表示ES流中視頻的3D拼接方式。

四、3D電視未來發(fā)展

我國的3D電視試驗(yàn)頻道的開播，標(biāo)志著我國廣播電視發(fā)展邁入了新階段，對推動3D技術(shù)進(jìn)步，拉動3D產(chǎn)業(yè)鏈快速發(fā)展都具有不可估量的作用。當(dāng)前，3D電視發(fā)展亟需制定一些必要的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，應(yīng)加強(qiáng)3D電視質(zhì)量的評測標(biāo)準(zhǔn)的研究，確保3D電視的制作、播出效果和質(zhì)量。在3D電視頻道的建設(shè)初期，難免會遇到一些困難，除了人才缺乏、內(nèi)容缺乏之外，還有收看觀眾的數(shù)量也不足等問題，我國的3D電視行業(yè)今后在技術(shù)、內(nèi)容及發(fā)展模式等多方面要借鑒內(nèi)外的成功經(jīng)驗(yàn)，需要把握好以下幾個方面：

（1）3D板塊內(nèi)容的打造?！皟?nèi)容為王”，開展節(jié)目研發(fā)，做觀眾的眼睛，設(shè)計能夠體現(xiàn)3D電視特色的內(nèi)容。用3D鏡頭帶給觀眾真實(shí)的視覺體驗(yàn)，又給觀眾帶來超越真實(shí)的世界。無論在盛典、綜藝、旅游、賽事、教育、時尚還是購物等內(nèi)容方面，3D板塊都有可以一顯身手的表現(xiàn)空間。

（2）“低成本、高效率”的生產(chǎn)和儲備。在目前3D電視起步的初期，對于實(shí)力有限的電視臺，采用2D+3D兼容的制作模式，實(shí)現(xiàn)3D節(jié)目“低成本，高效率”的生產(chǎn)和儲備應(yīng)是可行的策略。

（3）強(qiáng)化戰(zhàn)略合作。通過和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商、相關(guān)硬件廠商等合作，開創(chuàng)共贏的局面。

（4）開發(fā)3D內(nèi)容提供的產(chǎn)業(yè)藍(lán)海。加強(qiáng)和網(wǎng)絡(luò)、新媒體等的合作，通過為網(wǎng)絡(luò)、新媒體等定制3D節(jié)目內(nèi)容，打造內(nèi)容聯(lián)盟，開展聯(lián)合制作業(yè)務(wù)，和動漫基地合作等建立3D產(chǎn)業(yè)基地。

（5）拓寬3D節(jié)目的播出渠道。積極探索有線電視、衛(wèi)星接收、網(wǎng)絡(luò)、IPTV、移動多媒體、CMMB、手機(jī)視頻等發(fā)布渠道和合作模式，開發(fā)新的盈利模式。

五、結(jié)束語

從目前國內(nèi)外3D發(fā)展的趨勢來看，3D電視雖然不是今后電視發(fā)展的惟一方向，但可以是傳統(tǒng)電視（2D）的一個重要補(bǔ)充。發(fā)展3D電視是拓展節(jié)目形式，豐富電視節(jié)目內(nèi)容，更好地服務(wù)觀眾，開拓市場的一個重要手段。未來幾年，我國3D電視從拍攝、制作、播出到傳輸，都將迎來技術(shù)上的飛速發(fā)展和節(jié)目的繁榮?！?/p>