影像与别2010, Vol. 16 No. 2
基於3D显示器格式之即时3D内容合成技术
基於3D显示器格式之即时3D内容合成技术
楷哲*,吴其霖,黄伟豪,陈信荣,锟,丰 工业技术研究院 电子与光电研究所 *E-mail: lkcjack@itri.org.tw
一,简介
在宏基,华硕等厂商相继推出3D笔记型电脑的同时,许多的3D电影也正上映 著,从天外奇迹,阿凡达,魔镜梦游,史瑞克4到玩具总动员3等,许多电影相继 推出3D版本;而另外在3D显示器的市场上,如奇美,华映,友达,SONY, Panasonic,Samsung,LG,Newsight等厂商,也宣布或推出3D显示器,如 Samsung最新推出的55" 3D LED显示器,是支援光3D储存格式.由此可, 3D的市场正快速的发展中,是从3D Content的源,建与拍摄,3D的讯号 处,储存与编码,到3D显示器,体投影等相关的技术开发上,已有大的 研 发 能 的 投 入 . 如 在 DisplaySearch [1]所 显 示 的 资 上 即 预 测 , 2018 Stereoscopic 3D Display的目将有196 million units,远比2008时的0.7 million units高出许多,让3D的趋势加的明与观. 显示器早期由CRT进入平面显示器时,由於影像讯号需改变,且价格愈 愈宜,因此CRT渐渐地被淘汰,平面显示器快速地打入消费者的家庭中.而随 著平面显示器应用愈愈普及,消费者开始要求高解析,色域广,反应速 快的显示器,由於高画质的内容与显示器能相互配合,高画质电视因此成功 的打入消费者的市场.然而随著平面显示器的显示品质愈愈好,面板厂纷纷开 发下一世代的显示器技术,由於人最终希望能够呈现出最自然,最真实,具有 体感受的影像,因此3D影像显示技术受到相当大的重视.2009底阿凡达 (Avatar)成功地打入消费者的市场后,许多支援3D的电子显示产品续地问世, 如Samsung,LG,Sony等国际面板大厂皆推出3D电视,并与各国电视业者合 作播放3D节目.在NB产业中,华硕,宏碁等厂商已於2009相继推出可3D显示 的笔记型电脑,HP,Dell,想等国外厂商预计2010下半推出3D显示的笔记型 电脑.此外随著阿凡达效应,在2010有多的3D电影上映,带著3D投影机设
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影像与别2010, Vol. 16 No. 2
基於3D显示器格式之即时3D内容合成技术
备也受到消费者的注目,目前宏碁与ViewSonic皆开发3D投影机,期待3D能由 电影院走入家庭剧院,让消费者能在家中享受3D电影的真实感.除此之外,许多 产品,如富士通开发的AIO(All in one)电脑,i-STATION的可携式多媒体播放器, 手机,位相框也支援3D显示的功能.因此本文的第一个重点将为大家详细 明现有3D显示器的成像原与格式需求,进一步的探讨将主市场3D显示器 的要求,包括我们在这方面努的成果. 具备3D显示功能的电子产品愈愈多,但各家厂商所采用的体显示技术并 相同,所需要的3D内容格式亦会随著显示器的需求而有所同.由上述可发 现,当一种显示器要推出市场时,一定要有相当足够的播放内容做为支援,因此 当3D显示器要走入一般消费大众家庭的市场时, 3D内容的相互配合是非常重要 的议题.特别是3D内容的即时播放,是比播放2D内容具有挑战性,由於需要配 合同3D显示器格式的需求 ,3D内容在播放时需要经过合成与视角排的个步 骤,演算原与即时处设计是本研究的另一个重点.本文的第二章将主要明 现有的3D显示方式与显示器格式,包括现在研发的主要趋势,而第三章将明如 何配合3D显示器的格式即时产生3D内容之合成方法,最后第四章为结.
二,3D显示器格式
在解3D显示器是如何呈现体影像之前,我们有必要先解人在生活中 是透过麼资讯获得物体的深感与如何判断出观测物体的远近这个议题. 一般而言是由多个深线(depth cues)组合正确的判断出空间中的物体相对位 置,深线包含双眼视差(binocular parallax),人眼的调适性(accommodation), 移动视差(motion parallax),透视(perspective),观测物体间大小关系,物体材质等. 其中以双眼视差较能正确的判断出深资讯,双眼视差原的是由於眼间隔约 65mm,因此眼所看到的影像会稍微同,此眼所接收到的影像经由脑部融 合而产生3D深资讯 因此目前大部份的3D显示器重建体影像的原皆为双眼 . 视差为主要的设计,将同视角的影像用特殊光学设计分别投射到左右眼,再 经过大脑融合此张影像,即可以重建出体影像.根据此原,各厂商开发出 各式各样的技术将左右眼影像分开,图 2.1 是体显示技术的分,主要分 成戴眼镜式与眼式技术.以家庭用的3DTV而言,目前是采用戴眼镜技术,

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