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立体电视制播技术要求

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GD
中华人民共和国广播电影电视行业暂行技术文件
GD/J 054—2014
立体电视制播技术要求
Technical requirements for the program production and broadcast
of the stereoscopic television
2014 - 09 - 24 发布
国家新闻出版广电总局科技司
2014 - 09 - 24 实施
发 布
GD/J 054—2014
目
次
前言 ................................................................................ II
1
范围 .............................................................................. 1
2
规范性引用文件 .................................................................... 1
3
术语、定义和缩略语 ................................................................ 1
4
节目录制技术要求 .................................................................. 3
5
节目播出技术要求 .................................................................. 5
附录 A(资料性附录)立体电视节目的制播工艺 ............................................ 7
附录 B(资料性附录)立体电视拍摄的会聚法和平行法 ..................................... 16
附录 C(资料性附录)立体电视拍摄光轴间距计算公式 ..................................... 19
参考文献 ............................................................................ 22
I
GD/J 054—2014
前
言
本技术文件按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本技术文件由国家新闻出版广电总局科技司归口。
本技术文件起草单位:上海广播电视台、江苏省广播电视总台、中央电视台、国家新闻出版广电总
局广播电视规划院。
本技术文件主要起草人:霍秋林、尚峰、范金慧、施剑平、黄海、彭成、朱光荣、李世萍、路晓俐、
邓向冬、董文辉、张乾、徐玮、郭小丹、程琪、毛明敏、朱军、王珮。
II
GD/J 054—2014
立体电视制播技术要求
1 范围
本技术文件规定了立体电视节目拍摄、制作和播出的技术要求。
本技术文件适用于立体电视节目拍摄、制作与播出,并可作为运行和维护立体电视节目制作播出系统
的技术依据。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GY/T 155-2000 高清晰度电视节目制作及交换用视频参数值
GY/T 156-2000 演播室数字音频参数
GY/T 157-2000 演播室高清晰度电视数字视频信号接口
GY/T 158-2000 演播室数字音频信号接口
GY/T 165-2000 电视中心播控系统数字播出通路技术指标和测量方法
3 术语、定义和缩略语
3.1 术语和定义
下列术语和定义适用于本技术文件。
3.1.1
立体电视 stereoscopic television
利用人眼的视觉特性进行拍摄、制作,展现景物的实际空间关系和立体感的电视技术。在显示终端上
观众能感受到观看的影像是具有深度特性的三维立体场景,增强观看的临场感和沉浸感,也被称为3D电视。
本技术文件中所指立体电视均为双画面立体电视。
3.1.2
双画面立体电视 binocular stereoscopic television
指用双摄像单元模拟人的双眼同时拍摄的、或计算机生成的左右眼两路图像信号,经过制作、播出、
传输,最后同时显示在立体电视屏幕上,使观众左右眼分别观看到具有适当视差的左右两幅图像,从而在
大脑中形成三维立体效果的电视。
3.1.3
视差 disparity/parallax
指被摄物体上的同一点在左右眼图像上对应像素的水平位置差。观看者感觉到被摄物体的影像在显示
屏幕后方的是正视差,在显示屏幕前方的是负视差,在显示屏幕上的是零视差。
1
GD/J 054—2014
3.1.4
光轴间距 inter axial distance;IAD
指左右眼摄像机镜头光学中心的连线长度,也称为摄像机的基线长度。
3.1.5
会聚角 convergence angle
指两路摄像单元模拟人的双眼拍摄时,镜头光轴形成的夹角。
3.1.6
视差角 disparity angle/parallax angle
指双眼看到的屏幕上的实像会聚角与屏幕前方的虚像会聚角之差。
3.1.7
会聚平面 convergence plane
指采用会聚法拍摄时,两摄像镜头的光轴交叉点所在的、与光轴夹角中线垂直的平面。在会聚平面上
的被摄物将正好显示在立体电视的屏幕平面上。
3.1.8
立体电视摄像机 stereoscopic television camera
指由两路摄像单元组成,模拟人的双眼拍摄对应左右眼图像的摄像装置。分为一体式立体摄像机和立
体支架摄像机。
一体式立体摄像机是指两个摄像单元以水平并列的方式安装在一个机身内的摄像机。
立体支架摄像机是指两台独立摄像机以特定方式安装在立体支架上构成的摄像系统。
3.1.9
立体支架 3D rig
支撑立体电视摄像机,并可调整各摄像单元相对位置的装置。
a)水平式
两台摄像机水平并排安装在立体支架上。
b)垂直式
两台摄像机以垂直方式安装在立体支架上,分别通过分光镜以透射和反射方式取景。
3.1.10
视野冲突 binocular rivalry
指拍摄、制作的立体电视图像出现了违背正常空间关系的画面,使观看者产生不舒适、不协调的感觉。
3.1.11
边框效应 frame violation
对双画面的立体电视系统,当画面左右边缘的某部分只能被一只眼睛看到而另一只眼睛看不到时引起
的不舒适感;以及因构图不当造成负视差物体的部分画面仿佛被屏幕边缘切掉所带来的不舒适感。
2
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3.1.12
帧兼容立体电视 frame compatible stereoscopic television
指将左右眼两帧图像通过空间压缩拼接成一帧,占用一个普通高清频道播出的立体电视。
3.1.13
左右拼接方式 side by side compression
一种形成帧兼容立体电视的拼接方式。指对同一时刻的左眼和右眼图像帧进行下采样,得到半水平分
辨率的左眼和右眼图像,其中左眼图像位于每行的前半部分,右眼图像位于每行的后半部分。
3.2 缩略语
下列缩略语适用于本技术文件。
EFP 电子现场制作(Electronic Field Production)
SbS 左右拼接(Side by Side)
4 节目录制技术要求
4.1 信号格式
4.1.1 视频格式
前期拍摄和后期制作应采用双路高清的视频格式,符合GY/T 155-2000和GY/T 157-2000的要求。
4.1.2 音频格式
应符合GY/T 156-2000和GY/T 158-2000的要求。
4.2 拍摄方式
可采用一体式立体摄像机拍摄或立体支架摄像机拍摄。其中,立体支架摄像机拍摄时应确保左右眼摄
像机保持同步锁定。具体拍摄方法参见附录A和附录B。
4.3 立体参数控制
4.3.1 会聚平面与光轴间距设置
应根据被摄主体在显示屏幕上的最佳空间位置、镜头切换等要求,设置会聚平面。
应根据设定的空间深度安全范围,设置镜头光轴间距。
会聚平面与光轴间距的参数计算、设置和调整参见附录A、附录B和附录C。
4.3.2 视差管理
考虑到长时间观看立体电视图像的安全性和舒适度,整个拍摄场景内物体的正、负视差都应控制在下
述范围内。
——负视差:应确保观众在3倍屏幕高度观看距离下,视差角小于1度,相当于高清电视画面水平方向
的2.9%,约57个像素,舒适范围应小于屏幕宽度的1%。
——正视差:应确保在屏幕上的左右眼像素间距(视差)小于50mm,舒适范围应小于屏幕宽度的2%。
视差管理应参考专业立体图像监测设备检测的数据,采用调整光轴间距和会聚角进行控制,在机械调
整无法完成视差管理时,应采用数字处理设备作进一步调整。
3
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4.3.3 误差控制
应通过光学、机械和数字调整,将左右摄像单元视频图像一致性调整在误差容限范围内。图像误差包
括几何误差、电气误差和光学误差。
——几何误差包括垂直误差、旋转误差和尺寸误差;
——电气误差包括左右眼图像的亮度误差、色调误差和黑电平误差;
——光学误差包括变焦误差、焦平面误差、镜头光轴误差以及杂散光和眩光的差异等。
误差控制容限范围见表1。
表1 立体电视图像误差控制容限范围
误差类型
垂直误差
几何误差控制
旋转误差
尺寸误差
亮度误差
电气误差
色调误差
黑电平误差
变焦误差
容限范围
7 像素以下
1 度以下
1%以下
20%以下
20 度以下
10%以下
焦平面误差
主观不察觉
光学误差
备注
左右眼图像中,相同物体的高度之差不超过 7 像素
以画面中心点为圆心,左右眼画面之间发生的旋转不超过 1 度
左右眼图像中,相同物体的尺寸之差不超过 1%
两眼图像亮度信号幅度之差不超过 20%
两眼图像色彩矢量之差不超过 20 度
两眼图像黑电平幅度之差不超过 10%
镜头光轴误差
杂散光和眩光
的差异
主观不明显
4.4 视野冲突管理
4.4.1 边框效应
应通过拍摄构图的调整,使被拍摄主体处于如图1所示的安全区域,避免边框效应。如果在拍摄时无法
避免某物体的边框效应,应尽量使处于画面边缘的物体迅速移入或移出画面。
图1 边框效应
4.4.2 遮挡关系
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在图文包装时,图文应放置在被摄物体的前方,应避免出现画面中物体空间位置和图文之间遮挡关系
的错误,见图2。
图2 遮挡关系
4.5 剪辑
剪辑素材应满足以下要求:
——进行左右眼素材同步,监看立体画面;
——采用硬切为主的画面过渡方式,如果镜头间空间深度变化较大也可以选择叠化方式进行转场;
——避免会聚平面相差较大的镜头之间的衔接,避免镜头间的快速转换。
4.6 制作监看
后期制作系统应模拟家庭观看条件来建立监看环境:
——使用不小于 40 英寸的立体电视显示设备;
——观看距离应为屏幕高度的 3 倍。
5 节目播出技术要求
5.1 信号格式
5.1.1 SbS 图像格式
SbS图像处理见图3。
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下采样
全分辨率左图像
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B
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全分辨率右图像
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半水平分辨率左图像
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下采样
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左右拼接 1
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半水平分辨率右图像
图3 SbS 图像格式
5.1.2 视频格式
左右拼接后的立体电视视频的图像格式为:1920×1080,隔行扫描,场频为50Hz,幅型比为16:9。视
频指标应符合GY/T 157-2000的要求。
5.1.3 音频格式
音频采用双路立体声或多声道环绕声,采样频率为48kHz,16比特量化。
音频指标应符合GY/T 165-2000第4章的要求。
5.2 图文字幕
应把台标透明度设置为50%到80%,以零视差或不超过0.3%的负视差方式叠加,避免干扰画面主体。
立体电视播出系统应避免随意叠加图文字幕。如需叠加,应放在不产生视野冲突的位置。
在立体电视节目与高清电视节目混播的情况下,二者切换前应叠加10秒的字幕提示,如“立体电视节
目即将开始,请注意转换观看模式”、“立体电视节目即将结束,请注意转换观看模式”。
5.3 播出监看
应满足对左右拼接图像信号和播出信号立体效果的监看。
应具备对播前节目信号和播出信号监看的功能。
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AA
附 录 A
(资料性附录)
立体电视节目的制播工艺
A.1 立体电视制播流程
立体电视的制播流程主要由前期采集录制、后期节目制作以及节目播出三个主要环节构成。
前期采集录制包括前期实景拍摄或通过计算机图像生成(也可以二者相结合),制作过程中需做好立
体电视质量和安全控制。拍摄或生成的两路未压缩的同步高清图像信号传输至录制设备进行记录并完成素
材归档。
后期节目制作主要是使用线性或非线性编辑系统对双路立体视频信号或左右拼接方式编码的信号进行
编辑、图像误差校正、立体效果调整、包装合成、技术质量审查等处理并输出。归档时应采用左右眼全高
清视频信号。
节目播出前应对立体节目进行质量检查,并对立体电视播出信号做立体效果监看、信号监测和播后节目
归档。
典型的立体电视制播流程见图A.1。
前期采集录制
后期节目制作
节目播出
图例
左眼信号
右眼信号
合成信号
图A.1 典型的立体电视制播流程
A.2 前期采集录制
A.2.1 单机位拍摄
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可由一台一体式立体摄像机或一套立体支架式摄像机系统完成拍摄和录制,典型拍摄流程见图A.2。
图A.2 典型单机位立体拍摄流程框图
A.2.1.1 立体设计理念
立体设计需要从两个方面考虑,首先是良好的立体圆度效果,然后是合适的空间深度与位置表现。
良好的立体圆度指被拍摄主体应该尽可能在立体影像中表现出接近于真实的厚度和形态,使得真实感
获得观众的信服。合适的空间深度指整个构图范围内的立体空间,需要遵循设定好的安全范围区间,并且
位于屏幕外的部分需要避免边框效应及与图文信息发生错误的遮挡关系。
通过合适的拍摄距离,以及正确的光轴间距和会聚控制,可以得到最佳效果。
通常最理想的立体拍摄距离位于距离被摄主体3米~5米范围,在这个范围通过接近人眼焦距的镜头拍
摄到的透视关系最接近人眼真实的空间透视感受。当立体拍摄设备的光轴间距位于30mm~45mm左右时,可
以获得最理想的立体圆度效果。
当拍摄距离受到客观因素限制,或者构图有特殊需要时,摄像机的焦距与拍摄距离发生变化,随之而
来的立体感和圆度都会有所不同。如果拍摄距离更为接近,透视关系加强,需要适当缩短光轴间距,以确
保空间位于立体安全范围内,避免观看不适感。如果拍摄距离变远,主体附近范围透视关系减弱,则可以
通过增大光轴间距加强空间深度和主体圆度,但是需要避免整体画面空间深度超过安全范围。
一体式立体摄像机的光轴间距通常固定,所以其最佳拍摄位置也会相对固定在一个范围区间,一般情
况下距离被摄体5米左右。如果距离过近可能造成拍摄出的空间深度过大,而过远可能出现空间深度弱化,
立体感不明显。
A.2.1.2 前期制作流程
A.2.1.2.1 机位架设
根据机位距离被摄主体的位置选择合适的拍摄支架类型,一般距离被摄主体位置较近时(20米以内),
采用垂直型立体拍摄支架或者一体式立体摄像机;距离被摄主体位置较远时(20米以外),更多选择水平
式拍摄支架。
垂直型拍摄支架分为上垂直和下垂直两种形态。上垂直指一台摄像机垂直安装在水平位置摄像机上方,
而分光玻璃表面朝上安装;下垂直表示一台摄像机垂直安装在水平位置摄像机下方,分光玻璃表面朝下安
装。当采用上垂直安装方式时,需要避免现场灯光或反光直接照射在分光玻璃上,可能引起单眼画面眩光;
而下垂直安装需要避免垂直方向的摄像机镜头进入杂散光,造成单眼画面眩光。
拍摄立体电视使用的镜头,最好选择能够实现双镜头同步变焦、聚焦和光圈控制的专用立体镜头;如
果使用普通镜头,则需要加装专用立体伺服模块组件实现同步控制;或者可以通过将两支镜头分别设定为
完全相同的参数,再进行拍摄。
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立体镜头的焦距选择,一般情况下建议使用标准焦段范围的变焦镜头。对于一般电视高清镜头,广角
端最好不要小于7.5mm,否则在俯仰拍摄中,大广角可能造成四角透视变形,此种情况无法通过立体校正进
行调节,除非采用平行法进行拍摄(详情参见附录B)。长焦镜头由于最近拍摄距离较远,一般在远距离使
用较多,此时不能获得良好的立体圆度,容易拍摄出纸板效果;长焦景深较浅,安装在垂直立体支架上容
易出现双眼焦点不一致及垂直端摄像机画面模糊的情况(由于分光玻璃的厚度所致);长焦镜头的画面放
大量很大,容易出现前景和背景物体的视差过大,超出立体安全范围,而长焦镜头通常镜身体积较大,又
不易于缩短光轴间距;如果使用箱式高清镜头,由于镜片重量较大,镜头的伺服控制很难实现变焦过程中
的双眼完全同步,变焦过程的焦距误差会造成观看不适感。
机位架设需要选择稳定牢固的位置,特别是要避免安放在容易产生震动的地方,有可能在拍摄中出现
双眼镜头不同频率和幅度的震动,造成误差和观看不适。
A.2.1.2.2 光学与机械调整
光学误差一般来自两个方面,一方面是镜头的光轴偏移,即变焦过程中镜头光轴不能始终保持在画面
正中心,另一个方面是两支镜头变焦、聚焦和光圈不一致。
镜头变焦过程中的光轴偏移只能通过立体处理器进行实时跟踪校正,在拍摄前需要预先做好镜头光轴
偏移文件并保存;变焦、聚焦和光圈不一致可以预先进行参数微调。
机械误差主要来源于两台摄像机在安装时产生的位置偏移,一般分成高低误差、俯仰误差和旋转误差。
可以通过调整步骤,在镜头光轴调整之后,对机械误差进行逐步校正。
最终需要保证,在拍摄过程中,摄像师推拉变焦不能出现除了水平视差之外的其他画面偏移。
一体式立体摄像机在使用过程中,随着摄像机的使用时间增加及意外磕碰,也可能出现小范围的偏移
量,在摄像机的镜头维护菜单中,可以针对一支镜头的垂直光轴误差、镜头焦点、焦距和光圈进行微调,
以更好的匹配另一支镜头。
A.2.1.2.3 构图
立体拍摄构图应根据实际拍摄环境和内容进行设计,选择合理的焦距和光轴间距,更好地展现空间深
度和圆度。
A.2.1.2.4 会聚面调整
会聚平面的调整决定画面中物体的出入屏空间位置关系。需要注意立体感的好坏只与立体圆度有关,
与出入屏效果关系并不明显。理论上,人眼的焦点与会聚点始终保持一致,在实际拍摄中也可以基于此原
则,将会聚点始终放置在被拍摄主体上(焦点)。如果画面中位于出屏位置的物体,与屏幕的边框发生边
框效应,或者与图文信息出现遮挡关系的错误,则需要考虑将会聚平面前移,此时焦点与会聚平面可能不
在同一物体上,这样可能造成观众观看的不适(见图A.3)。如果将景深范围扩大,可以弥补焦点偏移带来
的影响,保证观看舒适。
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图A.3 焦点平面与会聚平面的关系
A.2.1.2.5 误差数字调整
当拍摄过程中画面出现误差,如垂直误差、旋转误差、尺寸误差等,无法通过立体支架进行及时调节,
可以通过立体处理器对于以上误差进行数字校正。在调整参数时,左右眼画面会自动放大进行移动和补偿
四周缺失的部分。需要注意数字调整对于画面会产生损失,尽可能减少不必要的数字调整。
A.2.1.3 记录
记录可采用本机记录或外部记录方式,本机记录通常采用左右眼画面分别记录在两个独立的存储介质
中(个别一体式立体摄像机是将双眼画面记录为一个文件,可通过后期软件分开);外部记录可以将双眼
素材分别记录在两台同步锁定的高清录像机中,或者有支持记录高码率立体信号格式的录像机,可以直接
将双眼信号以双路全高清输入或者单路3G SDI输入的方式,直接录制在一盘磁带中。
A.2.2 多机位拍摄
可由多个立体支架或一体式立体摄像机组成立体电视演播室或立体电视EFP系统,通过立体电视切换台
完成信号切换和节目制作,并保存在记录载体上。多机位拍摄典型流程见图A.4。
图A.4 多机位拍摄流程典型框图
A.2.2.1 机位架设
根据不同场地条件,尽可能选择近景机位靠近被拍摄主体,获得最理想的立体圆度;全景或远距离机
位,尽可能选择较低视角,获得更好的纵向空间深度,尽量避免从最高点俯拍。
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A.2.2.2 立体效果调整
在确保每个机位画面的立体空间深度都符合安全范围的基础上,需要注意:
a) 在机位镜头切换过程中,尽量避免会聚平面的大幅度跳跃,一般会聚面可控制在主体上或者主体
周围;
b) 景别、焦段不同的机位,要尽量保证空间深度范围在接近的范围,避免镜头切换中视线跳跃;
c) 避免出现过于突出的出屏或入屏效果,以防镜头切换过程中出现被摄主体在屏幕前后大幅度跳跃
引发的不适感(见图A.5)。
图A.5 画面切换的空间跳跃
A.2.3 灯光设计
基本原则是,突出主体、增强前后景的位置感、降低边框效应带来的不良影响。
——兼顾前后景的布光,适当增加拍摄主题的亮度,突出主体;
——前景暖色调与背景冷色调的用光方式,可以提升空间深度,符合人眼的视觉喜好;
——采用垂直支架拍摄时,应增加整体照度,保证拍摄的景深范围;
——通过调整布光,避免光源直射反射镜、被摄物体产生强反射光和眩光;
——为减弱边框效应带来的不适感,可适当降低边缘物体和前后景的亮度,减少人眼对其的关注度。
A.2.4 舞美置景
尽可能选择真实的景物作为前后景,避免使用平面元素,如整片的LED大屏或背板等。制景的材质标准
与高清画面舞美置景要求一致。
位于前景的物体尽量不要选择较大体积和面积的物体,避免位于出屏位置时与屏幕上下左右边界产生
边框效应,影响构图美感。
当背景必须存在平面时,尽可能避免单一色调或没有纹理的背景,此种背景由于没有边缘轮廓不能产
生视差,容易导致观看者产生前后位置颠倒的错觉。
避免置景中有明显的反光体,可能引起镜头眩光,也可能产生高光点影响观看效果。
A.3 后期节目制作
基本流程主要包括立体电视素材采集、剪辑、立体效果调整(包括误差校正)、特效包装、图文制作、
音频制作、成片输出等环节。应在全流程中每个环节考虑立体电视制作安全和舒适性。立体电视后期制作
流程见图A.6。
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图A.6 立体电视后期制作流程
将不同来源的素材混合在一起时,需要考虑空间深度的衔接,影像的影调是否接近,尽量保证绝大多
数镜头为真实立体拍摄或制作,较少采用2D转3D镜头。如果出现计算机图形制作内容与拍摄镜头合成,需
要关注各个物体的圆度和空间位置是否合理。图文制作需要确保每个镜头的空间深度舒适,不要出现图文
信息与画面中物体距离过大的情况,原则上图文与屏幕中最外侧物体的距离尽可能控制在较小的范围。
A.3.1 素材采集
两路左右眼高清信号同步进行采集,采集包括磁带采集和文件导入两种方式。
a) 磁带采集
——使用一台多通道录像机同步输出双路信号,后期制作设备对双路信号进行同步采集;
——使用两台录像机对已经同步的左右眼信号通过遥控方式进行素材的同步输出,后期制作设备对双
路信号进行采集,通过时间码进行对位。
b) 文件导入
前期记录介质可分为光盘、存储卡、硬盘,采用文件化方式导入后期制作系统。
后期节目制作时,立体电视素材文件的导入以左右眼双路全高清信号方式为主。
A.3.2 立体剪辑
首先应进行左右眼素材同步,监看立体画面。其次,应采用硬切为主的画面过渡方式,如果镜头间空
间深度变化较大也可以选择叠化方式进行转场。同时,应避免会聚平面相差较大的镜头之间的衔接,避免
镜头间的快速转换。
A.3.3 立体效果调整
应通过对左右眼双路画面调整,使得立体效果达到最佳。常用的调整手段可包括:
——会聚平面调整;
——几何误差校正;
——左右眼画面的色彩、亮度差异调整;
——立体影像瑕疵的修饰。
A.3.4 图文制作
在立体节目图像上叠加字幕、图标,必须注意遮挡关系,避免视野冲突。根据影像实际空间深度范围,
可采用零视差或负视差方式叠加图文,空间位置应在立体电视图像中物体的前面,可根据被摄物的空间位
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置进行调整,原则上不要与最外侧物体距离过大。长时间叠加在画面上的图标,可处理成半透明,降低突
兀感。
A.3.5 特效包装
简单特效包装可通过非编软件实现。复杂特效包装制作需要设计三维虚拟场景,正确调整虚拟场景和
实景之间合成后的空间关系。
A.3.6 音频制作
应符合GY/T 156-2000和GY/T 158-2000的要求。
A.3.7 成片输出
立体电视节目完成后期制作后,应在成片输出之前进行技术审查,确认立体节目的播放是否正常,避
免在片段编辑和成片输出时出现左右眼图像颠倒等错误。
可采用基于磁带、光盘、存储卡、硬盘介质的视音频信号或文件方式进行输出和交互,可采用双路全
高清信号或SbS方式输出。
A.4 节目播出
A.4.1 立体电视播出系统构成
采用高清帧兼容左右拼接方式进行播出,播出系统应具有立体电视节目播放、SbS编码、立体电视台标
与字幕叠加和立体电视监测功能。播出系统应建立应急播出机制。播出系统的流程图见图A.7。
介质
介质播放器
文件化上载
SbS编码
文件
转码
SbS编码
备播
缓存
播出服务器
监看点
信
号
源
切
换
画面监看
传
输
信号监控
HD-SDI
磁带
文件
SbS
图A.7 基于 SbS 的立体电视典型播出流程
A.4.2 播出流程
A.4.2.1 播前准备
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校验审核
节目带上载
迁移
备播缓存
播出服务器
播出
图A.8 文件准备流程
节目备播可采用介质备播和文件备播两种方式。介质备播采用播放设备进行播出。文件备播将存储在
磁带、光盘、存储卡和硬盘介质的节目文件上载到播出服务器进行播出,见图A.8。
具体步骤如下:
——转换成播出系统所规定的文件格式并上载到备播缓存;
——迁移节目文件到播出服务器;
——对迁移到播出服务器的节目文件进行校验和审核。
在节目播出前进行技审,并满足以下技术要求:
——检查节目是否可正常播放,并具有正确的立体效果;
——检查节目内容是否存在异常的黑场、闪烁、静帧和静音等情况。
A.5 安全控制
A.5.1 视差控制
对立体电视节目的视差调整应符合以下要求:
a) 视差调整应通过光学机械调整来合理地控制,使整个拍摄场景内的物体正、负视差都在舒适区间。
具体参数见4.3.2;
b) 根据剧情需要,允许少数短时间的镜头超过舒适区间,以展现立体电视的视觉冲击力。
A.5.2 误差控制
允许小范围的误差,具体参数见表1。相对而言,焦点误差和旋转误差对于观看舒适度的影响最大,需
要严格控制。
在后期环节,应尽可能发现各种误差,并通过数字调整将影响减少到最低。
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BB
附 录 B
(资料性附录)
立体电视拍摄的会聚法和平行法
B.1 会聚法
会聚法也称为交叉法,拍摄时左右眼摄像机的镜头光轴向内侧倾斜并相交,由于两台摄像机的位置以
及拍摄角度差异,左右眼摄像机拍摄到的图像也存在差异。在立体电视屏幕上同时显示这两个图像时左右
眼摄像机光轴交叉点前方的被摄物呈现负视差,观看者的感受是被摄物影像跳出到了屏幕前面;交叉点后
方的被摄物呈现正视差,观看者感觉被摄物的影像远离到了屏幕后面;在光轴交叉点上的被摄物呈现零视
差,左右眼图像完全重合,观看者感觉图像就在屏幕表面。会聚法拍摄时把垂直于光轴交叉点的平面称为
会聚平面、零(视差)平面或假想屏幕,因为在会聚平面上的被摄物正好显示在电视屏幕上。
会聚法拍摄的立体效果取决于两大要素:一是间距,即左右眼摄像机镜头光轴间的距离,二是会聚角,
即左右眼镜头光轴的夹角。会聚法原理见图B.1。
图B.1 会聚法原理示意图
采用会聚法拍摄时如果保持光轴的会聚角不变而增大间距则立体感增强,会聚平面位置向后移动,观
看者感觉原来在屏幕表面的圆柱前移到了屏幕前面,光轴间距越大立体感越强。反之,如果保持光轴的会
聚角不变而减小间距则立体感减弱,汇聚平面向前移动,观看者感觉显示的所有物体都向屏幕后方移动,
见图B.2。
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图B.2 会聚角不变,增大间距
如果拍摄时保持摄像机的间距不变而增大会聚角,那么会聚平面就会向前移动到前面的立方体上,在
图B.1中位于屏幕表面的圆柱就向后移动到了屏幕后面,见图B.3。反之,减小会聚角时会聚平面后移,所
有被摄物体都会前移。极端的情况是会聚角无限减小至零光轴不相交,这样就由会聚法变成平行法了。
由此可见,采用会聚法拍摄时调整光轴间距会改变立体感,如果调整间距时会聚角没有变化则会聚平
面(假想屏幕)的位置也会发生变化,而调整会聚角则只改变会聚平面的位置,立体感没有变化。因为会
聚平面位置变化时观看者与显示屏的距离没有变化,所以会聚平面前移时观看者的感受是所有图像后移,
而会聚平面后移时的感受则是所有图像前移。
图B.3 间距不变,增大会聚角
会聚法拍摄时最重要的工作之一就是确定会聚平面(假想屏幕)的位置,其对应关系就是观看立体图
像时显示屏幕的平面。会聚法拍摄时首先根据摄像机与拍摄对象的距离、镜头焦距计算并设置间距,然后
调整会聚角确定会聚平面。由于改变间距会使会聚平面的位置发生变化,因此每次改变间距后都需要重新
调整会聚角选择会聚平面。
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B.2 平行法
平行法拍摄时左右眼摄像机镜头的光轴平行不相交,所有被摄物在屏幕上都呈现负视差,距离摄像机
越近视差越大。以会聚法来看光轴平行相当于会聚平面(假想屏幕)处于无限远的位置,因此平行法拍摄
的结果是所有景物的影像都在屏幕前面,只是跳出屏幕的距离远近不一。平行法拍摄的立体感取决于摄像
机的间距,间距越大负视差越大,观看者感觉被摄物跳出屏幕越远,立体感越强。如果光轴间距减小到零,
则左右眼图像完全重合,立体感消失。平行法原理见图B.4。
图B.4 平行法原理示意图
B.3 两种方法比较
会聚法与平行法立体拍摄各有优缺点。会聚法的优点是拍摄的会聚平面与显示的屏幕对应关系清晰明
确,在会聚平面前、后方的被摄物分别显示在屏幕的前、后方,可以同时得到正、负视差的图像。
会聚法的缺点是设置调整比较复杂,调整间距改变立体感时也会改变会聚平面的位置,因此调整间距
后为保持原来的会聚平面必须重新调整会聚角。此外,由于左右眼摄像机的光轴向内侧倾斜,当会聚角过
大时会出现比较明显的梯形失真(Keystone,也称为梯形误差)。
平行法的优点是设置调整比较简单,调整光轴间距只改变立体感,由于光轴平行不会产生会聚法特有
的梯形失真。
平行法的缺点是拍摄时只能产生负视差,所有被摄物都显示在屏幕的前方,需要正视差也就是图像显
示在屏幕后方的效果时,必须采用平移左眼或右眼摄像机输出图像的方法来改变物体的空间位置。
立体电视拍摄主要采用会聚法,平行法主要用于电脑动画制作。因为动画制作时虚拟摄像机拍摄的画
面范围没有限制,平移左右眼图像时不会损失分辨率。
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C 平行法的缺点是拍摄时只能产生负视差,所有被摄物都显示在屏幕的前方,需要正视差也就是图像显
示在屏幕后方的效果时,必须采用平移左眼或右眼摄像机输出图像的方法来改变物体的空间位置。
C
附 录 C
(资料性附录)
立体电视拍摄光轴间距计算公式
会聚法拍摄时,摄像机光轴的间距可用三角函数和比例按下述公式计算,见式(C.1)。
-
................................................................................... (C.1)
式中:
A——摄像机光轴间距,单位为毫米(mm);
S——假想屏幕W'与实际屏幕W的宽度比,其计算公式见式(C.2);
dN——最大跳出时屏幕上的视差,其计算公式见式(C.5);
N——从摄像机到最近拍摄物体的距离;
Z——从摄像机到假想屏幕(会聚平面)的距离,其计算公式见式(C.6)。
....................................................................................... (C.2)
式中:
W——立体电视显示屏的实际宽度,单位为毫米(mm);
W——假想屏幕宽度,单位为毫米(mm)。
因为假想屏幕就是会聚平面,假想屏幕宽度就是在会聚平面上摄像机拍摄场景的宽度,W 的计算公式
见式(C.3)。
................................................................................... (C.3)
式中:
——摄像机镜头的视角,单位为度。
用镜头焦距计算视角的公式见式(C.4)。
.................................................................................. (C.4)
式中:
f——镜头的35mm等效焦距,也就是相当于35mm照相机镜头的换算焦距。
-
...................................................................................... (C.5)
式中:
N——图像跳出屏幕的最大容许值,单位为毫米(mm);
E——瞳孔间距,单位为毫米(mm);
Z——观看距离,单位为毫米(mm)。
.................................................................................... (C.6)
式中:
F——从摄像机到最远拍摄物体的距离,单位为毫米(mm);
R——跳出/远离的视差比,其计算公式见式(C.7)。
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....................................................................................... (C.7)
式中:
dF——最大远离时屏幕上的视差,单位为毫米(mm),其计算公式见式(C.8)。
...................................................................................... (C.8)
式中:
F——图像远离屏幕的最大容许值,单位为毫米(mm)。
公式(C.5)中图像从屏幕上最大跳出量的容许值N和公式(C.8)中图像远离屏幕的最大容许值F也可
以用视差角求出,其计算公式分别见式(C.9)和(C.10)。
...................................................................................... (C.9)
.................................................................................... (C.10)
-
dN用视差角计算的公式见式(C.11)。
-
........................................................................... (C.11)
式中:
N——跳出点的会聚角,单位为度,其计算公式见式(C.12)。
.................................................................................. (C.12)
式中:
D——视差角(即相对视差,单位为分);
S——屏幕上的会聚角,其计算公式见式(C.13)。
............................................................................... (C.13)
依据上述公式,用显示屏实际宽度W、观看距离Z、瞳孔间距E、视差角 D、镜头焦距f、摄像机到最近
拍摄物体的距离N、摄像机到最远拍摄物体的距离F 这7个参数就可以计算出摄像机光轴间距。
实际拍摄时,在7个参数中显示屏实际宽度W、观看距离Z、瞳孔间距E和视差角 D一般都是相对确定的,
计算时只需要镜头焦距f、摄像机到最近拍摄物体的距离N 和摄像机到最远拍摄物体的距离F 这3个参数就
可以计算出间距A。
例如,假设观看的立体电视机屏幕为52英吋,显示屏实际宽度W = 1,150mm,观看距离Z = 2,000mm(3
倍屏幕高度),瞳孔间距E = 60mm(成年人),要求舒适观看的视差角 D = 50分(小于1度)。
拍摄时,如果摄像机镜头35mm等效焦距f = 50mm,从摄像机到最近拍摄物体的距离N = 1,000mm,从摄
像机到最远拍摄物体的距离F = 8,000mm,根据公式计算,摄像机光轴间距A = 40mm。也就是说,在上述条
件下间距A设置为40mm时视差角 D就可以控制在50分(小于1度)以内。
立体电视拍摄光轴间距计算的各项参数见图C.1。
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图C.1 立体电视拍摄光轴间距计算参数示意图
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参
考 文 献
[1] GY/T 134-1998 数字电视图像质量主观评价方法
[2] GY/T 155-2000 高清晰度电视节目制作及交换用视频参数值
[3] ITU-R BT.1438 Subjective Assessment of Stereoscopic Television Pictures
[4] ITU-R BT.2023 Performance requirements for the production, international exchange and
broadcasting of 3DTV programmes
[5] ITU-R BT.2024-0-201208 HDTV digital image systems for the production and international
exchange of 3DTV programmes for broadcasting
[6] ITU-R BT.2027 Serial digital interface for production and international exchange of HDTV
3DTV programmes
[7] Digital Video Broadcasting (DVB); Frame Compatible Plano-stereoscopic 3DTV
_________________________________
21
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