Томские изобретения
Томские изобретения в ХХI веке

Томские изобретения в ХХI веке

Жидкое стекло, фантастический дельтакат, 3D-очки, нанобинт и суперкастрюля - все это не футуристические концепты, а вполне реальные проекты, которые придумали томские изобретатели. Вероятно, к концу ХХI века список этих изобретений многократно умножится - ведь хорошие традиции стоит развивать!

Формат 2D+Z

Один из эффективных способов решения проблемы большого объема данных состоит в использовании так называемого формата 2D+Z.

Любому обычному (2D) изображению можно сопоставить информацию об удаленности каждого пиксела от наблюдателя (Z-координату). Такое представление изображения называют "формат 2D+Z", а плоскость координат Z - "картой глубины". Карту глубины можно представить в виде монохромного изображения. В карте глубины градациями серого обозначается удалённость точек изображения от наблюдателя.

Формат 2D+Z является продолжением концепции представления информации об изображении по компонентам. Как известно, и в аналоговом, и в цифровом телевидении изображение формируется из яркости и двух цветовых составляющих. Добавление еще одного компонента, характеризующего "объемность" изображения, является вполне логичным развитием и хорошо согласуется с принципами совместимости.

Использование формата 2D+Z позволяет осуществить передачу стереоскопического видео с увеличением потока данных всего на 15-20%. Таким образом, удовлетворяется требование приемлемого объема данных.

Реконструкция M3D изображения

Однако 2D+Z - это не моногракурсная серия и даже не стереопара. Для того чтобы показать объемное изображение, необходимо выполнить расчет серии кадров. Восстановление стереоскопического изображения происходит путем интерполяции исходного изображения с учетом карты глубины. Используя карту глубины, создается серия видеоканалов, показывающая один и тот же кадр как бы с разных точек зрения - моделируется M3D видео и затем демонстрируется с использованием растрового дисплея.

Надо отметить, что достоинством 2D+Z видео является возможность преобразования и в S3D, т.е. использование карты глубины позволяет создать универсальное решение.

Генерация "карты глубины"

Как было отмечено выше, формат 2D+Z представляется наиболее приемлемым вариантом с точки зрения размера передаваемых данных и универсальности - применимости для реконструкции стерео изображения для различных типов 3D телевизоров. Однако задача построения карты глубины (Z) требует применения сложных алгоритмов и требует больших вычислительных ресурсов. Разработанное компанией Triaxes Vision программное обеспечение для сервера видеокомпрессии позволяет выполнить такой расчет в режиме реального времени.

Техническая реализация 3D трансляции

На первой площадке была установлена стереокамера с использованием полупрозрачного зеркала и была построена модель телестудии.

Вторая съемочная площадка была оснащена стереокамерой с горизонтальным креплением камер и демонстрировала возможности репортажной съемки. Видеопоток с камер менее чем за две секунды успевал пройти обработку на сервере и трансляцию по сети IP. Таким образом, посетители стенда видели себя на автостереоскопических дисплеях в 3D без использования очков. Вероятно, впервые в мире была продемонстрирована возможность генерации и трансляции M3D (2D+Z) видео в реальном времени.

Техническая реализация M3D трансляции:

     1. Со стероскопической камеры видео поступает по двум HD SDI портам в сервер видеокодирования.

    Для захвата видео используются платы Elecard HD Access 2, специально модифицированные для обеспечения синхронности приема двух каналов стереоскопического видео.
     2. Программное обеспечение Triaxes Vision выполняет синхронизацию двух каналов видео. Далее для каждого кадра видео рассчитывается "карта глубины" и формируется 2D+Z поток. Для расчета карты глубины используются алгоритм анализа различий между двумя каналами видео.
    3. 2D+Z видео компрессируется кодеком Elecard и упаковывается в стандартный MPEG transport stream (TS). Полученный TS далее транслируется по локальной IP сети на стенде. Сервер имеет также DVB-ASI выход. Генерируемый TS может быть транслирован по DVB-T.
    4. В качестве приемных устройств использованы телевизионные приставки (STB) Triaxes 3D Player (построены на базе серийно выпускаемых Elecard STB) со специальным программным обеспечением. STB способна принимать DVB-T и Internet трансляции, воспроизводить видео с накопителей, подключаемых по USB. На стенде транспортный поток транслировался по локальной сети, ТВ приставки принимали, декомпрессировали 3D видео и выводили на автостереоскопические дисплеи.

 

По материалам: ТелеФотоТехника