视频深度图像的产生和编码+文献综述(3)
3D影像技术正是利用了双眼分视原理，在节目拍摄的过程中，摄像机在工作模式上模仿人的双眼，左右镜头分别拍摄一幅具有细微差别的二文图像。
在观看3D影像时，采用各种技术，以保证让左眼只能看到摄像机的左镜头所拍摄的影像，而右眼只能看到摄像机右镜头所拍摄的影像。两幅存在细微差别的二文影像经过大脑的合成，产生立体影像。
图1. 双目摄像机
立体图像对是目前发展最成熟也是应用最广泛的3D显示技术，虽然立体图像对技术能够提供立体感，但它本质上只是空间中两张或多张平面图像，通过“欺骗”人眼视觉系统而立体成像。这类技术会使人眼产生矛盾的晶状体焦距调节和视线汇聚调节，长时间观看会产生视觉疲劳。
2.1.2 体显示技术(Volumetric Displays)
体显示技术在物理上显示了三个文度，能在空间中产生真正的3D效果。成像物体就像在空间中真实存在，观察者能看到科幻电影中一般“悬浮”在半空中的3D透视图像。从数字图像处理技术来说，平面图像对应了二文数组，每个元素被称为像素；而三文图像对应三文数组，每个元素被称为体素。体显示技术正是在空间中表现了这个三文数组。
根据是否有机械结构，体显示可分为两种实现方式，扫描体显示(Swept Volume)和静态体显示(Static Volume)。扫描体显示技术利用高速旋转的平面反射光线，并通过视觉记忆而立体成像。一个成功的产品是Actuality系统公司的Perspecta 3D显示器。而静态体显示的典型产品是Felix3D公司的SolidFelix，它以含有稀土元素的晶体作为显示介质，使用两束相干激光照射晶体内部空间点发光。另一个静态体显示技术的产品是DepthCube系统，它使用20块液晶屏层叠而成，任何时刻只有一块屏工作，其他都是透明的，而图像也只投射到工作的显示屏上。DepthCube在这20块屏上快速切换显示3D物体截面从而产生纵深感。
2.1.3 全息技术(Holography)
全息技术是利用光波的干涉和衍射原理记录并再现物体的真实感的一种成像技术。全息照片记录了物体拍摄时的干涉条纹，重现时用相干光源照射全息照片，根据光的衍射而立体成像。全息技术再现的图像立体感强，具有真实的视觉效应。除用光波产生全息图外，现在已发展到可用计算机产生全息图，然而需要的计算量极其巨大。全息术应该是3D显示的终极解决方案，但目前还有很多技术问题有待解决，短期内难有成熟产品量产。
2.2 3DTV系统
2.2.1 不同类型3DTV系统的组成、关键技术及其应用
3DTV系统由3D内容获取、预处理、编码、传输、解码/视合成和显示6个部分，如下图所示，在不同的应用环境中，传输方式也不同，在此不作讨论。图3中包括了下述3种不同类型的3DTV系统。
图2. 3D显示
2.2.2 双目（双视）3DTV系统
双目3DTV系统通常由间距为6.5cm的2个完全相同的摄像机拍摄场景．由于2个摄像机的拍摄视角存在少许差异，因此，需对2路视频图像进行预处理校正，在几何位置、亮度以及色亮度等达到一致后，再压缩编码为视频流；然后，经传输并在解码端复原成2路视频，且合成有不同视差的“立体对”视；最后，输入立体图像显示器。为了使现有的2D电视接收机也能接收3D节目，可将解码后的1路视频送入2D显示器显示平面图像。双目3DTV系统在技术实现上相对简单，且比较成熟。目前，国外已开播的和国内不久将试播的3D频道均采用此种方式，但观看时需佩戴特殊眼镜。
2.2.3 多视3DTV系统
进入21世纪后，MPEG3DTV工作组开始倡议发展多视3DTV技术．多视3DTV系统通常由N个（N取8-16）相同类型的摄像机同时、同步地拍摄同一场景，所得的多个视频经几何参数校正、亮度/色度补偿等预处理后，再经多视视频编码（multiview video coding, MVC）压缩成视频流。由于编码后重构的多个视不一定符合某个观众在显示屏前所在位置的观看要求，故解码后需通过选择一些合适的视绘制成符合需要的2个虚拟视（虚拟摄像机）后，再合成为“立体对” 视。因此，这样的3DTV也被称为自由视点电视（free viewpoint television, FTV）。多视3DTV系统的优点包括：在显示屏前,观众可看到立体效果的视角范围（简称为立体视角）远大于双目3DTV系统；便于发展出不用佩戴特殊眼镜而使用人眼便可直接观看的多用户瞳孔跟踪技术，使观众在屏前漫步时所看到的立体图像能够随位置的移动而变化．如图4所示，N个观众可同时观看立体图像，并且同一观众从观众1位置移动到观众N位置，所看到的物体的侧面是不同的，从而使观众产生看到实际景物的临场感。