Multimediatechnik / Video

Transkript

1 Multimediatechnik / Video Räumliches Sehen Stereoskopie / 3D Video 3D-Video Kombination vieler Video- und CG-Technologien Hochauflösend (HD), Multiview,, 3D, Codierung, Prinzip immer: Aufnahmen mit mind. 2 Kameras

2 3D-Video = Stereoskopie 3D-Video = Video aus mehreren Ansichten (Multiview), normalerweise 2 Kameras Nicht verwechseln mit Computergrafik-(CG) (CG)-3D! Räumliches Sehen Quelle: [EGBECK]

3 Räumliches Sehen (Stereoskopie) Interpolation eines Bildes aus 2 Ansichten Parallaxe, Konvergenz, Disparität Parallaxe/Konvergenzwinkel α Akkomodation (Scharfstellen) Disparität Unterschiedlicher Projektionsort [Wimmer]/[Kornfeld]

4 Raumeindruck, Parallaxe, Disparität Stereo-Parallaxe und Disparität Reproduktion durch 2 Kamera-Ansichten Dual View Kameras parallel oder konvergent (je nach Anwendung) Stereoskopie: Grenzen Einzelbilder auf dem Horopterkreis Doppelbilder davor / dahinter

5 Multi-View Stereoskopie Stereo-Parallaxe und Bewegungsparallaxe Reproduktion durch möglichst m viele Einzelansichten Multi-View Sehr aufwändig, Forschungsthema 3D-Video Video-VerarbeitungVerarbeitung Wie werden mehrere Ansichten aufgezeichnet? Mind. 2 Kamera, mehr Kameras oder Interpolation Multiview: : Mehrere Ansichten für f r besseren Raumeindruck Forschungsgebiet: Virtuelle Ansichten errechnen

6 Auto-Stereoskopische Displays 3D-Bilder ohne Brille Prinzip: Spaltenweise / optische Trennung ( ( Interlaced ) Linsenraster-Schirm Parallaxen-Barriere Zukunft: Mehrkanal-Video + Holographie? [Wimmer] 3D-Formate Praxis: Dual View (2 Ansichten) Einfach: 2 Bilder Side-by-side nebeneinander Vorteil: passt in jedes Videoformat Nachteil: halbierte Auflösung HDMI 1.4: Erweiterung: Top/Bottom, Left-Right Bluray: Frame Sequential Frames abwechselnd, wie Shutterprinzip

7 3D-Wiedergabe Wie bekomme ich je Auge ein Bild? Ohne Brille: Auto-Stereoskopisches Display (noch nicht ausgereift) Mit Brille: Optische Trennung durch Anaglyphen (rot/grün) Polarisation: beide Augen gleichzeitig Shutter-Prinzip Prinzip: : beide Augen abwechselnd Stereoscopic Playback Original: Side-by by-side Playout: Polarisation, Shutter, Anaglyph Player

8 3D-Stereo Stereo-Video-Brillen Ziel: verschiedene Ansichten je Auge Passiv: anaglyph (rot/grün, rot/cyan oder gelb/blau-colorcode ColorCode) Polarisation horizontal/vertikal oder rotierend Display mit Zeilen-Pol Pol-Filter oder 2 Projektoren Aktiv: Shutterbrille (Anschl. an Grafikkarte) => nvidia 3D Vision 2-Farben und 3-Farben3 Anaglyphen-Sehen Einfache Farbfilter Geräteunabh teunabhängig ngig einsetzbar Komplementärkontraste Grün durch Rotfilter wird schwarz 3-Farben: Rot/Cyan Erzeugung Anaglyphen: Echte Anaglyphen aus s/w Farb-Anaglyphen aus Farbkanal Problem Retinale Rivalität (Passende Farbbilder für r beide Augen)

9 Anaglyphen Grau, Farbig, Probleme: Farbreproduktion Polarisation- und Shutterprinzip Displays mit Brille: Polarisation, Shutterbrille Standards: Blueray,, Dezember 2009 Speicherung: 2 separate Videos 1 Video mit 2 Ansichten nebeneinander Verschachtelt Interlaced polarisiert Verschachtelt Frame-weise (Blu-ray)

10 Polarisation / Wellenausbreitung feste Richtung der Auslenkung quer zur Wellenausbreitung unpolarisiert = alle Richtungen (zufällig/gestreut) Erzeugung und Trennung durch spezielle optische Filter linear / vertikal zirkular / links linear / horizontal Polarisationsleinwand im Kino 2 Projektoren + Polfilter Silberleinwand (Alu) Polfilter- Brille Nachteile: Leinwand Geringe Lichtstärke

11 3D-Brillen / weitere Weitere Passive Brillen für f r beliebige Leinwände: nde: ColorCode 3D: Patentiert, gelb/blau anaglyph Infinitec / Dolby 3D: Wellenlängen-Multiplex Stereo-Bilder Anaglyphen Nachteil: Farbverlust Interlaced (Zeilenweise verschachtelt) Nachteil: Auflösung halbiert, Polfilter notwendig

12 Noch mehr Ausgabegeräte Dual-Pane Displays (Polarisation) HeadMountedDisplay (HMD) Zeiss Cinemizer + ipod Parallelblick, Kreuzblick Seltene Techniken zur Ansicht von Stereoskopischen Bildern, mühsam m zu lernen

13 Immer 2 Ansichten 2 Kameras oder 1 Kamera auf Schlitten Verarbeitung: 3D-Filmproduktion Software: / Stereoscopic Player / Multiplexer / Live Video Encoder Avatar Motion Capture: : Echte Schauspieler 3D-Video: 2 echte Kameras

14 Coraline - Filmproduktion Komplett Puppen-Animiert Einzelbilder mit Fotokamera 1 Kamera auf Schlitten 3D Live Video Encoding / Streaming

15 Anhang Elektromagnetische Wellen Sichtbares Licht Wellenlänge/Frequenz nge/frequenz λ = c/f, c=300t km/s Auslenkung (Amplitude/Energie)

16 Wellen-Ausbreitung Wellenlänge nge λ,, Frequenz f, Ausbreitungsgeschw.. c c = λ f => λ = c/f, f= c/ λ c Luft = 300T m/s Einheiten: [λ]] = m, [f] = Hz (1/s, Schwingungen/Sek.), [c] = m/s Auslenkung Amplitude A / Energie E