Nigel Spratling
Ross Video公司

　　制作3D或立體媒體的要求長期以來一直伴隨著我們。事實上有史以來首部3D電影稱為《愛的力量》（The Power of Love），它于1922年正式公映！3D觀看是近一個世紀我們一直夢寐以求的。

　　前提當然是簡單的。我們都有雙眼，每只眼睛看到來自一個稍稍不同位置的東西。我們的大腦處理這兩幅圖像以決定深度。因此像我們的每只眼睛那樣捕促圖像是相對簡單的。你只需兩臺代表每只眼睛的相同的攝像機，并確保它們之間同步。

　　但實際上比這要復雜得多，因為我們的眼睛肌肉使我們的大腦能夠重新調整每只眼睛的位置，以便聚焦于不同距離的物體，而用3D攝像機支架實際上你不能做到，因為你不可能知道觀眾實際觀看的物件。將由導演負責判斷作品“深度”的最佳選擇。

　　因此，我們能頗容易地拍攝立體畫面，但我們將怎樣分發和觀看它們？

　　3D電影的早期顯示依靠紅/綠視差圖像（每只眼睛對應一幅圖像），觀眾佩戴紙和纖維紅/綠3D眼鏡。雖然這產生有效的3D效果，并在50年代的驚恐片中風行一時，但圖像質量還有許多待提高之處，而好的圖像色度當然也是不可能取得的。

　　因此進入到21世紀，更大、更好、更亮和更快的顯示技術出現了。

　　所有顯示器都是2D，那么如何令它們為每只眼睛顯示不同的畫面？在3D影院是使用偏振濾光片，觀眾佩戴簡單的“被動式”眼鏡，阻擋供另一只眼睛觀看的內容。這簡單而有效，電影院使用兩臺同步放映機或一臺放映機以及經過處理有“幀連續”左眼、右眼內容的影片及一個“偏振”快門就可以了。遺憾的是這在家庭中很難設置。

　　如果我們像放映機開閉其幀連續內容那樣開閉雙眼，我們能夠達到相同的效果嗎？回答是肯定的，但若幀頻為50或60Hz，將意味著每只眼睛會收到一半的幀頻，許多觀眾會感到不舒服和頭痛。不過不用擔心，用技術去補救—刷新頻率！

　　針對等離子、LCD和DLP所取得的刷新率速度的巨大進展確實使顯示器能夠極快速地刷新圖像。大部分下一代“準3D電視機”只有兩倍或四倍幀刷新率，并配備昂貴的3D快門眼鏡。因此如果我們能夠以如100或120fps提供幀連續的3D內容且用昂貴的眼鏡同步開閉每只眼睛，這就是3D TV了。
不要那么快下定論，100或120Hz的視頻可能是荒謬的，此行業剛剛才解決HD分發，而我們還在設法計算如何把1080P/60Hz壓縮到可用帶寬內供分發，可120Hz，我認為不是這樣。

　　事實上，藍光能夠這樣做，因此你能用合適的設備看3D《阿凡達》。但需要另一種方式，這里又牽涉到顯示技術，讓我們騙人！

　　畢竟我們總是一直在用隔行掃描欺騙觀眾，而他們從不知道。隔行掃描把所需的帶寬減半，不是嗎？

　　但當我們每只眼睛需要一全幀時，讓我們減半分辨率，并把兩個畫面左右并排（side-by-side）或一上一下安排在同一幀內，并把責任推給昂貴的新顯示器的處理器。現在ESPN正在使用此方式分發720p 3D（圖1）。

　　每個發送的視頻幀實際上包含兩個左右并排圖像，每只眼對應一個圖像，因此一個1280x720幀有兩個640x720圖像。顯示器處理器然后把這個圖像切成兩部分，且將它們重新調整為其原始分辨率，并以兩倍幀頻連續顯示它們。終于是3D了(圖2)。

　　因此，如果我們能夠發送1080P/60，我們每只眼就可獲得960x1080像素。我們計算一下。

720P 3D：
·每只眼獲得640x720 = 460800像素
1080P 3D
·每只眼獲得960x1080 = 1036800像素
多125%像素
快速合理性檢查……
標清NTSC (720x480) = 345600像素
標清PAL (720x576) =414720像素
高清720 (1280x720) = 921600像素
高清1080 (1920x1080) = 2073600像素

　　因此，如果我的計算正確的話，若我想獲得與通過720P HD獲得的同樣的可觀看的分辨率，我必須觀看至少以1080P/60信號分發的3D，似乎是公平的！也許分辨不出小于65英寸顯示器的任何東西的差異，左右并排方式完勝！當然我們依然必須能夠以1080P分發它。

　　我們已經解決了如何采集和觀看3D，現在考慮如何制作它。

　　制作設備要求

　　首先考慮的是，假定在顯示器的最終結果將有當前的每眼720 HD的有效分辨率，我們可以以720P或1080i創作它—你可以優選任何一種。一旦我們格式化它為供分發的左右并排模式，唯一必須的是把它處理為1080P/60或50。因此我們目前的全部制作設備都將有用！幾乎不需額外投資。
讓我們想一想，我們將制作3D TV，因此我們需要什么。當然，我們需要某些立體攝像機支架，并且需要一些人知道如何操作它們，還有嗎？

　　實際上除了一個組合器和你現有的2D制作設備外，你不用別的設備就能制作3D。組合器接受左右眼信號，并把它們預先組合為隨后能夠通過你現有的HD設備的左右并排格式。當然對此方式有一些告誡：

　　·你只能進行非常簡單的過渡—切換或混合
　　·你不能夠增加摳像的圖形或DVE
　　·你不能夠切換到2D內容

　　好的一面是完全沒有其它設備改動要求。

　　當然，如果你想利用我們的觀眾習慣的相同的制作“價值”制作一個3D節目，那么你的確需要保持信號獨立—全分辨率左眼和右眼信號，然后使用合適的設備你將能增加摳像和DVE。那么我們應如何工作？

　　我們需要一臺能夠把對每只眼的兩個信號結合在一起的制作切換臺，我們需要一個某種類型的3D CG，我們還需要同步記錄和回放組合信號的能力。這似乎相當明確。

　　當然是這樣，在Ross Vision制作切換臺上制作實況3D很容易，事實上與標準的2D制作并無二樣。在Vision內部，MLE（或ME）可結合在一起，而它們的源信號可獨立映射。這使得將MLE設置為一路對應于左眼，一路對應于右眼的一對非常簡單。一旦得到配對，兩個MLE都由Vision面板上相同的MLE控制面控制步調一致地操作，導播則能按照其想法切換任何一路。Vision還允許每個MLE的3D DVE以相同方式配對，這意味著一個3D DVE移動真正立體！Z空間的一個DVE特效將空間正確地出現—為3D制作增加更大的視覺效果。

　　當然配對MLE(或ME)可能有一個問題：你的3 ME切換臺也許就降低到1ME(但你可能能夠把第三級ME用于一個獨立了的2D節目)。不用擔心Vision，其制作引擎擁有巨大的能力，能夠容易地勝任此工作。事實上，Vision在8RU Octane機箱內(可以有96個輸入和48個輸出)能夠執行一個完全的8 MLE；在立體運作中，Vision Octane能夠提供各有4個鍵的4 MLE、12路3D DVE和18路媒體存儲器(Media Store)。

　　為Ross立體設備錦上添花的是出眾的XPression 3D圖形系統。XPression不僅為一個優異的CG和圖形平臺，而且它有你制作極好的左眼和右眼—立體圖像所需的全部能力。[Page]

　　使用Ross SoftMetal服務器，3D存儲和播出非常容易。它們有幀精確的聯動記錄和播出，將確保你的3D作品能夠精確回放，不會損害公眾的大腦。

　　作為唯一一家還生產圖形系統的制作切換臺廠家，Ross對3D制作有獨到的見解。兩者相結合使我們能夠非常認真地考慮3D制作的實際難題。從技術上來說，目前制作立體電視節目的設備都已有了，不過，要使最終的作品值得一看，還必須考慮若干重大的問題。

　　3D 圖像捕獲

　　我們談一下現實中我們是怎樣看到物體的。當我們看東西時，大腦告訴眼睛做幾件事：顯然我們把它們指向感興趣的物體，對反射的光量調節我們的視網膜及聚焦在物體上。當然攝像機也是同樣的方式，但我們要多做一個調節—我們還會聚我們的眼睛在物體上。這種會聚使我們能夠計算物體離雙眼的距離，并在我們的視覺世界內定位它（圖3）。

　　將這些動作轉換到3D攝像機內是具挑戰的。首先，你不知道觀眾將聚焦拍攝的場景內的什么東西—但愿它是攝像機有的同一興趣點，但不一定是。這也假設攝像師不僅在追蹤焦點，而且還追蹤會聚點，稱為成角。

　　3D攝像機支架通常具有我們眼睛沒有的另一調整，即每臺攝像機的“軸間”位置，或兩個鏡頭之間的有效距離。這兩個調整相結合，提供3D場景的深度以及與屏幕有關的感知的物體位置(圖4)。

　　成角調整決定物體位置，而軸間距決定圖像的總深度。這些調整極為重要，場景深度大于我們眼睛正常感知的深度已經證明導致觀眾不適、頭疼，甚至惡心。

　　攝像機軸間位置由鏡頭的長度和角度決定，它必須得到調整以便為攝像機觀察點提供我們雙眼間距離的最佳呈現（圖5）。

　　攝像師在制作期間動態進行這些調整可能太復雜，要做好很難，因此立體攝像師粉墨登場。這是你必須為他預留位置的新人，其工作是控制此立體世界的深度和位置，每一臺攝像機輸出你需要其中一員。體育轉播車正變得很擁擠。

　　如前所述，此新人的工作室管理攝像機的3D視位置，他將主要調整攝像機的會聚（成角），以定位Z空間內主物體，但愿他不亂動軸間設置，因為這改變總景深。

　　若不同攝像機鏡頭之間的景深變化很大，一個簡單的切換都可能產生對觀眾的精神沖擊，我們不習慣感知深度的突然變化，而用攝像機支架上截然不同的裝置攝制的劣質3D比賽內容將使觀眾極不舒服。

　　那么假定深度得到良好的管理，而我們的立體攝像師正動態控制聚焦物體的位置。試想一場橄欖球賽，四分衛在焦點中且被定位于屏幕前，遺憾的是立體攝像師不能預測比賽開始時將發生什么。也許是四分衛將跑向攝像機，或朝其方向擲球。現在觀眾可能碰到另一種不受歡迎的3D人為現象—發散。

　　考慮一下你的觀眾正在觀看的屏幕尺寸，在立體世界你必須關心它。

　　討論一個極端的例子，假設立體攝像師用一臺20”顯示器監視，而他正從4’遠位置觀看它。他調整了深度和位置，獲得他自認為最佳的3D圖像。現在把信號發送到一臺20’投影系統，立體攝像師在20”屏幕上制作的總圖像深度現在有很大的左右眼分離，原因是此圖像尺寸導致我們眼睛工作與會聚截然相反，就是發散！（圖6）圖像現在幾乎無法觀看，為觀眾帶來很大的不適感。

　　這個例子是個極端，但它說明了一個重要點。因為感覺的3D深度是隨著圖像尺寸的縮放而變化的，因此目標的觀看屏幕尺寸很重要，保守地設置總圖像深度有望減輕此因素的影響。但小屏上保守的設置在大屏上不一定適用，因此那些發散的比賽節目也許更加討厭，這真頭疼！

　　因此，橄欖球 比賽3D攝像車會有一批注視50”顯示器的人，控制他們的世界觀。這輛車肯定是個龐然大物！

　　等一下，在我的20”屏幕上3D看上去怎樣？立體效果仍將看得到，但被屏幕尺寸和觀看距離自然擬制，觀看距離也是一種決定因素，也影響觀看比例。

　　（這很容易解決！把NAB、SMPTE、CEMA、EBU、ABU等等叫到一塊，確定3D觀看標準就行了。這樣一來，如果你在家想看3D，你依法必須有“x”尺寸的屏幕，坐在離它“y”距離的地方，簡單吧。）

　　還有一種有趣的立體制作“副作用”—速度！在迄今為止進行的許多早期制作中，導演和導播必須減慢攝像機切換速度，以避免不同景深令人不安的效果，雖然這種做法對于立體制作相當不錯，但它可能排除同時的只用左眼信號輸出的2D制作。盡管你的確可以進行2D制作，但給予觀眾的是一個可能乏味的2D作品。幸運的是通過Vision Octane切換臺，有驚人的能力，因此你實際上能夠由同一批節目源制作2D，但使用另一面板和導播（他然后切換一個傳統節目）。

　　因此你現在知道了，有許多難題需要克服。但等一等，我們還沒有談到大難題，那就是圖文！

　　3D圖形

　　你在電影院看《阿凡達》，效果非常棒，但電影不需要顯示比分、統計數據和下一個節目預告等等。到目前為止討論的所有制作問題對電影和電視都很相似，但現在將增加另一強有力的制作元素。

　　3D一種自然的主題當然是體育。但你把圖文放在什么位置？無論你把這些元素放在什么地方都可能是錯誤的。也許你可以把一些統計數據放在動作前，這可能不錯，不過如果你正在計劃一個動作剛好從屏幕沖出來的鏡頭，而動作越過CG平面，你可能失去圖形。如果你正在計劃它，你可以手動工作，但如果你確實不知道動作將如何播出（如在實況體育節目制作在），則你無法計劃它。

　　重放中對于極酷的非常刺激的3D動畫如何？圖形工作者花很長時間制作在你宣布重放時突然沖出的最酷的動畫，你幾乎可以確定在它沖向你的途中會與每一個實況動作元素相沖突。忍住不要嘔吐，你不是坐過山車！最好的忠告是以一個固定的深度由側面重放，這可能是你能夠避免沖突的最佳方式。

　　字幕和底部三分區/字幕區花絮又如何？對于這些元素已進行了若干試驗，一種思路是在屏幕的底部邊緣為這些元素以2D保留一部分，而遺憾的是這依然比較混亂。觀眾只能看圖形區或3D動作，而非兩者，在兩者之間觀看需要許多調整時間，導致眼睛疲勞，進而頭痛等等。

　　如果你有計算每個攝像機支架的深度圖的實時能力，你可以為觀看能力及在圖形處于情節的危險區時決定置放圖形元素的最佳位置。你可以告訴切換臺停止此鍵，或者切換臺可以告訴自己停止此鍵，這視誰在實際計算深度圖而定。

　　因此這至少會避免出現問題，但何時恢復圖形？是自動還是手動？可以設定嗎？

　　目前深度圖是討論的主題，因此3D制作為避免目標沖突，很大程度上依賴于導播，這在壓力大的制作中工作量非常大。如果足球運動員跑進你的圖形，你怎么辦？讓導播和圖形操作員戴著3D眼鏡在看動作，因而當圖形在Z空間干擾時他們能夠退出圖形或完全停止它？[Page]

　　不可能簡單地解答這些問題，Ross公司正在考察深度繪圖技術以及它們可以用于切換臺和CG，可能允許CG或切換臺或兩者“知道”里面有哪些平面物體以及以預定的方式起反應，以避免沖突。這是一個長期計劃，在近期不可能有結果。

　　顯然避免觀眾不適的一種方式是在圖形加入時變平立體圖像，在視覺上這可能是短期內解決此問題的最佳方式。也許理想的立體作品為在全屏鏡頭上大部分是2D，穿插一些適度的3D。

　　我們必須知道如何最好地手動處理這種情況，而我懷疑我們在發展過程中會看到一些十分差且可能令人作嘔的3D節目。

　　盡管如此，3D不再是幻想。唯有時間才可以證明它是否會獲得觀眾普遍認同并成為日常生活的一部分。但無論它只是為重大活動而保留，還是成為主流，Ross公司都有所需的產品，我們以及準備就緒！B&P