2011-01-31

我所知道的3D影音及3D顯示器~2

經過上篇大家應該都稍微感受到 HDMI 3D 規格的影響力吧?!那究竟~這個東西是長得像什麼樣子呢?如果各位有興趣的話,不妨繼續看下去。

HDMI 3D 中定了三種"強制性"3D格式。欸,這意思是指說一個合格的HDMI 3D顯示器的話必須支援所有強制性的 3D 格式,不過反過來,一個合格的 HDMI 傳輸裝置只要支援其中一種強制性格式就行。唉,上天對 Rx 真是不公平吶。廢話不多說,三種格式分別為:

Side-by-Side(Half)
這個看名字大概就猜得出來是左右眼的圖左右並排在一起,就像最上面的衛星圖一樣。要注意的是左右眼的圖在水平方向都只有一半的解析度而已喔!所以左右眼合起來大小會剛好等於一般 2D 畫面的大小。舉個列子,如果是 1920x1080 的影像的話,SbS 3D 就是左右眼各為 960x1080 降,簡單易懂吧。google 一下可以找到很多這樣的圖片,Youtube上也有一堆 SbS 格式影片。當然,大家可能會想說,這樣是要怎樣看成 3D 啊!?就算是超會看以前那種 3D 圖的高手也不可能把 SbS 的圖看成 3D 吧!這是當然的啊~這種圖是要給顯示器吃的,顯示器會把這樣的輸入內容排成適當的顯示模式 (就是上一篇說的 Shutter Glasses or PR啦) 才能讓人看到 3D 效果喔。

Top-and-Bottom
有了上面介紹相信大家都能舉一反三,是的,TnB就像上圖那樣,同樣的,左右眼畫面的垂直解析度只有一般畫面的一半,也就是說1920x1080的大小裡,裝著兩張1920x540的圖這樣。這種畫面也是HDMI 3D顯示器會處理好,正常情況下是不應該看到這樣的畫面出現的。這種格式 google 起來就比 SbS 少很了多,只好拿上面這一張我也不太喜歡的圖充數…很多眼睛盯著人看的感覺……

Framepacking
最後這個可是相當重要!Framepacking也是左右眼畫面上下排列,但這兩張左右眼畫面可都是完整的畫面喔!見上圖。左右眼都是1920x1080中間還插了一條 45 pixel 寬的沒有資料的 Active Space。這個格式之所以重要是因為,所有 3D 藍光影音和 PS3 3D game 的傳輸就是使用它啦~3D 藍光電影用的是 Framepacking 1080p 24Hz,PS3 3D game 則是 Framepacking 720p 60Hz。特別說的是,無論原本播放器或 PS3 設定的解析度及更新率為何只要是播 3D 藍光或玩 3D game 就會只有這兩種格式喔。


以上是 HDMI 3D 所要求的強制性 3D 格式,不過既然顯示器會做好自己的工作將輸入適當處理,為何還要囉嗦講一堆咧?客倌吶,您要了解到今天是因為資料是從 HDMI 進來的,所以顯示器可以知道進來的東西是什麼格式;如果今天資料是從 DVI or VGA 或者是未支援 HDMI 1.4 的 HDMI source 來的話,顯示器是壓根兒無法知道同樣是 1920x1080 大小的畫面到底裡面是 SbS、TnB 或者根本就是 2D 影像啊!

是的,除了 Framepacking 可能比較難之外,另兩種格式都是極有可能以非 HDMI 3D 介面傳輸給顯示器的,這時就只能依靠使用者自己進行 3D 模式的切換了!也因此,本人深覺自己有責任讓大家了解幾個可能見到的 3D 格式會長什麼樣子…(真是苦口婆心 )

另外還有一個格式應該也是會常見到,而且可能多數顯示器有支援的 (尤其是 Pattern Retarder Panel 的系統)。這格式叫…呃,我看過的就有 Line Interlace / Line Interleave / Line Alternative…(其實上面幾種格式也都有可能在不同軟硬體叫不同名字) 簡單來說,這格式就是將左右眼畫面以水平的 line 為間隔交錯排列,也就是奇數線為左畫面偶數線為右畫面,或反過來這樣。因為這樣的排列方式其實就是 Pattern Retarder 系統的顯示方式了(還記得嗎?這個系統的奇數線與偶數線的光的旋偏振方向是不同的) 等於 Pattern Retarder 不須再做什麼處理就能播放,所以我猜想 PR 系統可能都會順便支援一下吧…?

除此之外,還有一個問題要注意呀!就是左右眼畫面的問題。不曉得大家是否注意到,上面那些3D 格式都是一次送左右眼畫面來,那怎麼分辨哪張是左眼哪張是右眼呢?正常來說,符合 HDMI 3D 的話,應該都是左眼畫面在前 (這個其實我把握不是很大,因為並沒有明文這樣寫,但圖上是都這樣畫沒錯…) 所以可能是沒有問題的,但如果是從其他介面 / source來的話就很難保證是否是左眼畫面在前了,最糟糕的是顯示器也沒辦法知道!這就又只能仰頼各位幫忙切換了,目前 3D 顯示器應都會提供左右眼切換功能,不妨沒事切切看,了解一下左右眼錯置看起來會是什麼感覺~XD

來到這裡也差不多接近尾聲了,說一下有哪些東西會送非 HDMI 3D 的信號好了。諸如許多 PC 上的 2D 轉 3D 軟體,像 DDD or iZ3D。類似軟體可以將 2D 的照片影片轉成 3D 格式,而這些信號自然可以透過 PC 與顯示器的任何介面傳輸給顯示器。一般軟體轉出的 3D 格式有許多可以選擇,但當然只有使用顯示器支援的格式加上適當設定顯示器與軟體才能得到最終的 3D 影像囉。另外,一定要提一下的是 XBox 360,和 PS3 不同,XBox 360目前並不支援 HDMI 1.4,但有些遊戲軟體是支援 3D 的,比如"阿凡達"XD。這種遊戲是直接就將遊戲畫面排成 3D 格式 (像 SbS)只要顯示器可以處理 SbS 格式,就可以顯示 3D 畫面。

落落長寫了兩篇文章,不看內容看字數應該也會覺得整件事挺麻煩的吧。的確,現在處理 3D 影音還是離隨便插上去就能用有一段距離,主要還是因為格式無法完全統一的關係,我想在大一統的日子來到前還是只能勞煩想享受 3D 的人動動手,做好各項設定,如此才能在家享受 3D 的視覺饗宴啦~記得畫面有異的話多按按設定,不要隨便客訴啊~~

提供大家一個 3D TV 介紹網站:http://www.best-3dtvs.com/ 仔細找找的話裡頭也有一些相關支術的介紹喔~

2011-01-30

我所知道的3D影音及3D顯示器~1

Monsters vs.Aliens 是一部我看到會背了的3D電影,對我太有意義了!

自從阿凡達後,3D顯示一直是全世界影音界最火熱的話題,大概什麼東西都要弄個3D來騙騙錢。尤以電影為甚,不過個人看過的幾部3D電影3D效果倒是都還讓人蠻滿意的。扯遠了……其實3D技術發展歷史久遠,打從古早的紅藍眼鏡3D(講到這個就想到高中在宿舍看過3D港漫…),科博館的3D電影。不過,一直到現在,3D總算要走進一般人的家庭生活中了!真的!

因為工作的關係,近來接觸了不少3D相關資訊,個人感覺是目前3D仍處於一個尚未良好整合的階段,但因商機太大軟體、硬體早已百家爭鳴,是以情況有點混亂…自己都覺得很複雜,一直有著"最好消費者/使用者搞得清楚這些啦!"的想法,因此,決定動筆介紹一下一些我所知道也覺得有興趣的消費者應該知道的一些3D資訊其實是自己之前大話說要撰文介紹,才來還債,明明過年一堆事想做……。內容會集中且偏頗在與HDMI 1.4傳輸規格與3D LCD螢幕上。

先簡單聊一下3D顯示好了。

其實目前3D顯示的原理很簡單,就是讓左右眼各自看到不同的左右眼影像,而非一般2D顯示時兩眼看到相同的影像。藉由大腦神奇的腦內補完功能,自然而然觀者會覺得好像看到了立體的東西一樣。剛好我今天逛到一段3D聽覺的audio,也是一樣的原理,請參考

讓兩眼看到不一樣東西的技術很多,這裡說一下個人認為是近期主流的兩個技術。Shutter Glasses 與 Pattern Retarder。

Shutter Glasses其實就是透過像快門一般的眼鏡,左右眼鏡片會輪流開關,因此左眼看到時右眼其實是看不到,反之亦然。只要顯示器與眼鏡搭配好,可以在左眼開時播放左眼影像、右眼開時播放右眼影像,即可達到3D效果。以個人隨隨便便的賣場觀察來看,目前各大場的3D電視應該都是這類技術(不保證)。其實有簡單的方式可以分辨,如果觀看3D時所戴的眼鏡較為笨重且感覺好像有此電子儀器在眼鏡邊框內的話,甚至眼鏡需要與顯示器連線(有線/無線)的話,這就是shutter galsses技術。為了要讓眼鏡左右眼切換與顯示內容可以正確同步,兩者的連結是必要的。另外,nVidia 的 3D Vision 系統也是shutter glasses技術,實際上我頭一次接觸 shutter glasses 就是3D Vision。我在信義威秀看的惡靈古堡IV應該也是這種技術。

Passive Polarized Glasses with Pattern Retarder Panel目前在市面上似乎還不是很常見,可能以後會變多吧。這主要是透過讓左右眼影像的光有不同的旋偏振方向,配合左右眼為不同旋偏振片的眼鏡,來讓觀者的左右眼看到不一樣的影像,這和科博館的立體電影院使用的技術應該是很接近的,另外,我想我看阿凡達時戲院使用的也是類似技術。不過,一般都是以投影機同時把帶有不同旋偏振的兩個畫面打在屏幕上,要如何讓面板可以同時顯示兩個有不同旋偏振光的畫面呢?這時就得搭配Pattern Retarder Panel。這種面板一般是以橫向的掃描線來分,透過特殊的技術,可以讓奇數線和偶數線出來的光帶有不同的旋偏振方向,因此只要將左右眼畫面分別以奇數線和偶數線來播放即可 (就是一個畫面中奇數線和偶數線播的各是左眼及右眼的畫面)。不過這有左右眼畫面解析度在垂直方向會降低一半的缺點,但優點是偏振片眼鏡不需開關,也不用與顯示器同步,又輕又便宜,犧牲一點解析度很是值得啊~

兩者的優劣比較大致如下:

Shutter Glasses
優點 : crosstalk 極小、無視角問題、畫面解析度較高。
缺點 : 3D 模式亮度較低、眼鏡較重、多少感覺得到眼鏡閃爍、較不便宜

Pattern Retarder
優點 : 眼鏡較輕、無閃爍感、價格較平易近人
缺點 : 3D 模式亮度較低、有垂直視角限制、3D畫面垂直解析度只有一半

3D 模式亮度較低是個共同的問題,其實這很容易理解,畢竟 3D 時左右眼都只看到顯示器一半的內容,因此感受到的亮度最多也只有 2D 模式時的 50%。這個應該只有將顯示器背光亮度提高一途了。

嘿嘿~在這話題最後,再介紹一種最前瞻的裸視 3D 技術,請看 XD。


接下來聊一下 HDMI 1.4。HDMI基本上是一個數位影音的傳輸介面,如果對它不是很熟悉的話,可以看一下上圖右邊的接頭……是不是有點面熟啊?是的,它就是大部分液晶電視或 DVD/藍光 player 上面接的那條線。除了它可以把影音信號從 player 送到顯示器外,最重要的是它制定一套有關傳輸內容的規格,只要傳輸端 (ex. player) 及接收端 (ex. Display) 都遵守這個規格的話,那兩邊就可以正確溝通。再講白一點就是,接HDMI線的時候,傳輸端要把資料排成 HDMI 規定的樣子,這樣接收端才有辦法了解到底是在傳什麼啦~

那跟 3D 的關係在哪呢?原來在 HDMI 1.4 版中為 3D 影音訂定了一系列的傳輸標準。從此之後不管是傳輸端還是接收端,面對各式各樣的 3D 影像格式再也不用頭抱著燒了~只要產品可以支援 HDMI 1.4 中規定的格式,就可以大方地說我家的東西支援 (HDMI1.4) 3D,不用擔心使用者回去接了個莫名其妙的 source 然後看不到 3D 打來客訴。對使用者也是個福音吶,只要購買同樣支援 HDMI 1.4 的影音設備,就不用擔心相容性的問題了。

講這麼多,好像還是沒有講到重點。舉些例子好了…3D藍光播放機的3D影音就是以HDMI1.4規定的格式送出的。而目前唯一支援HDMI 1.4的遊戲機PS3也是以相關格式來傳輸 3D 遊戲及影像。也就是說,只要有播放機或 PS3 再加上一個支援 HDMI 1.4 3D 的顯示器,就可以在家看立體的阿凡達了!雖然目前 3D 藍光播放機價格不菲…不過個人再提供一個便宜入手 3D player 的選擇--二手PS3,目前PS3上網更新韌體後即可支援 3D 藍光的播放因此不妨上網撿便宜呦~

簡單說完了 HDMI 1.4 再回頭聊一下 nVidia 的 3D Vision,其實 3D Vision 問市甚早,在阿凡達前上映前 2009 年底的台北資訊展華碩攤位即有展示搭配 3D Vision的玩家級電腦組合(不過我不確定是不是當時就叫 3D Vision了)。3D Vision 初衷應是 PC Game 市場,整個組合需要搭配 nVidia 本家高級顯卡,與其搭配的軟硬體都得經過 nVidia 認證,同時最值得注意的是 nVidia 走的是 Dual-Link DVI 介面,呃…反正就是不同於 HDMI 及一般 DVI 的另一種介面就是。

總之 3D發展起步甚早的 nVidia 理所當然地制定了許多規格限制想排除競爭對手。直到 HDMI 1.4 的興起後,各家廠商只要遵從 HDMI 1.4 的規範即可互相支援,如此一來,nVidia 瞬間被孤立了,因為其規格並不相容於HDMI 1.4,由它顯卡給出來的 3D 畫面無法以支援 HDMI 1.4 的顯示器播放,而 HDMI 1.4 的 3D 內容也無法以支援 3D Vision 的顯示器播放。

一直到了 2010 年底,nVidia 公布了 3D TV Play 軟體以達到對 HDMI 1.4 顯示器的支援。由其內容看起來應該是透過該軟體支援 3D Vision 的 Game 也都可以支援 HDMI 1.4 的意思吧?這真是個大福音!不過我沒有試用過也未從其他地方得到確認。而且以我的了解,如果有辦法用 3D Vision 來玩的話,其實也不用硬要透過 HDMI 1.4,理論上 3D Vision 效果是比較好的,除非是想用大畫面的電視玩之類的。反過來支援 3D Vision 的顯示器是否可以支援 HDMI 1.4 了呢?這個我不太確定,早期的產品顯然是不行的,以後的產品應該是可以,畢竟就技術上來說,支援 3D Vision 反而比支援 HDMI 1.4 要來難得多了。

拉里拉雜講一堆,下一篇來聊一下 3D 的格式吧~

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近來花了許多時間嘗試在 pi 3 上建立可編譯 (可在 pi 3 上執行的 ) Linux driver 的環境,自己才剛想入門,沒想到就這起始點吃足苦頭,最後卻發現出奇容易…紀錄上來或許可以幫助其他人。 在 sosorry 的 用 Raspberry Pi 學 Linu...