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立體采集系統在上海世博園無錫論壇中的展示
清華大學自動化系教授 戴瓊海
立體產業化日趨成熟
立體產業是一個關聯廣泛的技術鏈與產業鏈，除了與之直接相關的顯示設備制造、攝像機研制、影視內容制作等行業之外，還更加廣泛地包括了諸如教育、醫療、旅游、娛樂、展覽、印刷、服裝等各種行業。因此，立體產業鏈所具有的市場潛力與價值非常巨大。據不完全統計，全球立體產業市場在2006年的市場價值已超過830億美元，隨后的幾年增長速度極快，預計今年的立體市場價值將遠遠超過5000億美元。
當前各發達國家都在進行立體產業相關領域的研發和推廣，其中歐美等國在立體視頻的研發方面投入較早。歐盟計劃(2002年歐洲的ATTEST計劃)力圖將立體廣播電視帶入普通家庭;美國致力于進行三維對象的逼真再現，并在2004年拍攝了火星及太陽的立體全景圖;日韓等國也一直在高投入地開展立體視頻的理論探討與關鍵技術的研制，形成了如立體手機等的多種產品，這些都是早期立體產業化發展中的一些重要標志。2009年，二十世紀福克斯公司投入超過5億美元制作的“阿凡達”影片獲得了可觀的經濟效益，表明了立體視頻技術是整個立體產業中最值得關注的方向之一。目前正在進行的南非世界杯、法網賽事已經開始向全球進行立體直播，2012年倫敦奧運會也將向進行立體直播，這些電影和賽事直播表明立體影視節目已經開始逐漸受到更多國家和人們的喜愛，暗示著立體產業化的時機逐步趨于成熟。
我國的立體技術的研制與產業起步較晚，但發展速度很快。今年5月，包括長虹、海爾、TCL在內的全國各大電視機制造企業紛紛推出了立體電視樣機;無錫景象數字技術有限公司也開展了立體內容制作、采集方面的工作，其成果在上海世博會中的多個展館都進行了展示。2009年年初，具有自主知識產權的國家立體視頻編解碼標準開始制定，我國的立體電視頻道也將隨著該標準的實施而開通，國內用戶將在不久的將來即可在家中享受原來只有在科技館中才能看到的立體電視節目。
深入研發助力“中國標準”
清華大學自動化系寬帶網數字媒體實驗室在國家自然科學基金項目、科技部863項目、國家無線重大科技專項和廣東省科技廳產學研等多個項目支持下，開展了光場、立體視頻等領域的研究，并于2006年建立了“廣東省教育部產學研結合立體視頻研發基地”。
在光場的研究方面，該實驗室主要針對真實三維世界的重建機理、光照與運動的特征分析等一系列國際前沿課題展開深入的探索，取得一定成果。在此基礎上，圍繞立體視頻領域中的多目采集、平面視頻立體化、視頻壓縮與傳輸、客戶端重建與播放等一系列立體產業中的關鍵問題展開研究，近5年在國際國內重要的學術期刊、會議發表學術論文百余篇，申請發明專利60余項，軟件著作權2項。
清華大學自動化系寬帶網數字媒體實驗室也積極投身于立體視頻的編解碼與傳輸的研究工作，對立體視頻壓縮、自由立體視點電視信號處理、面向網絡與終端的傳輸與控制等關鍵問題展開研究，在理論與關鍵技術上形成突破。此外，該實驗室也積極參與了國際和國家立體視頻編解碼標準制定工作，承擔AVS立體視頻編解碼專項的研發工作，是AVS立體視頻編解碼軟件平臺BM唯一的代碼提供與維護單位，同時也承擔了國際立體視頻編解碼標準制定工作中的多項任務。
2D轉3D技術步入市場化
清華大學自動化系寬帶網數字媒體實驗室針對立體視頻信號中的多目視頻采集環節，設計研發了仿人類立體視覺的雙目立體采集系統、面向裸眼顯示的八目立體采集系統等多種產品用于立體視頻內容的生成與制作。在與立體采集相配套的其他相關技術上，如多相機的同步采集、云臺控制、鏡頭同步控制、顏色校正、相機標定、幾何校準等方面，該實驗室也分別形成了對應的軟、硬件平臺。目前，該實驗室所搭建的雙目、八目立體采集系統正在上海世博會無錫論壇中進行實時立體采集、處理與播放。
在對立體視頻信號采集系統進行內容生成與制作研究的同時，該實驗室還開展了半自動及全自動的平面視頻立體化，即2D轉3D的研究工作。首先，實驗室在深度計算與傳播、對象跟蹤、場景切換、關鍵幀檢測等關鍵技術上取得了重要突破。在上述核心技術的基礎上，實驗室構建了半自動2D轉3D開發平臺，所轉換的立體視頻具有深度連貫性高、演示過程無抖動、用戶觀看無眩暈等優點。
此外，實驗室對半自動2D轉3D中的深度傳播、場景切換、關鍵幀檢測等核心算法進行了簡化，形成了全自動實時2D轉3D軟件平臺。該平臺可將用戶的平面視頻直接以立體的形式進行實時播放。目前SONIC公司集成該實驗室全自動2D轉3D技術的播放器即將向全球發售。除軟件平臺之外，實驗室還進一步研制出了全自動實時2D轉3D芯片，配套技術與產品的研發也已隨之開展，具有更高性能的實時2D轉3D設備即將推向市場。
