1.4 3D顯示技術(shù)的挑戰(zhàn)

3D顯示系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)主要包括3D視頻采集與處理、編碼與傳輸、描述與顯示三個(gè)方面。這三個(gè)方面需要面對(duì)的同一個(gè)問題就是海量數(shù)據(jù)的處理。在3D顯示方面，還需要解決視覺健康、標(biāo)準(zhǔn)體系等問題。

1.3D內(nèi)容的獲取

3D顯示產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展需要更多的內(nèi)容支持，以及內(nèi)容和技術(shù)的互動(dòng)。3D內(nèi)容的制作很復(fù)雜、成本高。目前，3D內(nèi)容的素材分為四種：攝像機(jī)素材、計(jì)算生成素材、2D轉(zhuǎn)3D、電影。

3D顯示需要處理的視頻圖像的數(shù)據(jù)量是普通平面顯示的幾倍，甚至幾十倍，給3D圖像的獲取、存儲(chǔ)、傳輸和顯示提出了巨大的挑戰(zhàn)。一般，3D視頻的存儲(chǔ)與傳輸需要采用圖像編碼技術(shù)。因此，在帶寬有限的信道中，如何提高視頻信號(hào)的編碼效率，是3D顯示技術(shù)發(fā)展必須面對(duì)的挑戰(zhàn)。多視點(diǎn)3D顯示的攝像機(jī)素材，由于需要多臺(tái)攝像裝置同時(shí)拍攝，無論是立體圖像實(shí)景拍攝還是虛擬場(chǎng)景的生成，圖像獲取環(huán)節(jié)的難度都很大，甚至難以實(shí)現(xiàn)。計(jì)算生成素材不受攝像裝置的限制，常用于不需要?jiǎng)勇⒖苹玫扔耙曨}材，制作成本可控。為了有效利用現(xiàn)成的海量2D內(nèi)容，2D轉(zhuǎn)3D是高效的3D內(nèi)容獲取技術(shù)，制作成本低。

2．海量數(shù)據(jù)的處理

在多視點(diǎn)3D顯示方式中，為了能讓多用戶同時(shí)觀看到3D圖像，通常采用同屏顯示三幅以上圖像的辦法。一般采用9幅圖像，甚至采用30幅圖像以達(dá)到±16°的視差連續(xù)的視角，或者采用60幅圖像以達(dá)到更加連續(xù)的立體視角。實(shí)現(xiàn)自然的3D顯示效果所需的像素?cái)?shù)，對(duì)應(yīng)的是每一幅視差圖像擁有相當(dāng)于1920像素×1080像素分辨率，不同的3D顯示技術(shù)對(duì)顯示屏上的像素?cái)?shù)的要求不同。如表1-2所示，水平視差型多視點(diǎn)3D顯示所需的像素?cái)?shù)在8.3～33.2M，分辨率為8K4K的顯示屏才能滿足這個(gè)像素?cái)?shù)的要求；對(duì)于水平視差型光場(chǎng)3D顯示，所需的像素?cái)?shù)在103.7M以上，分辨率為16K8K的顯示屏才能滿足這個(gè)像素?cái)?shù)的要求。所以，顯示屏像素的精細(xì)化發(fā)展是3D顯示（立體化）的重要產(chǎn)業(yè)支撐。

像素?cái)?shù)越大，3D顯示需要的視頻圖像信息量越大。由于采用多幅圖像同時(shí)傳輸，雖然經(jīng)過壓縮，但視頻數(shù)據(jù)量依然很大，所以需要過大的信道帶寬。多視點(diǎn)立體視頻圖像壓縮難度大，在圖像采集端難以做到實(shí)時(shí)編碼，在圖像接收端也難以做到實(shí)時(shí)解碼。

3．視覺健康

長(zhǎng)時(shí)間觀看3D顯示節(jié)目有可能導(dǎo)致一系列不適癥狀，包括視力下降、視線模糊、眼睛干澀、眼睛疼痛、頭痛、頭暈、乏力、惡心、方位感知障礙等。尤其對(duì)兒童和青少年比對(duì)成年人的危害更大。解決視覺健康問題，一方面需要通過3D顯示技術(shù)的進(jìn)步以獲取更自然的3D顯示效果，另一方面還要對(duì)3D顯示技術(shù)的舒適度及其對(duì)人體視覺健康的影響做一個(gè)系統(tǒng)性的評(píng)估研究。無論是從產(chǎn)業(yè)化的角度，還是從理論研究?jī)r(jià)值的角度，對(duì)3D顯示技術(shù)導(dǎo)致的視覺疲勞研究及相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)的探索都很有必要。

4．標(biāo)準(zhǔn)

3D顯示涉及3D數(shù)據(jù)和內(nèi)容格式、3D信號(hào)的編解碼和傳送方式、3D接收顯示等多個(gè)產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)。所以，推動(dòng)3D顯示產(chǎn)業(yè)需要多領(lǐng)域行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)管理部門的協(xié)同努力。根據(jù)實(shí)現(xiàn)3D顯示方法的不同，形成了種類繁多的3D顯示技術(shù)。這些技術(shù)的融合與發(fā)展，需要產(chǎn)學(xué)研各領(lǐng)域工作者在推進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程中，實(shí)現(xiàn)3D顯示技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化。

3D顯示的標(biāo)準(zhǔn)體系總體上可以按照基礎(chǔ)類、產(chǎn)品類、測(cè)試類三類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分。其中，基礎(chǔ)類標(biāo)準(zhǔn)包含術(shù)語、立體內(nèi)容制作技術(shù)要求、傳輸編碼等。產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)涵蓋3D數(shù)字電視、3D攝像機(jī)等3D設(shè)備的參數(shù)規(guī)格，以及包含3D眼鏡的參數(shù)要求，顯示設(shè)備的健康和安全要求等。測(cè)試類標(biāo)準(zhǔn)包含產(chǎn)品測(cè)試方法及3D電視畫質(zhì)主觀評(píng)價(jià)和客觀評(píng)價(jià)方法，以及3D眼鏡測(cè)試方法。