Google 研發 EAC 投影法，提升 VR 全景影片畫質

目前許多 VR 全景影片都使用等距柱狀投影法，來進行平面與全景的形式轉換，但是這種方式會因為像素密度分布不均，造成浪費有效儲存資訊的問題，讓檔案容量一樣的影片，看起來畫質卻較低。透過 EAC 投影法可以改善像素密度的情況，並進一步強化 VR 全景影片畫質表現。

傳統投影造成空間浪費

在使用特殊攝影機拍攝全景影片之後，需要像把地球攤平成世界地圖，把球狀影片縫合成平面狀態，才能進行編輯或儲存，其中最簡單的方式就是等距柱狀投影法（Equirectangular Projection），在 YouTube 提供全景影片服務之初，也是採用這種投影方式。

然而這種方式會因為像素密度分布不均的關係，造成高品質的區域集中在「南、北極」等頂端部分，而「赤道」周圍畫質最差，這與我們觀賞影片的習慣有出入。如果我們將拍攝主題放在畫面正中央，會造成主題部分較模糊，天空與地板等無關緊要的部分反而較清晰。

另一方面，在儲存 3D 全景影片時，往往會將影片上下切割為 2 部分，分別儲存左、右眼的資訊，所以會讓垂直的解析度被砍半。在這種投影法之下，原本直線移動的物體在投影後會變成非直線移動，造成影片壓縮的困難（降低動態補償的可行度），導致檔案容量變大。

▲ 利用等距柱狀投影法縫合全景影片，會讓頂、底部的像素密度偏高，中間部分則偏低。（Source：Google）

▲ 等距柱狀投影法的畫質分布示意圖，綠色部分為最佳情況，代表像素密度與理想狀態接近。黃與橘則是密度不足，畫質較差。藍色則是密度過剩，浪費儲存容量。（Source：Google）

▲ 透過等距柱狀投影法縫合後，影片中央水平線的畫質較差，且直線會被扭曲為弧線。（Source：Google）

EAC 讓影片更清晰，檔案也更小

這次 Google 提出的等角方塊映射投影法（Equi-angular Cubemap，簡稱 EAC），其方式是先將球狀影片變形為正方體，再將正方體攤平成為 6 個正方型組成的平面，並在投影過程中，調整每個區段對應的角度，讓每個投影後的區段有接近的像素密度。

如此一來就能讓畫面「赤道」周圍的畫質更清晰，也能避免「南、北極」部分像素過剩的情況，節省儲存空間。相較於單純使用方塊映射投影法（Cubemap），EAC 因為多了調整區段角度的手續，能讓像素密度更加平均。

Google 希望這項新技術，推廣成為工業標準，也已將相關資料與草案上傳至 GitHub。目前 Android 裝置已能享受利用 EAC 處理的全景影片，iOS 與電腦則還需等等。

▲ EAC 會先將球狀影片變形為正方體，再將正方體攤平成為 6 個正方型組成的平面。

▲ 且在投影過程中，調整每個區段對應的角度。圖片左方為純粹的方塊映射投影法，會造成像素分布不均，右方的 EAC 則可避免這種情況。

▲ 採用 EAC 縫合的畫質分布示意圖，可以看到像素分布相當均勻，密度不足的情況也較輕微（黃色代表狀況比橘色輕微）。

▲ 比較 3 種不同投影法，可以看到 EAC 表現最理想。

▲ 在使用等距柱狀投影法時，畫面中央區域畫質較差。

▲ 改用 EAC 則可改善這種情況。

▲ 兩種方式的比較，可以看到 EAC 在細節呈現上較為清晰。

（本文由 T客邦 授權轉載；首圖來源：Google）