Google 研發 EAC 投影法,提升 VR 全景影片畫質

作者 | 發布日期 2017 年 03 月 29 日 7:30 | 分類 Google , 電子娛樂 follow us in feedly

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

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