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    • 關于VR視頻清晰度:為什么沒有正常視頻/直播那么清晰?

      分類: 全景教程 標簽: VR視頻 VR直播 1820 2020-12-21 分享: 

      同樣8K,為什么VR視頻沒有正常視頻那么清晰?為什么我的全景視頻沒有別人的清晰?還沒有人家4K的視頻清晰?VR直播/視頻要保證清晰度需要注意哪些細節?

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      同樣8K,為什么VR視頻沒有正常視頻那么清晰?

      當各項參數相同時,VR視頻和正常視頻的清晰度卻大相徑庭,Why?原因在于VR視頻在播放的時候要進行投影變換。通常采用的是墨卡托投影(正軸等角圓柱投影) ,這種投影方式由荷蘭地圖學家墨卡托在1569年擬定。最早應用于地圖繪制領域?;驹硎?,假設地球被圍在一中空的圓柱里,其基準緯線與圓柱相切(赤道)接觸,然后再假想地球中心有一盞燈,把球面上的圖形投影到圓柱體上,再把圓柱體展開,這就是一幅選定基準緯線上的“墨卡托投影”繪制出的地圖了。現在印制的平面世界地圖就是這種墨卡托投影。

      關于VR視頻清晰度:為什么沒有正常視頻/直播那么清晰?-酷雷曼全景問答

      墨卡托投影的特點是水平方向上不會產生面積形變,但垂直方向上由赤道到兩極則形變越來越大。舉個例子,在地圖上非洲和格陵蘭島差不多大小,但實際上非洲有3020萬平方公里,而格陵蘭島僅有217萬平方公里,二者相差13倍。

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      同樣,基于墨卡托投影變化的全景視頻在頂部和底部也存在拉伸問題。如圖:

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      當然這并不是全景視頻清晰度變差的主要原因。相對視野面積才是關鍵。普通視頻你在顯示器窗口上能看到畫面的所有信息,這時的視野面積就是視頻面積。而全景視頻你在顯示器窗口上僅能看水平方向約120°的視野,視野面積僅為視頻面積的1/8。這就是為什么全景視頻的清晰度會變差。因為你是在拿整體比局部。

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      為什么同樣是8K,我的全景視頻沒有別人的清晰?

      全景視頻可以分為采集、傳輸、觀看三個階段,每個階段都存在造成清晰度下降的可能,在采集端主要的影響因素是全景相機。鏡頭和CMOS或是內部的編解碼、存儲等都會影響原始視頻的清晰度。而在傳輸階段,則受限于帶寬和編解碼條件。觀看終端則考驗設備的編解碼能力和顯示性能。

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      鏡頭類型:由于球面像差的存在,非球面鏡頭的邊緣畫質要好于球面鏡頭。

      對焦準確度:全景相機選用的是定焦鏡頭,在出廠前要逐一調教。調焦不準就會造成成像發虛,此外鏡頭長時間工作也會導致熱虛焦。所以你可能有這樣的經歷,同一臺相機拍的片子,有的清晰,有的不夠清晰,就是此類原因了,泰科易是如何解決這個問題的呢,他們研發了一種新型結構專利,用其保證高溫狀態下的對焦準確性。

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      鏡片材質:鏡片材質不同,那么色散性能也就不同,因為波長隨折射率而變化,除了性能的差別,氧化、形變、溫度也都是影響成像清晰度的因素。

      塞爾的偏差:一般來說,鏡頭有五種基本偏差:球差、彗差、像差、場差和失真。

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      傳感器尺寸:CMOS圖像傳感器的尺寸越大,則成像系統的尺寸越大,捕獲的光子越多,感光性能越好,信噪比越低。成像清晰度也就越好。

      分辨率:分辨率是指CMOS圖像傳感器對景物中明暗細節的分辨能力,通常來講,分辨率越大,圖像的清晰度也就越高。

      有效像素:有效像素的數量直接決定了CMOS圖像傳感器的分辨能力。同樣是1200萬像素的CMOS,但CMOS利用率不同,有效像素也就不同。

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      動態范圍:動態范圍由CMOS圖像傳感器的信號處理能力和噪聲決定,反映了CMOS圖像傳感器的工作范圍,高動態范圍能夠捕獲更多的暗部細節與高光細節,而細節是清晰度最重要的參數。

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      編碼格式:編碼實際上就是視頻壓縮,目前視頻流傳輸中最為重要的編解碼標準有國際電聯的H.264,運動靜止圖像專家組的M-JPEG和國際標準化組織運動圖像專家組的MPEG系列標準,此外在互聯網上被廣泛應用的還有Real-Networks的RealVideo、微軟公司的WMV以及Apple公司的 QuickTime等。不同的編碼格式擁有不同的壓縮效率與壓縮效果。H.265和H.264相比,同樣清晰度能夠節省一半的帶寬。

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      碼率:碼率是影響清晰度最直接的因素,碼率越高越清晰、碼率越低馬賽克效果越強,當然它們不是絕對的線性關系。

      碼率類型:固定碼率是指比特率固定,優點是壓縮快,兼容性好。但是當畫面變化較快(如移動拍攝時)會出現明顯的畫質下降。而動態碼率則能根據畫面的細節復雜程度自動調整碼率。通常直播選擇固定碼率、視頻后期輸出選擇動態碼率。

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      分辨率通常來說,分辨率越高,全景視頻的清晰度也就越高。當然也有特例,我們后面說。

      編解碼次數:從圖像采集到最終觀看,經歷的編碼次數越大,畫質的損失也就越大。泰科易全景相機采用的是機內拼接技術,全程僅需一次編碼。

      YUV格式:YUV,是一種顏色編碼方法。常使用在各個影像處理元件中。主要的抽樣(subsample)格式有YCbCr 4:2:0、YCbCr 4:2:2、YCbCr 4:1:1和YCbCr 4:4:4。YUV的表示法稱為A:B:C表示法:4:4:4表示完全取樣。4:2:2表示2:1的水平取樣,垂直完全采樣。4:2:0表示2:1的水平取樣,垂直2:1采樣。4:1:1表示4:1的水平取樣,垂直完全采樣。一般10bit視頻要選用4:2:2以上。

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      上行帶寬和下行帶寬:對終端設備來說,自己的下行帶寬和服務器的上行帶寬是影響畫面清晰度的兩個關隘,假設服務器上行帶寬是10M,下行帶寬是1000M,那么終端設備能獲取到的最快速度就是10M/s,假設個人PC的上行帶寬是1000M,下行帶寬是5M,那么理論能達到的最大速率就是5M/s。

      硬解碼和軟解碼:硬件解碼就是通過硬件進行視頻的解碼工作,其中硬件解碼是由GPU來進行的,軟件解碼則是通過軟件本身占用的CPU進行解碼,軟解碼的畫質要好于硬解碼。

      屏幕動態范圍:如果你的顯示屏幕不支持HDR ,那么啥都不用說了。

      屏幕分辨率:在2K屏幕上看4K電影,那當然只能得到2K的顯示效果。

      色域:目前常見的屏幕色域標準有三種,分別是sRGB、NTSC、Adobe RGB。sRGB色域是微軟和HP在1996年共同開發的色彩空間,也是目前的微軟旗下的Windows系統和眾多原生軟件默認支持的色彩空間。NTSC色域是NTSC電視標準下的色彩空間。Adobe RGB是Adobe在1998年推出的色彩空間。sRGB≈ 72% NTSC,Adobe RGB≈95% NTSC,在購買電腦時你可能已經了解過45% NTSC和72% NTSC的區別。是的,在同一種色彩空間里,色域百分比越高,所能顯示的色彩范圍就越廣。

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      亮度和對比度:亮度越高對比度的調整空間越大,對比度的提升能夠給人視頻變得更清晰了的感覺。 

      像素密度:表示的是每英寸所擁有的像素數量。因此PPI數值越高,即代表顯示屏能夠以越高的密度顯示圖像。當然,顯示的密度越高,畫面也就更細膩,清晰度也就更高。

      為什么我的8K,還沒有人家4K的視頻清晰?

      如果你的8K視頻沒有別人4K視頻清晰,那么最大的可能就是碼率過低。事實上,視頻的清晰度主要是由碼率決定的,分辨率所能決定的是清晰度的上限,和修真小說里的設定一樣,分辨率是靈根資質,碼率是修為,而清晰度就是實力。所以一個筑基期的天靈根弟子是打不過雜靈根元嬰期長老的,但天靈根能修煉到大乘期,雜靈根可能終身止步元嬰期了。

      關于VR視頻清晰度:為什么沒有正常視頻/直播那么清晰?-酷雷曼全景問答

      舉一個更易懂的例子,分辨率就好比是一個杯子,他有大有小。碼率就是倒進杯子里的水,而清晰度就是你能喝到多少水。如果兩個一樣大小的杯子(分辨率相同),倒進去的水越多,你能喝到的水也就越多(碼率越高、清晰度越好)但是當杯子倒滿水時,無論你再倒多少水,你能喝到的也只有一杯(碼率不是越高越好,存在極值)。如果兩個杯子的大小不同(分辨率不一樣),但每個杯子倒入的水量相同(碼率一樣),那么你能喝到的水呢也是相同的(清晰度一樣)。

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      VR直播/視頻要保證清晰度需要注意哪些細節

      首先是全景相機的選擇,因為原始素材的好壞直接影響最終清晰度效果。我們可以按照上文介紹的影響清晰度因素來貨比三家。比如鏡頭類型、傳感器尺寸、CMOS利用率等。當然你也可以選擇直接看樣片或者項目案例。泰科易是專業級全景相機的標桿品牌,大家可以以它的樣片為例和其他家進行對比,在官網咨詢銷售顧問可以很輕松的拿到樣片甚至原片素材。

      關于VR視頻清晰度:為什么沒有正常視頻/直播那么清晰?-酷雷曼全景問答

      在后期拼接、調色、添加字幕等環節我們盡量減少編碼次數,這樣能夠防止對畫質造成損失。比如拼接后我們可以輸出幀序列或者mov等格式。只有最終成片的前一階段我們才選擇MP4格式。適當的調色,增加對比度和畫面銳化也能從視覺上營造更清晰的效果。

      VR直播的話,我們需要考慮帶寬,在條件允許的情況下選擇最大碼率。至于觀看終端,盡量選擇一塊好顯示器。

      ——作者:TECHE全景相機

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