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  • 关于VR视频清晰度:为什么没有正常视频/直播那么清晰?

    分类: 全景教程 标签: VR视频 VR直播 1829 2020-12-21 分享: 

    同样8K,为什么VR视频没有正常视频那么清晰?为什么我的全景视频没有别人的清晰?还没有人家4K的视频清晰?VR直播/视频要保证清晰度需要注意哪些细节?

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    同样8K,为什么VR视频没有正常视频那么清晰?

    当各项参数相同时,VR视频和正常视频的清晰度却大相径庭,Why?原因在于VR视频在播放的时候要进行投影变换。通常采用的是墨卡托投影(正轴等角圆柱投影) ,这种投影方式由荷兰地图学家墨卡托在1569年拟定。最早应用于地图绘制领域。基本原理是,假设地球被围在一中空的圆柱里,其基准纬线与圆柱相切(赤道)接触,然后再假想地球中心有一盏灯,把球面上的图形投影到圆柱体上,再把圆柱体展开,这就是一幅选定基准纬线上的“墨卡托投影”绘制出的地图了。现在印制的平面世界地图就是这种墨卡托投影。

    关于VR视频清晰度:为什么没有正常视频/直播那么清晰?-酷雷曼全景问答

    墨卡托投影的特点是水平方向上不会产生面积形变,但垂直方向上由赤道到两极则形变越来越大。举个例子,在地图上非洲和格陵兰岛差不多大小,但实际上非洲有3020万平方公里,而格陵兰岛仅有217万平方公里,二者相差13倍。

    关于VR视频清晰度:为什么没有正常视频/直播那么清晰?-酷雷曼全景问答

    同样,基于墨卡托投影变化的全景视频在顶部和底部也存在拉伸问题。如图:

    关于VR视频清晰度:为什么没有正常视频/直播那么清晰?-酷雷曼全景问答

    当然这并不是全景视频清晰度变差的主要原因。相对视野面积才是关键。普通视频你在显示器窗口上能看到画面的所有信息,这时的视野面积就是视频面积。而全景视频你在显示器窗口上仅能看水平方向约120°的视野,视野面积仅为视频面积的1/8。这就是为什么全景视频的清晰度会变差。因为你是在拿整体比局部。

    关于VR视频清晰度:为什么没有正常视频/直播那么清晰?-酷雷曼全景问答

    为什么同样是8K,我的全景视频没有别人的清晰?

    全景视频可以分为采集、传输、观看三个阶段,每个阶段都存在造成清晰度下降的可能,在采集端主要的影响因素是全景相机。镜头和CMOS或是内部的编解码、存储等都会影响原始视频的清晰度。而在传输阶段,则受限于带宽和编解码条件。观看终端则考验设备的编解码能力和显示性能。

    关于VR视频清晰度:为什么没有正常视频/直播那么清晰?-酷雷曼全景问答

    镜头类型:由于球面像差的存在,非球面镜头的边缘画质要好于球面镜头。

    对焦准确度:全景相机选用的是定焦镜头,在出厂前要逐一调教。调焦不准就会造成成像发虚,此外镜头长时间工作也会导致热虚焦。所以你可能有这样的经历,同一台相机拍的片子,有的清晰,有的不够清晰,就是此类原因了,泰科易是如何解决这个问题的呢,他们研发了一种新型结构专利,用其保证高温状态下的对焦准确性。

    关于VR视频清晰度:为什么没有正常视频/直播那么清晰?-酷雷曼全景问答

    镜片材质:镜片材质不同,那么色散性能也就不同,因为波长随折射率而变化,除了性能的差别,氧化、形变、温度也都是影响成像清晰度的因素。

    塞尔的偏差:一般来说,镜头有五种基本偏差:球差、彗差、像差、场差和失真。

    关于VR视频清晰度:为什么没有正常视频/直播那么清晰?-酷雷曼全景问答

    传感器尺寸:CMOS图像传感器的尺寸越大,则成像系统的尺寸越大,捕获的光子越多,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图像传感器对景物中明暗细节的分辨能力,通常来讲,分辨率越大,图像的清晰度也就越高。

    有效像素:有效像素的数量直接决定了CMOS图像传感器的分辨能力。同样是1200万像素的CMOS,但CMOS利用率不同,有效像素也就不同。

    关于VR视频清晰度:为什么没有正常视频/直播那么清晰?-酷雷曼全景问答

    动态范围:动态范围由CMOS图像传感器的信号处理能力和噪声决定,反映了CMOS图像传感器的工作范围,高动态范围能够捕获更多的暗部细节与高光细节,而细节是清晰度最重要的参数。

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    编码格式:编码实际上就是视频压缩,目前视频流传输中最为重要的编解码标准有国际电联的H.264,运动静止图像专家组的M-JPEG和国际标准化组织运动图像专家组的MPEG系列标准,此外在互联网上被广泛应用的还有Real-Networks的RealVideo、微软公司的WMV以及Apple公司的 QuickTime等。不同的编码格式拥有不同的压缩效率与压缩效果。H.265和H.264相比,同样清晰度能够节省一半的带宽。

    关于VR视频清晰度:为什么没有正常视频/直播那么清晰?-酷雷曼全景问答

    码率:码率是影响清晰度最直接的因素,码率越高越清晰、码率越低马赛克效果越强,当然它们不是绝对的线性关系。

    码率类型:固定码率是指比特率固定,优点是压缩快,兼容性好。但是当画面变化较快(如移动拍摄时)会出现明显的画质下降。而动态码率则能根据画面的细节复杂程度自动调整码率。通常直播选择固定码率、视频后期输出选择动态码率。

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    分辨率通常来说,分辨率越高,全景视频的清晰度也就越高。当然也有特例,我们后面说。

    编解码次数:从图像采集到最终观看,经历的编码次数越大,画质的损失也就越大。泰科易全景相机采用的是机内拼接技术,全程仅需一次编码。

    YUV格式:YUV,是一种颜色编码方法。常使用在各个影像处理元件中。主要的抽样(subsample)格式有YCbCr 4:2:0、YCbCr 4:2:2、YCbCr 4:1:1和YCbCr 4:4:4。YUV的表示法称为A:B:C表示法:4:4:4表示完全取样。4:2:2表示2:1的水平取样,垂直完全采样。4:2:0表示2:1的水平取样,垂直2:1采样。4:1:1表示4:1的水平取样,垂直完全采样。一般10bit视频要选用4:2:2以上。

    关于VR视频清晰度:为什么没有正常视频/直播那么清晰?-酷雷曼全景问答

    上行带宽和下行带宽:对终端设备来说,自己的下行带宽和服务器的上行带宽是影响画面清晰度的两个关隘,假设服务器上行带宽是10M,下行带宽是1000M,那么终端设备能获取到的最快速度就是10M/s,假设个人PC的上行带宽是1000M,下行带宽是5M,那么理论能达到的最大速率就是5M/s。

    硬解码和软解码:硬件解码就是通过硬件进行视频的解码工作,其中硬件解码是由GPU来进行的,软件解码则是通过软件本身占用的CPU进行解码,软解码的画质要好于硬解码。

    屏幕动态范围:如果你的显示屏幕不支持HDR ,那么啥都不用说了。

    屏幕分辨率:在2K屏幕上看4K电影,那当然只能得到2K的显示效果。

    色域:目前常见的屏幕色域标准有三种,分别是sRGB、NTSC、Adobe RGB。sRGB色域是微软和HP在1996年共同开发的色彩空间,也是目前的微软旗下的Windows系统和众多原生软件默认支持的色彩空间。NTSC色域是NTSC电视标准下的色彩空间。Adobe RGB是Adobe在1998年推出的色彩空间。sRGB≈ 72% NTSC,Adobe RGB≈95% NTSC,在购买电脑时你可能已经了解过45% NTSC和72% NTSC的区别。是的,在同一种色彩空间里,色域百分比越高,所能显示的色彩范围就越广。

    关于VR视频清晰度:为什么没有正常视频/直播那么清晰?-酷雷曼全景问答

    亮度和对比度:亮度越高对比度的调整空间越大,对比度的提升能够给人视频变得更清晰了的感觉。 

    像素密度:表示的是每英寸所拥有的像素数量。因此PPI数值越高,即代表显示屏能够以越高的密度显示图像。当然,显示的密度越高,画面也就更细腻,清晰度也就更高。

    为什么我的8K,还没有人家4K的视频清晰?

    如果你的8K视频没有别人4K视频清晰,那么最大的可能就是码率过低。事实上,视频的清晰度主要是由码率决定的,分辨率所能决定的是清晰度的上限,和修真小说里的设定一样,分辨率是灵根资质,码率是修为,而清晰度就是实力。所以一个筑基期的天灵根弟子是打不过杂灵根元婴期长老的,但天灵根能修炼到大乘期,杂灵根可能终身止步元婴期了。

    关于VR视频清晰度:为什么没有正常视频/直播那么清晰?-酷雷曼全景问答

    举一个更易懂的例子,分辨率就好比是一个杯子,他有大有小。码率就是倒进杯子里的水,而清晰度就是你能喝到多少水。如果两个一样大小的杯子(分辨率相同),倒进去的水越多,你能喝到的水也就越多(码率越高、清晰度越好)但是当杯子倒满水时,无论你再倒多少水,你能喝到的也只有一杯(码率不是越高越好,存在极值)。如果两个杯子的大小不同(分辨率不一样),但每个杯子倒入的水量相同(码率一样),那么你能喝到的水呢也是相同的(清晰度一样)。

    关于VR视频清晰度:为什么没有正常视频/直播那么清晰?-酷雷曼全景问答

    VR直播/视频要保证清晰度需要注意哪些细节

    首先是全景相机的选择,因为原始素材的好坏直接影响最终清晰度效果。我们可以按照上文介绍的影响清晰度因素来货比三家。比如镜头类型、传感器尺寸、CMOS利用率等。当然你也可以选择直接看样片或者项目案例。泰科易是专业级全景相机的标杆品牌,大家可以以它的样片为例和其他家进行对比,在官网咨询销售顾问可以很轻松的拿到样片甚至原片素材。

    关于VR视频清晰度:为什么没有正常视频/直播那么清晰?-酷雷曼全景问答

    在后期拼接、调色、添加字幕等环节我们尽量减少编码次数,这样能够防止对画质造成损失。比如拼接后我们可以输出帧序列或者mov等格式。只有最终成片的前一阶段我们才选择MP4格式。适当的调色,增加对比度和画面锐化也能从视觉上营造更清晰的效果。

    VR直播的话,我们需要考虑带宽,在条件允许的情况下选择最大码率。至于观看终端,尽量选择一块好显示器。

    ——作者:TECHE全景相机

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