ПОДГОТОВКА ТВ ПРОГРАММ Электронный монтаж программ является одним из основных этапов подготовки телевизионных программ. Виды монтажа программ: предварительный монтаж записанных фрагментов программ; линейный монтаж программ; нелинейный монтаж программ; внутрикадровый монтаж программ. Предварительный монтаж фрагментов программ осуществляется на месте съемок с помощью портативных монтажных устройств (Laptop) или в специальных аппаратных, что позволяет значительно сократить стоимость создаваемых программ и время для их подготовки. Линейный монтаж осуществляется на видеомагнитофонах в масштабе реального времени и бывает двух видов: в режиме "продолжение" (ASSEMBLE), при котором один фрагмент записываемой программы непрерывно продолжается другим фрагментом; в режиме "вставка" (INSERT), при котором первый фрагмент временно прерывается, вставляется второй, а затем снова продолжается первый. Нелинейный монтаж осуществляется с помощью цифровых устройств, в которых предварительно запоминаются фрагменты монтируемой программы, затем производится монтаж. Он может осуществляться как в реальном, так и в нереальном времени, так как при нелинейном монтаже обычно не производится физическая перезапись фрагментов программы, а только изменяется последовательность их адресов. Внутрикадровый монтаж монтаж, при котором изменяются фрагменты кадра (масштаб, геометрическое расположение и т.д.). Он осуществляется с помощью цифровых устройств, в память которых предварительно вводятся монтируемые кадры. Во время монтажа могут вводиться различные спецэффекты, титры, рекламные вставки и другая дополнительная информация в соответствии с творческой концепцией автора и режиссера. Для проведения монтажных работ при любых видах монтажа необходимо выполнить как минимум два условия. Вопервых, необходимо знать содержание монтируемых фрагментов программы. Вовторых, с точностью до кадра знать начало и конец каждого фрагмента. Эти требования в большинстве случаев выполняются путем кодирования каждого кадра с помощью адресновременного кода АВК (Time code, стандарт IEC 461 [12]). Согласно рекомендации каждому кадру присваивается номер, время его появления в телевизионном сигнале и вводится дополнительная информация потребителя (User bite). Согласно стандарту IEC 461 АВК при подготовке исходных материалов монтажу либо записывается на продольную звуковую дорожку (LTC), либо вводится в интервал кадрового гасящего импульса (VITC). С помощью АВК можно точно разметить начало и конец фрагментов программы, а с помощью бит потребителя получить необходимую информацию о содержании программ. Монтажные аппаратные комплектуются видеомагнитофонами, плеерами, монтажными рекордерами, монтажными контроллерами, видео микшерами и аудиомикшерами и коммутаторами. Выбор оборудования определяется избранной технологией монтажа программ и телекомпанией. качеством телевизионных программ, создаваемых Предварительный монтаж Предварительный линейный монтаж может проводиться как на аналоговом, так и на цифровом оборудовании. Если монтаж проводится на месте съемки, то обычно используют видеокамеру и портативный видеомагнитофон того же формата записи, какой используется в видеокамере. При этом портативный видеомагнитофон должен иметь встроенную систему монтажа (монтажный рекордер), а видеомагнитофон видеокамеры (записывающий плеер) дистанционное управление (RS232 или RS422). Способ соединения плеера с рекордером во многом определяет качество смонтированного материала. Если используется аналоговая аппаратура формата SVHS, а стык выполнен по композитному сигналу PAL, то качество даже 2й копии получается низким. Предпочтительнее компонентный стык (Svideo), так как при этом число перезаписей можно увеличить до трех. Если используется аналоговая аппаратура формата Betacam SP, то наиболее высокие результаты получаются при использовании трехкомпонентного стыка (Y, Pr, Pb). В этом случае число перезаписей может достигать пяти и более. При использовании цифровых видеомагнитофонов стык должен выполняться с помощью цифровых интерфейсов (IEEE 1394, SDI). В этом случае число перезаписей не ограничено, а качество изображения и звука практически не зависит от того, какая копия будет в дальнейшем использоваться для подготовки программ. Предварительный монтаж значительно упрощается, если использовать портативные монтажные системы типа Laptop. Они представляют собой два ЛПМ, объединенных конструктивно в одном кейсе. Общий электронный блок, объединенная панель управления и два плазменных дисплея создают большие удобства для проведения линейного монтажа в полевых условиях. Портативные монтажные системы в основном выпускаются с цифровыми видеомагнитофонами, работающими на кассетах с лентой шириной 6,3 мм. Предварительный монтаж значительно упрощается при использовании технологии Clip Link. Смысл этой технологии заключается в том, что непосредственно в момент съемки видеокамерами (например, формата DVCAM) в памяти кассеты фиксируется информация, которая в дальнейшем используется для монтажа программ. Для этого кассета имеет специальный микрочип. В память вносятся упрощенные картинки начала каждого сюжета, номера сюжетов, АДВК начала и конца фрагмента. Во время съемки накопление индексных изображений происходит во внутренней памяти видеокамеры, а по окончании съемки эти изображения сохраняются на магнитной ленте в последних 7 кадрах кассеты. В одном кадре помещается 32 индексные картинки. В кассете с чипом на 16 Кбит сохраняется информация о 198 картинках. При установке видеокассеты в монтажную систему вся информация автоматически переносится в память монтажной системы и выводится на дисплей, что значительно упрощает поиск фрагментов для последующего монтажа. Линейный монтаж в стационарных аппаратных Для линейного монтажа применяются аналоговые и цифровые видеомагнитофоны практически всех существующих форматов записи. Требования к стыковке оборудования в монтажных аппаратных такие же, как указано выше. Наихудшие результаты дают композитные аналоговые стыки. Для аналоговой аппаратуры формата Betacam SP предпочтительнее компонентный стык (Y, Pr, Pb). Причем требования к стыкам сохраняются не только к видеомагнитофонам, но и к видеомикшерам, коммутаторам и др. телевизионному оборудованию, входящему в технологические цепочки. При линейном монтаже программ значительная часть времени уходит на вспомогательные операции, такие, как поиск начала монтируемого фрагмента, перемотка кассет после монтажа, репетиция, при которой уточняются монтажные точки, и т.д. Для выполнения этих операций в состав аппаратных вводятся видеомагнитофоны, которые позволяют выполнить часть работ во время основных режимов монтажа. Обычно в состав монтажной аппаратной для линейного монтажа программ включают два плеера, видео и аудиомикшеры, монтажный рекордер и коммутатор. Наличие двух плееров позволяет реализовать режим A/Broll. Если в состав аппаратной для линейного монтажа программ включается оборудование аналоговых и цифровых форматов записи, то, как правило, в качестве монтажного используется цифровой видеомагнитофон. Это связано с тем, что при монтаже на цифровом магнитофоне можно многократно переписывать те или иные фрагменты монтируемой программы практически без потери качества изображения или звука. Для передачи цифровых телевизионных и звуковых сигналов при линейном монтаже программы необходимо использовать во всем оборудовании монтажной аппаратной цифровые интерфейсы. Только в этом случае можно получить качество изображения и звука готовой программы на уровне IIй группы качества по ОСТ 5823 [13]. Составление программы монтажа и основные приемы проведения линейного монтажа Состав и сложность программы монтажа, определяющей всю его технологию, зависит от ряда факторов: содержание монтируемой программы (творческий замысел); наличие в монтажной аппаратной оборудования; квалификация обслуживающего персонала. соответствующего Простые монтажные аппаратные, содержащие плеер, рекордер, монтажный пульт или контроллер, позволяют выполнить сравнительно простой последовательный монтаж фрагментов программы. Для его выполнения составляется простой лист монтажных решений (ЛМР), содержащий список фрагментов с указанием кода их начала и конца. Последовательность фрагментов должна точно соответствовать последовательности будущего монтажа, а суммарная длительность соответствует длительности программы в реальном масштабе времени. Обычно эта операция выполняется в компьютере. При необходимости выполнения более сложного творческого проекта используются монтажные аппаратные с несколькими постами (рекордер, 2 3 плеера, монтажный пульт, оборудование для создания и ввода спецэффектов, титров и т.д.). Принцип составления программы линейного монтажа, т.е. составление ЛМР с применением АВК, сохраняется прежним. При сложном линейном монтаже с применением нескольких плееров и автоматизированной монтажной системой может использоваться предварительный монтаж "по копиям". Для этого с выбранных для монтажа мастер кассет предварительно записываются технические кассеты со всеми необходимыми для данного проекта фрагментами программы. Так как линейный монтаж осуществляется путем последовательной перезаписи всех фрагментов, то составляется их перечень с обязательным указанием значений АВК для начала и конца фрагмента. Затем производится предварительный линейный монтаж "по копиям" (часто на вспомогательном оборудовании). В процессе монтажа уточняются точки монтажных склеек, более точно подбираются сюжеты и фрагменты звукового сопровождения. Затем производится монтаж. После просмотра смонтированной программы адреса монтажных склеек вносятся в ЛМР и компьютер. ЛМР позволяет рассчитать длительность монтажа программы в реальном масштабе времени. На ЛМР отображаются вводимые в процессе монтажа спецэффекты, стопкадры, режимы замедления или ускорения, расстановка титров, заставок, введение рекламы и т.д. При расчете времени линейного монтажа нужно учитывать, что перед каждой монтажной склейкой в течение 5 7 сек. происходят предустановки видеомагнитофона для обеспечения входа в синхронный режим плеера и рекордера. При расчете общей длительности монтажа программы необходимо учитывать время следующих технологических операций: перезапись фрагментов, составляющих программу; поиск фрагментов, записанных на кассете; перемотка смонтированных кассет; просмотр точек склеек и отдельных фрагментов программы и т.д. В результате фактическое время, затраченное на монтаж в аппаратной, значительно превышает длительность смонтированной программы. Несколько сокращается основное время монтажа при использовании режима A/Broll. Он позволяет за один проход рекордера последовательно смонтировать два фрагмента с двух плееров: во время монтажа на паре рекордер плеер по команде с монтажного пульта запускается второй плеер, который автоматически входит в синхронизм с монтажной парой. По окончании записи первого фрагмента с плеера N 1 рекордер записывает второй фрагмент с плеера N 2. Основными преимуществами линейного монтажа являются: сегодня в журналистской практике запись в основном производится на ленточные носители, и при большом количестве исходного материала линейный монтаж осуществляется быстрее, так как не надо тратить время на преобразование аналоговой информации в цифровой вид. при покадровой отработке монтажного листа легче уложиться в хронометраж передачи, убрав или вставив нужный фрагмент. Нелинейный монтаж осуществляется на базе специализированных компьютерных систем. При этом черновые видеоматериалы сначала заносятся "компьютер", а затем производятся монтажные процедуры. Если исходный журналистский материал записывался на камеру с жестким диском, к нелинейному монтажу можно приступать сразу по окончании съемки, т. е. видеофрагмент, загружается на винчестер. После этого начинается непосредственно сам монтаж, во время которого возможен мгновенный доступ к любому сюжету из оцифрованного видеоматериала и моментальное воспроизведение отобранных фрагментов в произвольном порядке. При нелинейном монтаже легко добиться покадровой точности стыковки фрагментов. Поскольку нет необходимости в физической перемотке видеоленты при позиционировании на начало нужной части, как при линейном монтаже, то эту работу можно делать очень быстро, буквально в считанные программывидео редакторы минуты. Современные открывают просто компьютерные неограниченные возможности при нелинейном монтаже. При цифровой технологии число циклов перезаписей не должно превышать 20 раз. Примерный объем памяти для записи одночасовой передачи эфирного качества составляет 1318 Гбайт в зависимости от используемого формата записи/компрессии сигналов. Достоинства: отсутствие контактных и структурных шумов, так как операция перезаписи отсутствует. прямой доступ к любому месту видеосюжета. низкая стоимость аппаратуры. относительная легкость выполнения операции изза возможности визуального контроля на мониторе. возможность многоразового возврата к монтажу. Недостатки: большое время оцифровки видеосигнала в случае применения ленточных носителей; временные затраты на обратное преобразования сигнала в аналоговый вид; трудность работы с большим количеством исходного материала изза ограниченности дискового пространства видеосервера; в случае выхода из строя практически любого компонента компьютера или ПО, невозможность дальнейшей работы без ремонта; последовательное выполнение технологических операций. Гибридный монтаж Гибридный монтаж сочетает в себе достоинства первых двух (нелинейная видеомонтажная система выступает в роли видеоисточника). Недостаток как правило, более высокая цена. Аппаратная видеомонтажа представляет собой достаточно сложный объект, поэтому классифицировать ее можно по нескольким признакам. По количеству постов (пост — устройство видеозаписи или воспроизведения) АВМ можно разделить на три группы: двухпостовая АВМ. Основой такой АВМ являются два аппарата – видеомагнитофон и видеоплейер. Такая АВМ позволяет выполнять монтаж на “прямых склейках” (cutредактирование). Если в ее состав входит видеомикшер, то на такой АВМ можно выполнять Aroll монтаж (переход с отмеченного кадра на видеомагнитофоне на отмеченный кадр на видеоплейере с использованием эффекта, но при этом переход производится через стопкадр рекордера). Полноценный A/Broll монтаж с использованием видео микшера на двух постовой АВМ можно выполнять только при условии наличия функции PreRead у рекордера. трёхбайтовая АВМ. Основой такой АВМ являются три аппарата – видеомагнитофон и два видеоплейера, и обязательно присутствует видео микшер. Такая АВМ позволяет выполнять полноценный A/Broll монтаж. Многопостовая АВМ. Такие аппаратные могут включать в себя несколько видеомагнитофонов и видеоплейеров, наличие видео микшера так же обязательно, как и для трёхбайтовой АВМ. Они позволяют выполнять монтаж практически любой сложности. Обычно такие АВМ являются еще и мульти форматными. По количеству форматов видеозаписи все многообразие АВМ можно разделить на две группы: одно видеомагнитофоны форматные и АВМ. видеоплейеры Такие одного АВМ формата содержат видеозаписи (например Betacam SP); много форматные или мульти форматные АВМ. Такие аппаратные содержат в своем составе видеоплейеры разных форматов видеозаписи. По типу видеосигнала АВМ можно разделить на цифровые, аналоговые и смешанные. Цифровые АВМ могут быть с коммутированы: по SDI (последовательный цифровой интерфейс); по PDI (параллельный цифровой интерфейс); по интерфейсу IEEE 1394 (FireWare). Аналоговые АВМ могут быть с коммутированы: по компонентному видеосигналу (YUV, Y\Pr\Pb, RGB); по сигналу SVideo (Y/C); по полному телевизионному сигналу (Composite, CVBS). В смешанных АВМ используются и цифровые и аналоговые видеосигналы. Посты (видеомагнитофоны и видеоплейеры) в АВМ могут управляться по интерфейсам RS422A, RS232, Panasonic 5 pin, LANC, iLink, IEEE 1394. Аппаратные нелинейного монтажа подразделяются по классу на профессиональные, полупрофессиональные, вещательные. Они отличаются качеством технических характеристик, производительностью системы и набором функций. Также аппаратные нелинейного монтажа подразделяются на автономные и системные. Автономные имеют возможность вводавывода видеоинформации в компьютер, с использованием видеомагнитофонов различных форматов, звуковых пультов и другого телевизионного оборудования, позволяющего, с учётом местных условий телекомпании, полностью смонтировать готовую программу. Системные объединены в комплекс, каждая аппаратная выполняет свою функцию, например одни только для ввода, другие только для монтажа, третьи для перезаписи на ленту. Все объединены в общий технологический комплекспроцесс, например News Room. Автономные и системные можно подразделить на наличие – отсутствие плат или внешних блоков для оцифровки и их типам. Например: аппаратная нелинейного монтажа с внешним блоком ADVC 1000 фирмы CANOPUS. Или аппаратная нелинейного монтажа на основе платы RTX 100 MATROX. Далее, аппаратные нелинейного монтажа можно подразделить по применяемой операционной системе, типу рабочей монтажной программы на базовой станции. Например, Windows, MAC, Linux и т.д., ADOBE PREIMERE, FINAL CUT, EDIUS и др. и их версиям. Наконец, по оригинальному, авторскому (фирменному) изделию, с готовым комплексом решений под ключ. СТЕРЕОСКОПИЧЕСКОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ СТЕРЕОЦВЕТНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ СТЕРЕОИЗОБРАЖЕНИЙ К содержанию ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ СТЕРЕОЦВЕТНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ Объемность предметов и их пространственное расположение могут восприниматься как при монокулярном зрении (одним глазом), так и при бинокулярном (двумя глазами). В первом случае главную роль играют физиологические факторы (зрительная память, ощущения различия в напряжении мышц при аккомодации и т.п.). Очевидно, что эти факторы использовать при замене глаза передающей трубкой нельзя. Поэтому используют свойства бинокулярности зрения, где основную роль играет глазной базис b0 – расстояние между центрами зрачков правого и левого глаза. Для “среднего” зрителя он составляет 65 мм. Изза наличия глазного базиса оба глаза рассматривают объект под разными углами и центры проекций изображения этой детали приходятся не на идентичные участки сетчатки глаз. Наличие некоторого смещения одной из проекций изображений на сетчатке приводит к возникновению в сознании пространственного представления о рассматриваемом предмете. Порог глубинного зрения δ определяется как минимальная разность параллактических углов α` и α` (рисунок 1), при которой два объекта Q и Q` воспринимаются зрительным анализатором смещенными по глубине: δ=α`-α. (1) Порог глубинного зрения δ, значение которого составляет 10…20 угловых секунд, зависит от продолжительности наблюдения, яркости фона, контрастности объектов и их размеров. Рисунок 1 – Механизм стереоскопического восприятия Радиус стереоскопического зрения r0 прямо пропорционален глазному базису b0 и обратно пропорционален порогу глубинного зрения d : r0 = b0 / δ (2) и для невооруженного глаза составляет в среднем один километр. Радиус стереоскопического зрения можно увеличить, увеличив базис наблюдения или (и) уменьшая порог глубинного зрения, что и осуществляется в различных оптических приборах (бинокли, стереотрубы и.т.п.). Существует понятие пластики бинокулярного прибора. Пластика П показывает, во сколько раз увеличивается объемность изображения рельефной натуры при наблюдении оптическим прибором по сравнению с наблюдением непосредственно глазами. П=γ·b/b0 (3) где b – базис прибора; γ – угловое увеличение прибора. Бинокулярность в ТВ системе достигается съемкой передаваемого объекта с двух позиций. В простейшем случае это могут быть две камеры, разнесенные на базис съемки, который определяется расстоянием между центрами объективов, и соединенные механически. Изображение на фотокатодах передающих трубок будут отличаться, и эти отличия будут тем больше, чем больше базис съемки. Но чаще всего блоки двухтрубчатых камер объединяются в общую конструкцию (рисунок 12.2). Оптические оси объективов при этом могут быть параллельными или скрещенными (конвергированными). Применение двух трубок позволяет изменять как базис передачи, так и угол скрещивания оптических осей в зависимости от передаваемой сцены и (или) расстояния до передаваемого объекта. Стереокамеры могут быть выполнены и на одной передающей трубке. Однотрубчатая стереокамера может быть получена из обычной ТВ камеры, в которой объектив заменяется стереоскопической насадкой (рисунок 12.3). Стереоскопическая насадка может быть зеркальной или призменной. При этом предпочтение, обычно, отдают призменным насадкам, т.к. параллельность граней призмы и их наклон к оптической оси задается при изготовлении не требует дальнейшей юстировки. Кроме этого, призменная насадка позволяет регулировать базис передачи (съемки). 1 – передающие трубки 2 – системы фокусировки и отклонения 3 – объективы 4 – предварительные усилители видиосигналов 5 – устройство развертки и синхронизации 6 – блок коммутации видеосигналов правого и левого изображений Рисунок 9.2 – Двухтрубочная стереокамера 1 – стереоскопическая насадка Оп (Ол) – правый (левый) объектив В – базис съемки Рисунок 9.3 – Однотрубочная стереокамера Кроме перечисленных выше способов формирования изображения стереопары на одной мишени, разработаны стереокамеры с призменным разделением стереопары, со светоклапанным переключением потоков от объективов к датчику изображения, с использованием вертикальных линзовых растров, а так же за счет рас фокусировки на фото мишени изображений деталей объекта, лежащих ближе или дальше от плоскости наводки на резкость объектива. B отдельную группу можно выделить однотрубчатые стереокамеры, принцип действия которых основан на бинокулярном эффекте, возникающем при изменении угла зрения с частотой от 4 до 5 Гц. Для этого объектив камеры, помощью специального привода, перемещается перпендикулярно оптической оси. Все выше перечисленные способы формирования изображений стереопары обладают как своими достоинствами, так и недостатками. Для получения эффекта объемности на приемной стороне необходимо обеспечить раздельное рассматривание этих изображений. Причем левый глаз должен видеть изображение полученное левой камерой, а правый – правой камерой. В противном случае возникает псевдостереоэффект – зритель увидит полностью обращенный рельеф передаваемого объекта. Стереоцветные системы дают более полное представление о передаваемом объекте, увеличивая достоверность передачи, приближая нас к условиям естественного восприятия окружающей действительности. Главной технической трудностью, при создании систем стереоцветного телевидения, стандартными является обеспечения системами требования телевидения. Это совместимости условие может со быть определяющим при выборе вещательной системы стерео цветного телевидения, так как совместимость позволит осуществить постепенный переход к новому качеству. B общем случае, любая система стерео цветного телевидения требует передачи двух цветных кадров стереопары. Если исходить из требований обеспечения стандартных параметров телевизионного изображения, то необходимо было бы по каналу связи передавать шесть сигналов: UR, UG, UB от левого изображения и три такие же от правого, что соответствует шестикратному увеличению полосы частот по сравнению с двумерной системой чёрно-белого телевидения. Если сигнал каждого кадра стереопары кодировать в соответствии с совместимой системой цветного телевидения, то полоса частот канала передачи сигналов стереоцветного телевидения должна быть вдвое шире стандартного вещательного канала цветного ТВ. Очевидно, что в таком виде эти сигналы не возможно передать по стандартному ТВ каналу. Поэтому используют либо временное уплотнение сигналов правого и левого изображений (поочередная передача через строку, поле, кадр и т.п.), либо их передают другими способами (используя не все шесть сигналов), которые основаны на известных свойствах зрения, а так же свойство бинокулярного смешения цветов (явление бинокулярного смешения цветов заключается в том, что при раздражении сетчаток каждого глаза в отдельности разными цветами возникает ощущение третьего, нового цвета). Бинокулярное смешение подчиняется тем же законам, что и монокулярное, т.е. новый цвет будет являться аддитивной смесью двух первых. К тому же стереоцветное изображение можно получить при передаче одного кадра чернобелым, а второго цветным. В последнее время широкое распространение при разработке систем СТВ получил метод передачи сигналов стереопары с чередованием по полям. При этом существуют различные способы: а) первый вариант первом поле передается ПЦТС левого изображения, во втором поле передается ПЦТС правого изображения; б) второй вариант первом поле передается 2 основных цвета правого изображения, 1 цвет левого, во втором поле передается 2 основных цвета левого изображения, 1 цвет правого. Классификация систем стереотелевидения В документах МСЭР, стереоскопическими называются ТВ системы, обеспечивающие передачу и воспроизведение трехмерных изображений. При этом термин стереоскопические имеет достаточно широкий смысл, т.к. охватывает все системы создающие (независимо от способа) иллюзию наблюдения объемной сцены. Системы стереотелевидения можно разделить на два основных класса: а) системы обеспечивающие прямое воспроизведение объемного изображения; б) системы создающие иллюзию объемного изображения путем воспроизведения и раздельного бинокулярного наблюдения плоских изображений (стереогруппы или стереопары). К системам первого вида относятся голографические системы, в которых воспроизводится бесчисленное число ракурсов, непрерывно переходящих один другой. Системы, в которых передается некоторое конечное число ракурсов, называются многоракурсными и принадлежат к системам второго вида. При этом, когда количество ракурсов N = 1 система соответствует простейшему случаю, когда передается только одна стереопара. Очевидно, что на данном этапе развития техники телевидения и связи, по стандартному телевизионному каналу, в реальном масштабе времени, возможно осуществить передачу сигналов системы, в которой воспроизводится только один ракурс. По своему назначению системы стереотелевидения делятся на прикладные и вещательные. Дальнейшая классификация систем СТВ обусловлена: а) принципами и особенностями построения стереопередающих телевизионных камер; б) способами кодирования, уплотнения и передачи сигналов стереотелевидения по каналам связи; в) методами построения синтезирующих устройств на приемной стороне, обеспечивающих воспроизведение стереогруппы или стереопары и селекции (разделения) полученных изображений, для направления их в соответствующие глаза зрителя с целью создания эффекта объемного восприятия. Как уже указывалось выше, стереопередающие камеры делятся на два основных вида (для одноплановой системы стереотелевидения): однотрубчатые; двухтрубчатые. В многоракурсных системах, как правило, применяется многотрубчатые стереокамеры. В случае, когда многоракурсная система является статической (работает не в реальном масштабе времени), возможно использование однотрубчатой камеры. При этом камера последовательно перемещается по прямой или дуге вокруг снимаемого объекта (сцены). зависимости от методов передачи сигналов стереотелевидения по каналу связи системы делятся: системы СТВ предполагающие использование стандартного канала связи; системы СТВ требующие специального канала связи. Очевидно, наибольший интерес представляют методы, позволяющие передать сигнал стереотелевидения по стандартному каналу телевизионного вещания. При создании таких систем, главной технической трудностью является обеспечение требования совместимости с системами чернобелого и цветного телевидения. Системы стереотелевидения предполагающие использование для передачи сигналов стандартных каналов можно разделить на: системы СТВ с совмещенными спектрами частот левого и правого изображений стереопары; системы без перекрестных искажений между сигналами стереопары. Существенным недостатком систем СТВ с совмещенными спектрами частот (установка ЛЭИС 1962 г.) являются перекрестные искажения, обусловленные уплотнением сигналов левого и правого сигналов стереопары с перекрытием спектров, и возникающие при их разделением на приемной стороне. К системам без перекрестных искажений между сигналами стереопары относятся два способа передачи сигналов СЦТ разработанные в 1980 г. в МРТИ. Устройства отображения стереоизображений можно классифицировать по методам пространственного разделения стереопары. Существует два метода пространственной селекции стереопары: очковый и растровый. Под первым понимается разделение изображений непосредственно перед глазами зрителя при помощи очков. В зависимости от типа используемых очков, различают: устройства отображения с анаглифическими фильтрами; устройства отображения с поляроидными фильтрами; устройства отображения обтюрационного типа. Устройства отображения с оптическими растрами для получения стереоизображения не требует очков, поэтому их часто называют автостереоскопическими. Как показывает анализ подобных устройств, устройства отображения данного типа являются либо слишком дорогими, либо требуют применения механических вращающихся частей, либо накладывают жесткие требования на местоположение зрителя и положение его головы. Как видно, на данном этапе развития, подобные устройства не могут получить широкого распространения. Но работы в данной области ведутся, и получаемые результаты дают право говорить о более широком применении подобных систем в будущем. СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ СТЕРЕОИЗОБРАЖЕНИЙ Из всех способов разделения изображений стереопары необходимо выделить очковый, т.к. он позволяет одновременно наблюдать стереоизображение с одного экрана большому числу зрителей, и в тоже время имеет более низкую стоимость (по сравнению с растровыми методами). Наиболее простым, с точки зрения реализации очков, является анаглифический способ. В случае применения данного метода селекции для наблюдения чернобелых стереоизображений, сигналы яркости изображений стереопары последовательно по полям или одновременно подают на цветной кинескоп, причем сигнал яркости правого изображения модулирует электронный луч, например, зеленого прожектора, а сигнал яркости левого – два оставшихся. При наблюдении экрана кинескопа через очки, спектральные характеристики стекол которых совпадают со спектральными характеристиками излучения люминофоров (т.е. правое стекло имеет максимум в зеленой области спектра, а левое – два максимума: в красной и синей областях). За счет бинокулярного смешения цветов (зеленого и дополнительного к нему пурпурного) воспринимаемое изображение будет объемным и не окрашенным (рисунок 4). 1 – цветной кинескоп 2 – зеленый светофильтр 3 – пурпурный светофильтр Рисунок 4 – Устройство отображения с анаглифической селекцией для чернобелой стереосистемы Такой подход к применению анаглифического метода сепарации применим только в системах чернобелого стереотелевидения. При подаче на кинескоп трех сигналов основных цветов правого и левого изображений (например, зеленого от правого изображения, красного и синего от левого) будут наблюдаться потеря объемности и сильные цветовые искажения при воспроизведении зеленых, красных, синих и пурпурных объектов, так как на этих цветах один глаз видит цвет, а другой – ничего не видит, т.е. бинокулярное смешение отсутствует. Для устранения этого недостатка можно предъявлять последовательным глазам зрителя чередованием изображения цветов: в стереопары четных полях с левое изображение воспроизводится в зеленом, а правое в пурпурном (красном и синем) цветах, в нечетных полях наоборот. При наличии у зрителя очков с переключаемыми зеленым и пурпурным светофильтрами у каждого глаза у каждого глаза, и их коммутации синхронно с изображением, обеспечивается высокое качество цветного стереоизображения (рисунок 5). Недостаток данного способа получения анаглифа – относительная сложность очков и необходимость подачи на них сигнала управления светофильтрами. Обтюрационный метод пространственной селекции основан на попеременном затемнении изображений совмещенной стереопары, поступающих на левый и правый глаз, т.е. реализует последовательный стереоэффект. На экране приемного устройства отображения, последовательно во времени воспроизводятся левое и правое изображения стереопары, а каждый из глаз 1 – цветной кинескоп 2, 3 – переключаемые зеленый и пурпурный светофильтры i – номер поля Рисунок .5 – Устройство отображения с анаглифической селекцией для цветной стереосистемы зрителя попеременно затемняется обтюраторами – оптическими затворами (светоклапанными устройствами), расположенными на очках зрителя (рисунок 6). При переключении затворов синхронно со сменой изображений, правый глаз зрителя будет видеть только правые изображения стереопары, а левый – только левые. В качестве основы оптических затворов наиболее часто применяются жидкие кристаллы, но возможно использование и других типов светоклапанных устройств, например электромеханических обтюраторов. 1 – устройство воспроизведения 2 – схема формирования сигнала управления оптическими затворами i – номер поля Рисунок 9.6 – Устройство отображения обтюраторного типа Последовательное воспроизведение правого и левого изображений стереопары по полям (кадрам) с параметрами разложения, совпадающими со стандартными, и их наблюдение через очки с оптическими затворами сопровождается отрицательным эффектом – возникновением мерцаний изображения с частотой полей (кадров). Для снижения этого мешающего воздействия предлагается ряд мер: снижение яркости внешнего освещения; введение дополнительной гаммакоррекции изображения, что позволяет понизить заметность мерцаний за счет снижения максимальной яркости и повысить контраст темных участков изображения; переключать оптические затворы в моменты обратного хода вертикальной развертки. Более радикальным способом уменьшения заметности мерцаний изображений является повышение частоты коммутации светоклапанных устройств. Это может проводиться как без преобразования частоты воспроизведения правого и левого изображений стереопары, так и с преобразованием закона развертки изображений на приемной стороне стереотелевизионной системы. В последнем случае в состав устройства отображения включаются блоки памяти, емкость которых определяется выбранной процедурой преобразования. Однако при увеличении частоты переключения необходимо увеличивать напряжение переключения или обеспечивать предварительное состояние с помощью возбуждения ЖК путем подачи на электроды напряжения несколько ниже порогового и применять принудительное стирание. Поляроидный метод селекции изображений стереопары основан на способности поляроидов пропускать, в падающем световом потоке, компоненту только устройствами, с определенной воспроизводящими поляризацией. правое и Если левое перед изображения стереопары, установить поляроиды с взаимно перпендикулярными плоскостями поляризации, то при наблюдении совмещенного стереоизображения через очки с такими же поляроидами, обеспечивается пространственная сепарация изображений стереопары. При поляроидом методе селекции, устройство отображения может содержать один или два кинескопа. В устройствах отображения содержащих один кинескоп, при чересстрочной развертке последовательно передаваемых сигналов полей стереопары, правое и левое изображения формируются в четных и нечетных строках растра. В этом случае экран кинескопа предлагается прикрывать чередующимися горизонтальными полосками из поляроидов с ортогональными плоскостями (противоположными направлениями) поляризации. При этом строки телевизионного растра, соответствующие одному полю, должны находиться посередине горизонтальных полосок из поляроида с одной ориентацией (направлением) поляризации. Данное условие налагает жесткие требования на точность синхронизации и линейность развертки в вертикальном направлении растра. Кроме этого, очевидно, возникнут технологические трудности при создании штрихового поляроидного фильтра. В устройствах отображения с одним кинескопом, воспроизведение изображений стереопары может осуществляться с чередованием в пределах одного поля. При этом левое и правое изображения могут располагаться на половинах экрана одно над другим или справа и слева. Для пространственного совмещения изображений стереопары используется корректирующая оптика, которая устанавливается на очках зрителя или, в случае проекционной установки, входит в состав ее оптической системы. Размещение корректирующей оптики на очках зрителя требует жесткой фиксации положения его головы, что невозможно при длительном наблюдении стереоизображений. Рисунок 7 – Устройство отображения на двух кинескопах с поляроидами Устройство отображения на двух кинескопах, можно выполнить, расположив их перпендикулярно друг другу. Пространственное совмещение правого левого изображений обеспечивается при помощи полупрозрачного зеркала, установленного под углом в 45 град. к экранам и позволяющего наблюдать одно из изображений стереопары напрямую, а другое – как отраженное (рисунок 7). Экраны кинескопов прикрыты фильтрами с ортогональными поляризациями. Наблюдатель воспринимает изображение с помощью очков, с фильтрами, плоскости поляризации которых ориентированы также ортогонально. С использованием подобного способа может быть выполнена и проекционная стереотелевизионная установка. В этом случае может использоваться две телевизионные проекционные установки, перед которыми расположены поляроиды с ортогональными плоскостями (противоположными направлениями) поляризации. При наблюдении изображения спроецированного на один экран, через очки имеющие аналогичные фильтры, будет создаваться эффект объемности. Необходимо отметить, что положение проекторов должно быть отъюстировано до полного совпадения размеров и положения проекционного "пятна" на экране, чтобы избежать искажений объемного изображения. При последовательной передаче сигналов стереопары с чередованием по полям и непосредственном воспроизведении их на двух кинескопах, становятся заметны мерцания изображения с частотой полей. Для устранения этого эффекта предлагается обеспечивать запуск вертикальной развертки одного из кинескопов со сдвигом на половину длительности поля относительно другого, воспроизведение с повтором полей или удвоенной частотой вертикальной развертки изображений. Для этих целей в состав устройства отображения вводятся блоки памяти и интерполяторы.
