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厲害了!Adobe新技術(shù)可將全景視頻變成6自由度視頻

本文作者: 劉芳平 2017-04-29 11:42
導(dǎo)語:Adobe 剛剛展示了一項新技術(shù),可以將平面的 360 度視頻變成 6 自由度視頻。如此,“偽 VR”也可以變“真 VR”了。

厲害了!Adobe新技術(shù)可將全景視頻變成6自由度視頻

很早大家就發(fā)現(xiàn),360 度視頻和真正的 VR 相比差一些,于是就有很文章站出來說這些都是“偽 VR”。

他們給出的理由是,絕大部分的 360 度視頻都不是 3D 拍攝的,更不用說 6 自由度移動。

也正是看出了這一點,包括 Facebook、索尼、英特爾在內(nèi)在 VR 領(lǐng)先公司都在嘗試 6 自由度 VR 視頻。但他們通常需要用到好幾個高端相機組合拍攝,產(chǎn)生巨大的數(shù)據(jù)量,并由于運算量太大還得在云端剪輯。

不過 Adobe 或許可以改變這一點,他們剛剛展示了一項新技術(shù),可以將平面的 360 度視頻變成 6 自由度視頻。如此,“偽 VR”也可以變“真 VR”了。

Adobe 的這項研究由該公司的首席研究員在本周的 National Association of Broadcasters Show(國家廣播協(xié)會展)上發(fā)布。最初由國外媒體 Variety 獨家報道。

所謂的 360 度視頻變 6 自由度視頻,從用戶體驗上來看,是指之前用戶只能在 360 度視頻里轉(zhuǎn)動頭部看四周,6 自由度則可以讓用戶不僅能轉(zhuǎn)動頭,還能在視頻里上下前后左右地移動頭部,就像是在真實世界里看東西一樣。

那么 Adobe 是怎么做到的呢?

據(jù)該公司的研究員介紹,他們使用了一種新的扭曲算法(warping algorithm),這種算法可以在固定視點的視頻里模擬出新的視點,同時保持 120 fps的幀率。

簡單來說就是,普通的 360 度視頻只有一個視點,就是相機的位置,而要想變 6 自由度,就得在這個位置周圍創(chuàng)造新的視點,這樣你才能前后左右移動,而周圍的畫面不動。

實際上,這一新算法不僅可以用在創(chuàng)造 6 自由度體驗上,還能用于視頻防抖,讓一些手持拍攝時抖動造成的動態(tài)模糊畫面更平滑。

不過,實現(xiàn)這些功能有一個條件,那就是相機必須得動,畢竟只在一個點拍攝是算不出精確深度的。

在 Adobe 發(fā)布的研究論文 [1] 里,研究員介紹了這項功能實現(xiàn)的基本流程:

首先他們采用了一個運動恢復(fù)結(jié)構(gòu)(structure-from-motion,SfM)算法來計算相機的運動并創(chuàng)造一個基本的三維重建架構(gòu)。(雷鋒網(wǎng)注:運動恢復(fù)結(jié)構(gòu)是基于計算機視覺的三維重建方法之一)

用這個方法推測出三維幾何值后,他們把視頻的每一幀都映射(map)到一個六面的球體上,然后針對每個面運行標準的計算機視覺追蹤算法。

對于將畫面映射到六面體時不可避免會產(chǎn)生的失真情況,他們使用大于 45 度的視場角(FOV)產(chǎn)生畫面重疊區(qū)域來解決。下面這個視頻展示了算法實際運行的情況。

雖然很厲害,但這技術(shù)也不是萬能的。除了要求相機要動外,三維重建的質(zhì)量也取決于合成視點的位置與初始視點位置的距離。就是說,雖然能產(chǎn)生 6 自由度的體驗,但如果你移動得太快太遠,效果就會打比較大的折扣。

此外,有些自然現(xiàn)象也會帶來問題,比如畫面中遇到一大片沒什么紋理的區(qū)域,遮擋情況以及光照的改變,它們可能會在重建點的畫面中造成嚴重的噪點,以及在 3D 效果里帶來“黑洞”(holes)效果。

在固定點的畫面中,也會看到一些非靜態(tài)物體的扭曲,這是由于算法試圖將合成的幀和初始幀融合在一起。

俗話說,后期再厲害,不如把素材拍得好一點。所以很多公司直接用光場相機來拍攝 6 自由度視頻,比如 HypeVR 帶激光雷達(LiDAR)的 6K/60 FPS 相機,還有雷鋒網(wǎng)之前報道過的 Lytro 那巨型的 Immerge 相機。使用這些相機顯然可以拍出更高質(zhì)量的 3D 效果。

不過,話又說回來,這些相機全都是又大又貴的定制化產(chǎn)品,普通人一般用不起。所以,雷鋒網(wǎng)認為,Adobe 的這套技術(shù)就算不完美,也給了普通用戶做出 6 自由度視頻的希望。

引用來源:

[1] Huang J, Chen Z, Ceylan D, et al. 6-DOF VR videos with a single 360-camera[C]//Virtual Reality (VR), 2017 IEEE. IEEE, 2017: 37-44.

RoadtoVR,Variety

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