Методы тестирования устройств для показа 3D

Методы тестирования
устройств для показа 3D
Алексей Федоров
Video Group
CS MSU Graphics & Media Lab

CS MSU Graphics & Media Lab (Video Group)
www.compression.ru/video/
Only for
Maxus 
Содержание
 Введение
 Классификация 3D устройств
 Проблемы 3D устройств
 Общие проблемы
 Проекционные системы
 Телевизионные системы
 Проведение измерений
 Заключение
2

Only for
Maxus 
Введение
Круг качества изображений
3M. Lambooij, W. IJsselsteijn, D. Bouwhuis, I. Heynderickx,
“Evaluation of Stereoscopic Images: Beyond 2D Quality”, 2011

Only for
Maxus 
Введение
Круг качества изображений + глубина
4M. Lambooij, W. IJsselsteijn, D. Bouwhuis, I. Heynderickx,
“Evaluation of Stereoscopic Images: Beyond 2D Quality”, SPIE, 2011

Only for
Maxus 
Введение
Трудности измерений
5
 Что измерять?
 Как измерять?
 Какое оборудование использовать
для измерений?
 Как анализировать результаты?

Only for
Maxus 
6

Only for
Maxus 
Классификация
3D устройств (1)
7

Only for
Maxus 
Классификация
3D устройств (2)
8

Only for
Maxus 
9

Only for
Maxus 
Общие проблемы
10
К наиболее распространенным проблемам
почти всех 3D устройств можно отнести:
 Перекрестные помехи (Cross Talk, Ghosting)
 Потеря цвета / несоответствие ракурсов по цвету
 Потеря яркости / несоответствие ракурсов
по яркости

Only for
Maxus 
Cross Talk
Пример
11
Исходные изображения для левого и правого глаза
То, что видно левым и правым глазом при перекрестных
помехах 10%

Only for
Maxus 
Cross Talk
Пример из жизни
12

Only for
Maxus 
Cross Talk
Как тестировать?
13N. Hurst, “I Can See Clearly Now – in 3D”, SMPTE Meeting
Presentation, 2011
Левый
Правый
Правый с помехами
левого ракурса
Нулевая позиция показывает
значение Cross Talk
подавляющий сигнал
возмущающий сигнал

Only for
Maxus 
Cross Talk
Тест 1 (левый ракурс)
Presentation, 2011

Only for
Maxus 
Cross Talk
Тест 1 (правый ракурс)
Presentation, 2011

Only for
Maxus 
Cross Talk
Тест 1 (пример результата)
Presentation, 2011
Левый вид, возмущающий сигнал
Правый вид, подавляющий сигнал
Отображающийся правый вид. Ноль на 4%

Only for
Maxus 
Cross Talk
17A. Woods, “Understanding Crosstalk in Stereoscopic Displays”,
2010

Only for
Maxus 
Cross Talk
18A. Woods, “Understanding Crosstalk in Stereoscopic Displays”,
2010
, которую ты нашел,

Only for
Maxus 
Потеря цвета
Пример
19
То, что видно левым и правым глазом
при потере цвета или несоответствии ракурсов по цвету

Only for
Maxus 
Пример из жизни
20

Only for
Maxus 
21

Only for
Maxus 
22

Only for
Maxus 
Тест 1 (результат с потерей цвета)
23

Only for
Maxus 
Тест 1 (результат без потери цвета)
24

Only for
Maxus 
Тест 2
25Adi Abileah, “3D Displays – Technologies & Testing Methods”,
Planar Systems, 2011
Левый глаз Правый глаз

Only for
Maxus 
26

Only for
Maxus 
27

Only for
Maxus 
Тест 3 (результат с потерей цвета)
28

Only for
Maxus 
Тест 3 (результат без потери цвета)
29

Only for
Maxus 
Потеря яркости
Пример
30
То, что видно левым и правым глазом
при потере яркости или несоответствии ракурсов по яркости

Only for
Maxus 
Как тестировать? Обозначения (1)
LA, LB – подаваемые
изображения
LL, LR – изображения
на левом и правом глазу
a, b – коэффициенты
видимости изображения
(для левого глаза)
Яркость канала (левого)
LLH = a ∙ LAW
Яркость Cross Talk (для левого)
LLX = b ∙ LBW

Only for
Maxus 
Как тестировать? Обозначения (2)
 Яркость для одного глаза
(левого)
LL = LLH + LLX
 Яркость для двух глаз
Lamean = (LL + LR ) / 2
среднее арифметическое
Lgmean = (LL ∙ LR ) ½
среднее геометрическое

Only for
Maxus 
Тест
Посчитаем яркости для левого
глаза на четырех комбинациях
подаваемых изображений
 LLWW = a ∙ LAW + b ∙ LBW
 LLWK = a ∙ LAW + b ∙ LBK
 LLKW = a ∙ LAK + b ∙ LBW
 LLKK = a ∙ LAK + b ∙ LBK
W – white; K – black; L – left
A B

Only for
Maxus 
Тест
34
Обозначения Левый глаз Правый глаз
Cross Talk (%) XL, XR
Контраст
для одного глаза
CL, CR
Контраст
стерео
C
Яркость
LL, LR LLWW LRWW
Средняя
яркость
Lamean
Lgmean
Разница
между
яркостями
ΔL
RL LL 
2
RL LL 
2
RL CC 
LKKLWK
LKKLKW
LL
LL


RKKRKW
RKKRWK
LL
LL


LKK
LWW
L
L
RKK
RWW
L
L
),min( RL
RL
LL
LL 
34

Only for
Maxus 
35

Only for
Maxus 
Проекционные устройства
36

Only for
Maxus 
Синхронизация
Тест
Presentation, 2011
Левый вид
Правый вид
Правый вид
Левый вид
Результат при неправильной синхронизации:

Only for
Maxus 
Тест (левый ракурс)
Presentation, 2011

Only for
Maxus 
Тест (правый ракурс)
Presentation, 2011

Only for
Maxus 
Геометрия
Тест 1
40

Only for
Maxus 
Геометрия
Тест 2
41

Only for
Maxus 
Геометрия
Тест 3
42
Титры из к/ф «Звездые войны. Эпизод I. Скрытая угроза »

Only for
Maxus 
Многоракурсная
проекционная система
43
В.А. Елхов, Н.В. Кондратьев, Ю.Н. Овечкис, Л.В. Паутова,
«Безочковая система показа объёмных многоракурсных
киноизображений », Мир техники кино, 11/2009

Only for
Maxus 
Многоракурсные системы
Общее устройство

Only for
Maxus 
Перекрестные помехи (1)
45
 У многоракурсных систем
природа перекрестных
помех немного отличается
от других моделей
 В связи с этим нужно
пытаться найти не ошибки,
а зоны удобного
восприятия, к примеру,
составив карту
Пятиракурсный монитор
Spatial view, 19"

Only for
Maxus 
46
Алгоритм:
1. Запускаем тестовое изображение шахматной
доски, в каждой клетке которой записан номер
ракурса
2. Производим серию замеров (в каждой точке
измерений записываем номера ракурсов,
которые видны хотя бы в одной из клеток)
3. Интерполируем значения, полученные
на прошлом шаге

Only for
Maxus 
47
Лучшее качество там,
где:
 нет смены view-zone
 видно наименьшее
количество ракурсов
Схема видимых ракурсов
монитора Spatial view, 19"

Only for
Maxus 
Ширина view-zone
Тест
48
 Ширину view-zone можно определить, подав
на один из ракурсов (к примеру, первый)
одно изображение, а на остальные – другое
… n 1 2 3 … n 1 2 3 …
 Проходя слева направо (или наоборот)
по круговой траектории на оптимальном
расстоянии можно измерить ширину
view-zone (в углах)

Only for
Maxus 
Реальное количество
ракурсов (1)
49Ulrich von Loehneysen, “3D Technologies for Cinema and TV
Explained”, 2009
В основном подсчет количества ракурсов
актуален для систем, у которых на входе
2D + depth

Only for
Maxus 
Реальное количество
ракурсов (2)
50
Алгоритм:
 Подается изображение, на котором есть сильный
выступ, а сразу за ним тонкая полоска пестрой
линии, уходящая вдаль по глубине
 Количество ракурсов меньше градации глубин.
Проходя слева направо от границы view-zone
до середины можно видеть скачкообразное
появление пестрой линии
 Количество скачков равно количеству ракурсов
в половине view-zone
 В другой половине количество ракурсов считается
с помощью симметричного изображения
 Получаем итоговый результат source depth

Only for
Maxus 
51

Only for
Maxus 
Устройства
52

Only for
Maxus 
Телевизионные устройства
53

Only for
Maxus 
Оптимальное положение
54
 Мы уже знаем, что существуют зоны комфортного
восприятия и что для них можно сделать карты
с выявлением зон комфортности
 У дисплеев могут отличаться
зоны комфортности по высоте
(углу обзора по вертикали)
 Таким образом можно построить
многомерную карту
комфортности зеленым – зоны комфорта,
красным – дискомфорта

Only for
Maxus 
Телевизионные устройства
Многоракурсные
55

Only for
Maxus 
Алгоритм:
1. Запускаем тестовое изображение
шахматной доски, в каждой темной
клетке которой находится
изображение
Такое изображение дает
дополнительные круги из-за aliasing
2. Наблюдаем как минимум два круга
3. Соединив центры кругов, получим направление
линзы
Направление линзы
Тест
56

Only for
Maxus 
57

Only for
Maxus 
Проведение измерений (1)
58
Мы сделали тесты, отобразили их на дисплее,
проекторе и т.п.
Что дальше? Как снимать измерения?

Only for
Maxus 
Проведение измерений (2)
59
Мы сделали тесты, отобразили их на дисплее,
проекторе и т.п.
Что дальше? Как снимать измерения?
 С помощью субъективного мнения человека,
проводящего замеры
 С помощью фото/видео аппаратуры
 С помощью специального оборудования

Only for
Maxus 
Советы по проведению замеров
с помощью фотоаппаратуры
60
 Использовать штатив
 Выставлять выдержку, соответствующую
смене 1 кадра дисплея
(1/25, 1/60, 1/100, 1/120 и т.п.)
 Не использовать вспышку и постараться
избежать постороннего света

Only for
Maxus 
61
И это всё?

Only for
Maxus 
 Пример измерений
62

Only for
Maxus 
Пример измерений
Система с затворными очками (1)

Only for
Maxus 
 Модель дисплея: неизвестно/120 Hz,
с активными затворными очками
 Дата: 8.12.2010
 Проводил измерения: Adi Abileah
 Фотометр: PR-880
 Расстояние до монитора во время
измерений: 650 мм
 Позиция измерений: около центра

Only for
Maxus 

Only for
Maxus 
Заполнение Левый Правый
Яркость левого
ракурса (кд/м2)
Яркость правого
ракурса (кд/м2)
Белый / Белый 22,2000 24,8000
Черный / Белый 0,0698 20,0000
Белый / Черный 18,2000 0,0959
Черный / Черный 0,0329 0,0278
Красный / Черный 3,2800 0,0394
Зеленый / Черный 13,4000 0,0773
Синий / Черный 1,6900 0,0350
Черный / Красный 0,0393 3,5000
Черный / Зеленый 0,0602 14,1000
Черный / Синий 0,0364 1,7000

Only for
Maxus 
Тест
67
Обозначения Левый глаз Правый глаз
Cross Talk (%) XL, XR 0,20 0,27
Контраст
CL, CR 674,77 892,09
Контраст
стерео
C 783
Яркость
LL, LR 22,2 24,8
Средняя
яркость
Lamean 23,5
Lgmean 23,46
Разница
между
яркостями
ΔL 11,7
67

Only for
Maxus 
 Пример измерений
68

Only for
Maxus 
Заключение
Дальнейшие планы
69
 Создание программы визард-мастера
для автоматического анализа качества
изображения на 3D-устройствах
и последующее наращивание числа
поддерживаемых устройств
 Составление базы 3D-устройств
 Создание новых методик оценки качества

Only for
Maxus 
Литература
1. N. Hurst, “I Can See Clearly Now – in 3D”, SMPTE Meeting Presentation,
2011
2. Adi Abileah, “3D Displays –Technologies & Testing Methods”, Planar
Systems, 2011
3. R. Kaptein, A. Kuijsters, M. Lambooij, W. IJsselsteijn, I. Heynderickx,
“Performance evaluation of 3D-TV systems”, SPIE, 2010
4. M. Lambooij, W. IJsselsteijn, D. Bouwhuis, I. Heynderickx , “Evaluation
of Stereoscopic Images: Beyond 2D Quality”, 2011
5. A. Woods, “Understanding Crosstalk in Stereoscopic Displays”, 2010
70

Only for
Maxus 
Cлайд
с большим знаком вопроса
?
71

Only for
Maxus 
Лаборатория компьютерной
графики и мультимедиа
Видеогруппа — это:
 Выпускники в аспирантурах Англии,
Франции, Швейцарии (в России в МГУ
и ИПМ им. Келдыша)
 Выпускниками защищено 5 диссертаций
 Наиболее популярные в мире сравнения
видеокодеков
 Более 3 миллионов скачанных фильтров
обработки видео
72

Методы тестирования устройств для показа 3D

More Related Content

What's hot (20)

Viewers also liked (11)

Similar to Методы тестирования устройств для показа 3D (13)

Методы тестирования устройств для показа 3D