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全景视频的投影方式
全景是将多张图片按照一定的投影方式(projection)方式进行拼接,最终形成一个 360 度(球面)围绕观察者的图像。
那么全景视频的球面投影要解决哪些问题呢?由于球面全景视频与传统编解码方式不兼容,有投影的复杂度(算法效率)、投影后的图像失真程度(视频质量)等问题需要解决。全景视频在与传统视频具有同等清晰度的情况下,其像素总量往往是普通视频的 3-4 倍,因此对传输的带宽消耗巨大,如何减轻传输带宽压力也是全景视频研究中不得不面对的难点之一。
目前主流的投影方式有圆柱型投影和立方体投影。
圆柱体投影
圆柱体投影不借助中间的投影几何体而直接将球面投影在平面上。现在应用得最广泛的是等距圆柱体投影(Equi-Rectangular Projection, ERP)。它的实现过程如下:
1. 首先在平面宽长比为 1:2 的矩形区域内按照目标分辨率进行均匀的像素格划分,得到长为 w 等分宽为 h 等分的分割;
2. 然后按照矩形的长和宽在球面上进行均匀的经线和纬线采样,将经线 w等分,纬线 h 等分,获得球面网格。
这一方法的优势是简单且直观,便于直接播放和编辑。缺点也很明显,极低的投影复杂度带来的是投影均匀性的降低,两极处的像素采样密度大于赤道 —— 导致南北极部分内容会被严重拉伸且存在大量像素冗余,赤道部分则在还原时清晰度比较糟糕。
等距柱状投影格式的全景视频原始画面:
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