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量子视觉CTO黄之燊深度解析首款10K VR摄影机—AURA
2017-09-05阅读:216硬件

在2017 CES展上, 来自深圳的量子视觉科技有限公司展示了他们开发的VR摄影机AURA, 它由20个广角高清视频采集模块组成,可以拍摄输出单眼10K、360度 3D图像及录制360度全景声。这些高大上的参数引起了现场不少人的兴趣,针对大家对AURA的一些疑问,量子视觉CTO黄之燊进行了详细的解答。


基于算法的产品设计

 

市面上大多数的VR摄影机都只有6-8目镜头,比如诺基亚的OZO , 为什么AURA采用20目镜头的设计?

 

目前量子视觉在设计AURA前已开发出自己的VR视频拼接算法,通过适配自有拼接算法和综合计算镜头的FOV、镜头数量、摄影机直径、最佳画面质量以及最小画面畸变的最佳值,得出了目前AURA VR摄影机的204K高清视频采集模块的设计方案。

 

市面上其他的6-8目的VR专业摄影机采用的是超过190度的鱼眼镜头设计, 同样的CMOS使用不同的镜头,画面所呈现的质感是不一样的。大角度的鱼眼镜头存在很多缺点,比如紫边,角度过大导致曝光过度和不足,边缘画质严重受损等。相对来说视场角较小的广角镜头这些问题会少很多,因此AURA VR摄影机单镜头模块采用的是水平90度的广角镜头。

 

AURA VR摄影机大小如同成年人的头部大小,水平方向分布了16个高清视频采集模块实时采集相机周围的3D信息,上下两端分布了4个镜头模块,这样的设计能保障最好的3603D效果,使得最终的视频画面呈现完整的沉浸式VR视频体验。AURA VR摄影机黑色及太空灰相间的纯金属一体化外观,既能彰显极强的科技感又能够保证设备的散热性能,具备长时间高强度使用条件下稳定工作的能力。

 

10K是追求极致画质的结果

 

相信很多体验过VR视频的人都会有一个疑问, 很多全景视频在电脑或者手机屏幕上看还不错,但为什么放到VR眼镜上看起来就“惨不忍睹”了?

 

影响到VR视频体验效果的问题是由包括分辨率、画质、后续的拼接算法以及播放终端共同决定。

作为观看VR视频最重要的清晰度指标出发,以从示意图中人脸清晰度的角度为例,我们可以直观地体验到,不同VR视频分辨率画面中人脸清晰度的差异。用户抱怨在很多VR 视频里几米开外的画面看不清人脸,导致现在习惯了观看超清视频的人们认为VR视频没有意义。现在即使是一个4K VR视频,观看者看到的是一个大约90-100度视场角的画面,差不多是480P的效果,甚至更差。

 

所以,为了达到更高的清晰度,需要拍摄采集的原始画面具有足够高的分辨率,当下除了体积“庞大” 的红龙等专业电影摄影机外(VR相机模块要求体积紧凑),目前紧凑的单相机模块最多能录制4k的视频,AURA VR摄影机水平90度单镜头模块配备了目前最先进的图像芯片,能够拍摄4k*3k高分辨率成像,并做到4K/30帧,2K/120帧的拍摄需求。AURA VR摄影机整体可以输出单眼分辨率为10K*5K的画面, 让观看者第一次体验到了“清晰”的VR视频。

 

影响画面体验质感的因素除了清晰的分辨率外,还包括锐度、镜头畸变、色散度、解析度、色域范围、色彩纯度、色彩平衡等几方面指标,这些都着重考验了一家影视机器材厂商对画面质量的调优能力。为了使AURA VR摄影机达到最佳的画面效果,量子视觉投入了大量资金,建设了自有的图像实验室,并高薪聘请了多位超过10年工作经验的图像行业工程师对画质进行进一步的优化提升。


另一方面,量子视觉考虑到光有高分辨率的VR拍摄设备还不足以让用户拥有较好的VR视频体验, 在目前移动端VR HDM设备--手机/一体机最多支持4k分辨率解码的现状下, 量子视觉提供了适合直播和本地使用的10K播放器。为了让现在的手机能播放10k的视频,量子视觉提供了两种方案,一是动态码率,二是区域渲染。两种方案各有优缺点,在这不再展开讲述。

 

 国内一流拼接算法团队

 

现在的VR内容团队都认为VR视频的后期流程比较复杂且有比如拼缝等较难解决的问题,量子视觉有什么好的解决方案吗?

 

作为新的创业公司,目前量子视觉的核心优势在于其软件算法,量子视觉创始人团队都毕业于世界一流大学的计算机视觉实验室。其核心软件团队均来自于BAT等国内一流IT企业。 在量子视觉战略合作伙伴--世界顶级AI技术公司Sensetime商汤集团的技术支持下,量子视觉算法软件团队运用深度学习对画面进行分析、防抖、风格变换等效果处理,让量子视觉拥有了不输于facebook的计算机视觉研发实力。

 

目前市场上常见的拼接软件如 Kolor所使用的multiband拼接算法会导致画面清晰度下降和3D效果不好等问题。去年Facebook开源其3D的算法之后,虽然让一些VR内容公司团队也可以制作3DVR视频了,但是这一类算法也包含很多缺陷,例如当拍摄物体距离相机过近运动时会产生重影等画面问题,量子视觉开发使用光流算法对两个角度的相机画面进行匹配,从而生成虚拟角度的画面来达到制作10K无缝3D VR视频,开创性地解决了这一些围绕VR视频行业的难题。

 

另外,配套AURA VR摄影机的软件除了在拍摄现场使用技监的 AURA WORK外,还有后期制作的AURA STUDIO软件, 让AURA使用者通过本地或者SaaS服务器进行高效立体深层渲染, 并无缝衔接其他后期特效软件。


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