Il Tile Format di Sisvel Technology retro-compatibile con i TV HD tradizionali si evolve in una nuova versione, 3DZ Tile Format, specifica per gli schermi auto-stereoscopici che offrono la visione tridimensionale senza il bisogno di occhiali. La chiave di volta sta nel software DepthGate, messo a punto con Triaxes Vision.

Sisvel Technology è l’azienda italiana che ha sviluppato il 3D Tile Format, un innovativo sistema per la trasmissione di contenuti a tre dimensioni, compatibile con le normali trasmissioni 2D HD. Il 3D Tile Format ha riscosso notevole interesse da parte dei broadcaster, poiché consente di utilizzare un’unica trasmissione per diffondere programmi destinati alla visione su televisori 2D HD tradizionali e schermi 3D, al posto di due trasmissioni distinte che occuperebbero due canali televisivi. Inoltre, consente la visione dei programmi 3D in modalità 2D a tutti i possessori di televisori HD non stereoscopici.
Sisvel Technology ha proseguito nella ricerca e sviluppo di questo progetto realizzando, in collaborazione con la Triaxes Vision, il 3DZ Tile Format: un sistema destinato all’utilizzo su schermi auto-stereoscopici, ovvero sui quali la visione tridimensionale può avvenire senza l’uso di occhiali.
I TV ‘glasses-free’, come vengono definiti con termini anglosassoni, sono in fase di sviluppo e, nel lungo periodo, c’è ragione di credere che sostituiranno i televisori 3D, per i quali è necessario l’uso di occhiali attivi o passivi per poter visualizzare le immagini stereoscopiche. Una percentuale importante di telespettatori che fruiscono dei contenuti 3D prova disagio nell’uso degli occhiali dedicati, vuoi per lo scarso confort oppure per il fastidio causato da una visione, di per sé, innaturale. Desidererebbero poter avere una visione naturale dello schermo. Questa limitata propensione nei confronti degli ‘occhialini’ si è rivelata un freno alla maggiore diffusione degli schermi 3D. Vedere un evento sportivo piuttosto che un film in 3D rappresenta davvero uno spettacolo coinvolgente ed emozionante: certamente, la stereoscopia è la via da seguire per il futuro.
L’auto-stereoscopia, ancora di più, enfatizza l’effetto coinvolgente dello spettatore perché lo libera dall’uso degli occhialini. L’evoluzione dei televisori auto-stereoscopici deve consentire una visione 3D da molteplici punti di vista, non solo con l’osservatore posto di fronte al centro. Infatti, mentre nella soluzione con occhiali, il mezzo che realizza la visione in 3D (gli occhiali appunto) si sposta con l’osservatore, nella visione auto-stereoscopica il mezzo che crea la stereoscopia è lo schermo stesso e occorre evitare effetti sgradevoli o innaturali per chi guarda da diversi angoli di visione. Per questo sono state messe a punto particolari tecniche di mappatura della profondità delle immagini.

La mappa di profondità è più accurata

Il 3D Tile Format si presta particolarmente all’evoluzione dell’auto-stereoscopia, per diversi motivi. Il primo è l’elevata risoluzione orizzontale e verticale rispetto ad altri sistemi come Side-by-Side e Top-and-Bottom. Per l’auto-stereoscopia, infatti, è necessario fornire al pannello un numero sufficientemente grande di immagini intermedie, da frapporre a quelle originali, destinate sia all’occhio destro che a quello sinistro. Come già detto, uno schermo auto-stereoscopico deve essere in grado di pilotare la luce di ciascun pixel dell’immagine e dirigerla al corrispondente occhio, in tutte le posizioni dove si può trovare lo spettatore. Per raggiungere lo scopo si utilizza un sottile filtro, disposto su tutto lo schermo, denominato ‘barriera’, tramite il quale si possono visualizzare un elevato numero di immagini stereoscopiche destinate a diversi punti di vista. Senza questa ‘barriera’ si potrebbe vedere il contenuto auto stereoscopico soltanto da una posizione, quella centrale rispetto allo schermo; diversamente, basterebbe spostarsi lateralmente per vedere un’immagine sdoppiata. Per poter generare il necessario numero di immagini stereoscopiche si ricorre a una mappa della profondità (depth map), ossia a una rappresentazione in scala di grigi della profondità dei pixel presenti nell’immagine. Nel 3DZ Tile Format il software che produce la mappa di profondità, sviluppato da Triaxes, si chiama DepthGate. Il DepthGate sintetizza una mappa, tramite elaborazioni complesse a partire dalle due viste, per poi inviare al televisore soltanto una vista e la mappa della profondità, in modo da fornire sufficienti informazioni sul punto di vista e sulla profondità del video. In generale, quanto più alta è la risoluzione delle immagini destra e sinistra, tanto più accurato sarà il risultato della mappa di profondità. Ecco quindi che la maggiore risoluzione orizzontale del 3D Tile Format diviene un vantaggio ancora più concreto per l’auto-stereoscopia. Come abbiamo già detto, con il 3DZ Tile Format il passaggio dalle due viste alla creazione della corrispondente mappa di profondità viene effettuato in tempo reale dal broadcaster, con il software DepthGate. Pertanto il televisore autostereoscopico non ha più bisogno di creare la mappa di profondità a partire dalle due viste, perché può disporre di una mappa di profondità generata direttamente dal broadcaster, che può disporre di un apparato dotato di una maggior capacità di calcolo.

La composizione di un’immagine nel formato 3D Tile; sotto quella 3DZ Tile dove si nota la mappa di profondità monocromatica, in basso a destra
Il software DepthGate generatore della mappa di profondità
Lo schema d’utilizzo di un frame 1080p da parte del 3D Tile Format (a sinistra) e del 3DZ Tile Format (a destra), con l’apporto di DepthGate che crea il contenuto presente nell’area Z, in grigio

Compatibile con tutti i TV

L’aggiunta della mappa di profondità a scala di grigi, prodotta dal software Depth Gate, consente di ottenere dal 3D Tile Format il formato 3DZ Tile Format.
Il 3DZ Tile Format è compatibile con tutte le tipologie di display: da quello tradizionale 2D HD, al 3D da fruire con gli occhialini, fino ai display autostereoscopici
La composizione di un frame 3DZ Tile Format consente di mantenere la compatibilità con Ie diverse tipologie di display. Le corrispondenti aree colorate semplificano la comprensione

Come si attua, in pratica, il passaggio dal 3D Tile Format al 3DZ? Il Tile Format si presta perfettamente a ospitare la mappa della profondità, in quanto è possibile utilizzare la zona vuota in basso a destra del frame composito (come si può vedere dalle figure). Così facendo, il frame composito finale a 1080p del 3DZ Tile Format contiene le informazioni necessarie per consentire la visualizzazione dei contenuti 3D sia sui tv stereoscopici con occhiali, sia sui tv ‘glasses-free’. Il nuovo formato 3DZ permette quindi non soltanto di trasmettere contenuti 3D con una qualità superiore rispetto ai formati esistenti (disponibili già da 20 anni), ma è anche compatibile in ricezione con tutte le differenti tipologie di display esistenti sul mercato. Il grande vantaggio del 3DZ Tile Format risiede nel fatto che il TV autostereoscopico non deve creare la mappa di profondità a partire dalle due viste, perché può disporre di una mappa calcolata da un apparato situato presso il broadcaster, che può avere potenzialità di calcolo molto superiore a quelle che è possibile inserire in un televisore e che quindi produce risultati decisamente più accurati. Inoltre, ciò contribuisce a ridurre i costi dell’hardware del televisore perché non è più richiesta una potenza di calcolo particolarmente elevata.

DepthGate: i punti chiave

DepthGate è il software sviluppato da Triaxes che consente ai brodacaster l’evoluzione verso il 3DZ Tile Format. Ecco quali sono le caratteristiche principali.

Formati multipli di ingresso
Mette a disposizione, in file separeati, lo stream stereoscopico contenuto nel 3D Tile o nel video side-by-side; supporta i comuni standard di compressione e i formati file come Windows Media Video, Mpeg2, Mpeg4 e AVC.

Auto Regolazione
Corregge automaticamente i colori e allinea gli ingressi video.

Impostazioni flessibili
Si possono personalizzare le impostazioni di elaborazione a seconda della scena.

Contenuti glasses-free
Calcola automaticamente le informazioni di profondità (Z) per entrambe le fonti dei canali destro e sinistro. Le informazioni di profondità possono essere utilizzate per creare una serie di frame multivista (N-viste) per alcuni modelli di display 3D glass-free.

Formati d’uscita 3D per televisori stereoscopici
Il software genera un video elaborato nei formati per TV 3D con occhiali (3D Tile e Side-by-side) e senza occhiali (3D Tile, 2DZ e N-viste).

Chi è Triaxes Vision

Triaxes Vision è un’azienda leader in Europa per la produzione 3D senza occhiali, con oltre 10 anni d’esperienza. Fa parte del gruppo Elecard e ha sede in Russia. Offre una vasta gamma di soluzioni, dal software per la preparazione di contenuti 3D senza occhiali ad apparecchi 3D e servizi di conversione da 2 a 3D.

Il 3D Tile Format

Collocazione del frame sinistro a 720p nel frame a 1080p
Ecco come lavora il 3D Tile: suddivide in sezioni (R1, R2 e R3) il frame destro e visualizza il frame sinistro (L) intero. Un televisore 3D dovrà ricostruire il tutto per la visualizzazione della stereoscopia, mentre un televisore 2D riprodurrà solo il frame L. Il box in basso a destra rimane libero e può essere utilizzato per veicolare, ad esempio, metadati

Questo formato, sviluppato da Sisvel Technology, è in grado di allocare due frame con risoluzione 720p in un singolo frame di 1080p. Nel caso in cui le immagini destra/sinistra siano originate in formato 720p, non è necessario un sottocampionamento e quindi l’immagine ricostruita conserva la sua risoluzione originale, sia verticalmente che orizzontalmente. Inoltre, poiché una delle due immagini rimane inalterata, il formato 3D Tile è retrocompatibile, rendendo accessibili i contenuti 3D anche ai televisori full HD non compatibili con tale formato (seppure visualizzabili solo in 2D). Come mostra la figura sotto, il primo frame a 720p (in questo caso il sinistro) è inserito inalterato all’interno del frame a 1080p, mentre il secondo frame (destro) viene suddiviso in settori, come mostrato nella figura a lato, in modo da occupare la parte del frame “contenitore” ancora disponibile. Come si può notare, resta libera una zona (rettangolo in basso a destra) che è stata sfruttata, come abbiamo visto, dal 3DZ. Grazie al Tile Format, tutti i decoder compatibili con lo standard H.264/AVC, con un semplice aggiornamento software disponibile tramite download sono in grado di rendere accessibile il contenuto 3D. Il 3D Tile Format garantisce una qualità dell’immagine superiore rispetto ai formati Side-by-side e Top-and-bottom, evitando lo sbilanciamento tra risoluzione orizzontale e verticale, mantenendo inalterata la risoluzione della coppia di immagini destra/sinistra a 720p; inoltre, assicura la piena compatibilità con la visualizzazione a due dimensioni, in modo automatico e trasparente per l’utente finale.

Come vedere i contenuti in 3D Tile Format

“Sei pronto ad entrare in una nuova dimensione?”. Così recita lo slogan che accoglie il visitatore del sito www.3dt.it, nel quale sono presenti – fra gli altri – numerosi videoclip in 3D Tile Format visionabili direttamente dal PC. Si tratta di una nutrita libreria di video che spaziano dall’argomento viaggi e cultura ad arte e musica, alla tecnologia, a sport e motori. I filmati, della durata massima di 30 minuti, sono tutti in HD e possono essere visti in 3D se l’utente possiede un TV 3D e un decoder compatibile 3D Tile Format. Come è prerogativa di questo formato, grazie alla retrocompatibilità sono comunque visibili (in 2D). La galleria di titoli è quanto mai eterogenea: per il canale Viaggi si va dalle immagini di Las Vegas a quelle di Berlino, Hong Kong, Vietnam, ma sono presenti anche città italiane come Roma, Torino (a None Torinese ha sede Sisvel Technology), Lucca e altre ancora. Da visitare per un viaggio nella visione tridimensionale.