移动互联时代3D视听新媒体的发展现状与趋势研究*

■ 陈积银 刘颖琪



移动互联时代3D视听新媒体的发展现状与趋势研究*

■ 陈积银 刘颖琪

移动互联网技术的蓬勃发展颠覆了传统视听行业的发展方式,便携式移动产品功能的深层次研发催生了新一轮的3D视听新媒体产业革命的到来,人们的收视习惯和思维方式正在发生巨大改变。研究认为未来3D视频的发展前景十分广阔,便携式移动终端与3D数字技术之间的“联姻”将成为视听新媒体行业发展的新方向。移动3D视频的开发建立在成熟的移动播放设备和移动互联网数据传输技术的基础之上,在增强用户的观影体验同时也拓展了视频图像的美学深度与广度,对3D视频市场的繁荣也具有促进作用。

移动互联网；3D视频；视听新媒体

移动互联网改变了社会,也改变了世界,延伸了移动用户需求多样化的市场空间。基于移动互联网平台,本文提出了移动3D视频的概念。移动3D视频,即以轻便小巧、可随身携带、观赏性强的新一代移动立体终端显示设备(如全息手机、具有3D显示功能的IPAD与ITouch等)进行视频拍摄与播映的小型立体视听节目或通过转化技术获得3D效果的视频。随着移动设备性能的提升和视听节目观众小众化趋势的加速,人们可以通过移动电子接收设备随时随地拍摄、传输、欣赏3D视听节目作品,享受技术革新带来的便利与更加直观真实的场景体验,观众传统的观影模式正在逐步被重构。

一、移动3D视频的内容生产

当前,伴随着视音频压缩技术和网络宽带传送技术的不断推进以及多种流媒体上传与下载解决方案的出现,视频内容的形式以及受众需求越来越多元化,影像消费的主流终端正在由影院、电视向电脑、PAD、智能手机等流媒体载体过渡。

不难看出,以内容个性化和用户自主生产为导向的服务发展，成为未来移动互联网视频领域拓展产业价值链的重要方向。除了视频共享网站以及庞大的视频数据库之外,新媒体背景下的移动3D视频内容生产应该重视观众(用户)的生产自主性。用户生产模式介于“UGC”和“PGC”之间,用户生成内容(UGC),指用户将自己原创的内容通过互联网平台进行展示或者提供给其他用户。UGC内容将依旧是未来移动媒体的核心要素,但需要把UGC升级包装到更为专业的内容里,去挖掘那些更专业的作者,让他们为我们提供所谓的PGC(专业生产内容)。

跟整个技术的去中心化趋势一样,越来越多的内容也将由用户生成、策划,用户生成的内容正在重塑互联网。①用户生成内容(UGC)不仅仅是接受经济,也是参与经济。在自媒体时代,每个人都可以成为3D视频的生产者。实现移动设备生产3D视频内容可以通过以下三种方法:一是手机、平板电脑等移动终端的摄像头实现双孔拍摄,早在2011年日本JVC公司就已经生产出了家用式3D摄像机JVC TD1,家用3D投影仪等设备也开始步入家庭,相信未来移动3D终端设备将成为市场的新宠；二是开发优质的2D转3D影片的软件,实现全民随时随地制作3D视频；三是在对手机配置的高要求以及对移动终端的低价要求的前提下,3D视频专业创作团队与民间(草根)创作团队通力合作,类似于专门为电视播放而制作电视视听节目一样,拍摄适合在移动设备上播映的专门的3D视频。

二、移动3D视频的编码与网络传输

目前,无论是手机还是平板,移动智能终端是绝大多数人最重要的伴侣,成为了生活构成,这也让移动互联网平台上的3D视频传播看到了未来。因此,基于移动智能终端的3D视频的体验质量将成为接下来3D市场重点关注的问题,这其中涉及到3D视频编码压缩技术和网络传输技术这两个关键技术的支持。

1.3D视频编码压缩技术

移动消费市场的一大重点放在了编解码器的标准化,因为视频内容必须在各种尺寸以及各种比特率中被迅速编码/解码。目前3D视频的编码方法有四种:传统立体视频编码、基于深度信息的视频编码(V+D)、多视角视频编码(MVC)、多描述编码(MDC)。针对双视角3D视频的局限性,近年来德国弗劳恩霍夫研究所开发了一种新型的多视角视频编码技术(MVC)。该技术对3D立体效果的双影像压缩技术具有很大的改良作用,减少了数据压缩过程中的视频数据损耗,其在画面质量方面比传统3D影片也要好一些,目前是非常被看好的3D视频编码技术。视差估值是3D视频编码的重要组成部分,但是,日益流行的3D在线视频也存在基于视差估值的技术不精确且计算复杂的问题。②因此,如何在实际应用中结合多种编码方式高效地对大量3D视频数据进行编码压缩，如何保证数据的可靠传输,仍然是未来3D视频业务发展需要重点关注的问题。

2.3D视频的网络传输技术

随着传输3D视频内容增加的带宽以及不断改善的网络条件,保持体验质量成为解决3D影片视频的高效编码和压缩之后的当务之急。由于海量的数据,基于IP异构网络的3D视频流显然比2D视频难得多。③此外,用户对于快速获得高速移动数据的需求是强烈的,无线数据流量预计将呈现大幅度增长趋势,这导致目前的网络越来越紧张,以至于达到前所未有的地步。从目前的技术现状看,4G通信网是实现移动终端在线3D观影活动的唯一选择；5G无线通信系统将在下一个阶段逐渐普及,旨在高速连接、海量数据以及极佳用户体验,任何人可在任何地方、任何时候获取高质量视频内容。

由于3D影片视频数据量比较大,而当前的网络带宽又有限制,因此采用流媒体传输技术可以让观众边下载边观看。相比而言,3D视频网络传输中的延迟问题与通道同步问题也是多媒体数据传输过程中需要重点解决的问题。相比而言,流媒体传输技术则比传统的数据传输技术能更好地解决这些问题。

三、移动3D视频播放终端的开发

目前,3D视频主要作为3D静态图像和视频录制、播放应用程序的延伸而被推广。3D视频产业是一个高度整合的产业,不仅包括立体摄像机和播放器终端等软硬件系统,还包括一些新的技术应用(如3D视频的显示技术、2D转3D技术等),技术的不断提升成为3D视频走向市场的前提保障。

1.裸眼3D视频的显示技术

实现移动终端的3D观影,设备屏幕的3D显示技术是观影需求的第一步。因此,在移动终端设备上如何将丰富、真实的3D内容快速传递给受众,成为3D显示领域的重要前沿方向。裸眼立体显示技术是3D显示技术中基于便携式移动终端的一种实现方法,即不需佩戴任何辅助设备通过裸眼即可体验画面清晰、色彩丰富、逼真、具有深度信息的立体视觉效果且日益接近于最自然的人眼视觉,其终将取代眼镜式技术,成为当下移动3D市场显示技术的发展趋势。

近年来,国内外在移动终端设备上已经具备了3D立体显示技术。比如，早在2009年10月,3M公司成功研发的3D光学膜,实现了无需佩戴3D眼镜即可在手机、游戏机及其他手持设备中显示真正的立体影像,极大地增强了基于移动设备的交流和互动。2015年,美国超多维super D公司发布了其裸眼3D技术的平板电脑、手机、手机扩展显示设备和游戏设备；同年,中国网络视频公司PPTV也发布了裸眼3D手机——PP·King7s,美国商标专利局(USPTO)公布苹果公司也发布了其专利“自适应眼球追踪3D显示器”项目等等。很明显,裸眼3D视频时代已经来临,其技术取得了一定突破,清晰度、舒适度和可视度各方面得到加强,未来裸眼3D显示技术的播放屏幕将毫无疑问进入产业化快车的发展轨道。

2.3D视频播放器

近几年科技的高速发展使得新媒体的表现形式日益丰富,新兴技术的应用更为迅捷,影音存储和播放技术也在不断发展以满足人们越来越高的要求。要实现移动终端的3D视频播放,3D视频播放器必不可少。目前市面上较好的一款3D播放软件Stereoscopic Player是一款支持3D视频自动识别、真3D字幕和蓝光3D完美播放功能的播放器。该播放器支持世面上的3D手机以及大多数2D手机,在凸显3D播放功能的同时,让广大用户享受到随时随地的沉浸体验和亲临感。此外,基于OpenGL ES的方法被证明是一种移动视频显示设备较好的显示方法,其支持硬件加速,并通过“C++”代码实现渲染,由此带来了很高的运行效率。如今,图像解码和自适应传输技术在安卓网络视频显示器的应用程序中运用得十分成熟。④尽管如此,由于3D视频容量过大、技术要求高,很可能造成播放软件不稳定而出现崩溃等问题,仍然存在着部分格式影片的解码问题。所以,移动终端3D视频播放软件存在的解码问题亟待解决。

3.2D转3D技术

3D视频能够为人们带来2D视频无法提供的立体感和交互式体验。然而,高质量的3D视频的制作与生成需要花费大量的人力、物力、财力。随着3D技术的蓬勃发展,3D智能手机等移动终端的出现为3D视频提供了除影院和电视屏幕之外的又一输出口。然而,在内容为王的新媒体时代,可供这些输出口播放的3D视频少之又少,且存在前期投入太高、收支平衡风险大、纯3D创作片源较少等问题。在此前提下,2D转3D技术的应运而生。该技术也叫2D深度技术,主要通过抠像、深度和匹配三个制作流程对2D影像进行后期处理,制作出左眼及右眼影像,旨在帮助人们以极低的成本获得并普及3D内容,从而活跃3D内容市场。

现如今有手动、人工辅助和自动2D转换3D内容等诸多3D转换的方法。例如,QQ播放器已经初步实现PC终端的2D影片到3D影片的转换；IF-2D3D转换器可将2D视频实时转换为3D视频,该技术既可以为投资商节约大量生产成本,也使得移动终端设备将2D转3D成为可能。但是,出于成本而进行2D转制3D,一定程度上导致了伪3D视频的滥竽充数,再加上技术还不够成熟,通过转制生成的立体视频质量也不尽如人意,不能满足人们日益增长的视频消费需求。由此可见,2D转3D技术的未来还有很长的路要走。

四、移动3D视频的美学价值

3D作为一种创新化的技术,通过影视化表达转化成艺术生产力,实质上就是一种艺术。技术的特性就在于符合规律的有目的的运用,技术越纯熟就越能解决目的性与规律性的对峙,从而达到自由的形式、达到美的境界。⑤3D不再仅仅是一种技术表现手段,其艺术精神与美学价值也值得引起我们的关注。

与传统的2D视频相比,基于智能移动终端的3D视频成像上向前延伸的立体性将画面空间拓展到了屏幕内外,接受主体不仅能明显察觉到画面空间中呈现的人物景物所处位置以及纵深关系,在视觉上产生了“身临其境”的真实感,而且能随时随地、随心所欲进行欣赏以及思想的再加工,再加上多声道立体声环绕,堪称完美的视听体验。从美学的视角看,3D使电影更加接近人们对于电影本质的理解；更加接近它的起源,即对大自然的完整模拟⑥。3D技术的视觉真实性与虚拟性的完美体验,无不体现着一种视觉更高层次上美的表达,从而改善了审美实践中人类对技术美学价值的看法,凸显了技术进步的崇高之美。

除此之外,移动3D视频的美学价值不仅仅在于它的立体成像效果,而且还在于3D视频的交互性带来的自我实现需求的满足。移动3D视频为这种自我实现需求的满足提供了绝佳的平台。比如,引起轰动效应的3D电影《阿凡达》以及《星际穿越》做到了真正为影片内容本身服务、为人类服务。观众通过自由选择观看3D视频满足自身对于视觉盛宴的需求,获得审美的满足；3D视频通过观众观看,在实现自身经济价值的同时也获得了绝佳的美学价值。

五、移动3D视频的未来趋势

移动网络视听媒体对用户产生了较大吸引力,年轻群体对手机视频的渗透率和黏性不断提升,成为网络视频的一个新增长点,在市场格局中占据很大一部分市场份额,呈现出广阔的发展前景。有报告指出,“有46.8%的用户每天使用移动终端的市场超过3小时,占到全部人数的近一半”⑦。基于目前移动3D视频的发展现状,未来移动3D视听新媒体的市场前景或将呈现以下几种发展趋势:

1.P2P技术将成为便携移动终端传输的新技术应用

目前,智能移动手机、iPad等便携式移动终端设备的裸眼3D技术及功能的研发,不仅在提升屏幕显示品质和用户观赏体验上取得了良好的开端,而且为便携式产品带来了可观经济效益。点对点技术(简称P2P)又称对等互联网络技术,是一种网络新技术,依赖网络中参与者的计算能力和带宽。未来,随着手机CPU性能的提升和移动互联网的不断完善,P2P技术有可能为未来的3D娱乐服务提供更多高效和灵活的传输方案,使得用户在社交网络中与协作伙伴快速地交互内容。⑧在P2P技术足够成熟之时,基于便携式移动终端的3D视频欣赏将会更好地实现人机交互这一功能。

2.5G网络将成为良好的支撑

目前4G时代已经来临,网络接入提速加快使得移动3D视频的直播速度以及清晰度得到大大提高。但是,由于爆炸式增长的移动设备总量、网络流量以及移动用户新需求,当前4G网络面临诸如大量的内容请求、运营成本高等挑战,将很容易被更高速、更大的容量、性能更为强大的5G取代。2016年7月27日,中共中央办公厅和国务院办公厅联合印发的《国家信息化发展战略纲要》提出了网络强国建设的“三步走”战略目标,第一步到2020年,第五代移动通信(5G)技术研发和标准取得突破性进展。未来,5G技术将在传输3D视频业务方面发挥重要作用,支持并实现“人与物”、“物与物”之间的高速连接,使得人们不仅可以随时随地自如地观看3D投影,而且3D视频从高清迈入全息,满足不同用户的需求。在中国,华为计划在2018年投资6亿美元于5G技术研究和创新。⑨在国外,欧盟委员会于2013年以5000万欧元基金资助一项名为METIS的5G研究项目,该项目为5G奠定了基础。到2020年,5G有望在用户体验、无缝体验以及云服务等方面取得革命性的提升⑩。由此可见,5G网络技术的重要性不言而喻,除了需要扩容技术之外,低时延、高可靠以及大连接也是必不可少的。

3.基于服务的商业模式创新

目前,移动3D视听新媒体作为视听新媒体产业格局中的重要一环,其商业模式决定未来的发展潜力和方向。基于移动宽带网络的3D视频服务的传输被认为是无线领域视觉娱乐体验的下一重大步骤。个人云服务已成为生活构成。目前,大数据、云计算走进大众视野,打破了异构网络同时支持大量移动服务的限制,通过无限计算和海量存储资源为大量应用程序服务,解决了诸如计算繁重的传输任务耗费大量移动设备存储等技术问题。“云计算可以保证资源利用率、运营效率、资源的可移植性,在移动中满足用户的需求,以及高效3D视频内容运作内存的最大化”。通过移动互联网在便携式移动终端上无缝存储、同步、获取并分享在线3D视频服务,在提升个人应用体验的同时,也为移动终端服务商创造了新的价值。

在用户运营这一方面,为了顺应用户需求和时代潮流,推动3D视听新媒体产业发展的,未来移动3D视听新媒体应在直播、点播、回看、搜索、网络社区等多种消费方式中赢得市场份额,尤其要注重社交平台的运营。除此之外,网络视频的收费已是大势所趋。在未来的移动3D新媒体格局中,应通过多种渠道的营销模式形成一定的产业规模,成为视听新媒体市场上活跃的力量。

4.体育比赛直播、广告传媒、娱乐游戏、教育、医疗、动感监控等立体环境的重构

在裸眼3D技术和人机交互的虚拟立体3D终端设备极度发达的前提下,移动终端设备应用程序的拓展,为用户提供内容的同时也将衍生出有巨大发展潜力的市场。由Schild et al提出的立体渲染算法,允许立体3D 视频在游戏引擎得以轻松地显示。在体育比赛直播、广告传媒、娱乐游戏、教育、医疗、动感监控等不同行业、不同领域中,将观众带入虚拟仿真世界,使观众产生真实感和亲临感,进而获得更具有灵活性、情境相关性的3D体验。

六、结语与展望

综上所述,本文认为,终端智能化、应用移动化、视频3D化、服务全球化、制作人性化的视听消费行为已是大势所趋。未来的视听新媒体行业将进一步摆脱时间、地点、终端、平台、技术等多方面的限制,不断为人们提供易于接受的内容、服务和视听体验。移动3D视频正在成为现实并即将成为未来视听新媒体最具潜力和生命力的发展领域和拓展方向,不断创造新的商业模式来拓展视听新媒体的市场空间。然而,在中国,基于便携式终端的3D技术的发展还不够充分,其在技术研发和产业化建设方面与其他国家仍有较大差距,无法满足未来急剧增长的数字多媒体消费类电子产品的市场需求。因此,面对国外3D视频产业迅猛的发展形势,中国3D视听新媒体的发展任重而道远。中国必须实施赶超战略,制定相应技术标准,积极探索3D视频技术在移动终端与互联网融合发展中的突破口。

注释:

① 《2015年移动互联网行业11大趋势》,《互联网周刊》,2015年3月9日,http://www.ciweek.com/article/2015/0306/A20150306567453.shtml.

② Sharma,S.Eva Cheng;Burnett,I.ASimpleObjectiveMethodforAutomaticErrorDetectioninStereoscopic3DVideo.Big Data Visual Analytics (BDVA),vol,no.3,2015.pp.12.

③ Yanwei Liu,Jinxia Liu,Junping Song,Antonios Argyriou.Scalable3DVideoStreamingOverP2PNetworkswithPlaybackLengthChangeableChunkSegmentation.Vis.Commun.Image R,vol,no.31,2015.pp.41-53.

④ Yongxin Zhuanga,Yang Li.DisplayTechniqueOfMobileVideoMonitoronAndroid.International Symposium on Computers & Informatics,vol,no.3,2015.pp.28.

⑤ 谢丰奕:《南非世界杯后欧美卫星3D电视的新发展》,《卫星电视与宽带多媒体》,2010年第18期。

⑥ 余志为、彭吉象:《从观看到体验—转变中的3D电影美学观念》,《当代电影》,2014年第9期。

⑦ 《移动媒体趋势报告:七成人用移动终端看新闻》,腾讯科技,2014年11月12日,http://tech.qq.com/a/20141112/046332.htm。

⑧ Ahmet Kondoz,Tasos Dagiuklas (auth.),Ahmet Kondoz,Tasos Dagiuklas (eds.).3DFutureInternetMedia-SpringerNewYork.New York:Springer,2014.p.4.

⑨ Ning Zhang,Nan Cheng,Amila Tharaperiya Gamage,Kuan Zhang,Jon W.Mark.CloudAssistedHetNetsToward5GWirelessNetworks.Communications Magazine:IEEE,vol,no.53(6),2015.pp.59-65.

⑩ 《5G Forward Looking Research》,ASTRI,http://www.astri.org/cn/technologies/technology-divisions/communications-technologies/5g-forward-looking-research/,2016年7月27日。

(作者陈积银系西北师范大学传媒学院副院长、教授；刘颖琪系西北师范大学传媒学院硕士研究生)

【责任编辑:张国涛】

*本文系国家社会科学基金青年项目“我国3D电视产业国际规制借鉴”(项目编号:13CXW012)的研究成果。