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通过将“真实的”人类深度感知添加至数字成像,英特尔® 实感™ 技术可 支持主流平板电脑、2 合 1 设备,以及其他支持实感技术的设备进行 3D 摄影。 这些功 能的实现基于对三个摄像头捕捉的图片传递的深度信息所进行的推断,进而生成适用于 3D 模式的数据,该模式可嵌入到 JPEG 图片文件之中。
英特尔的软件开发套件和其他开发人员工具将提取深度感知处理,以简化应用创建, 人们无需掌握有关深度处理的专业知识。 支持这种最终用户功能的设备现已面市。
本文将向软件开发人员介绍英特尔® 实感™ 技术在增强型数字摄影中执行深度感知所 采用的主要机制。
将数据解码至深度图
数字摄影中的第三个维度(由英特尔实感技术提供支持)主要捕捉场景内摄像头和不 同要素之间的相关距离。 该信息保存在深度图中,从概念上来说,这与地形图类似,图 片中的每个像素(x-y 轴)保存一个深度值(z 维度)。 支持深度绘图的图像捕捉由三 个摄像头感应器完成,如图 1 所示。 这里,800 万像素 (MP) 的主图使两个 720p 红、 绿、蓝 (RGB) 感应器捕捉的信息更加丰富。
图 1. RGB 摄像头感应器阵列生成包含深度数据的图片。
实际深度图的生成方式为:计算三个摄像头捕捉的图片中各点位置之间的差距(根据 设备上摄像头的物理隔离所导致的视差)。 场景中的各点之间的相关差距均绘制在灰度 图像上。 较小的差距由较暗的像素呈现,并且离设备较远。 较大的差距由较亮的像素呈 现,并且离设备较近。 主图的分辨率较高,可单独使用,或根据应用的需要,将其深度 信息用于模拟场景中的 3D 空间。
深度图的分辨率由分辨率最低的传感器 (720p) 所捕捉的图片大小来决定。 它 可保存为 8 位或 16 位 PNG 文件。 通常情况下,深度图文件的大小约为 JPEG 完成文 件总大小的 2 倍。 深度信息本身能够与单个 JPEG 文件中的主图一同保存。 JPEG 可兼容标准图片浏览器。 不过,深度信息不仅能够在支持英特尔实感 3D 摄像头的系统上浏览,还可检索,以用于不同的实感应用。
深度图的质量取决于多个因素,包括:
- 摄像头与对象的距离。 1-10 米的距离可提供最佳的深 度体验,而 1-5 米的距离可提供最佳的测量体验。
- 光照条件。光线较弱的场景需要较高的等效感光度,这 样会产生传感器噪音,并干扰距离计算;炫目、反光的表面也会对深度图造成不利影响。
- 纹理和反差。相比于色彩不均或密集的几何纹样,各要 素之间清晰的视觉对比有助于提供可靠的深度计算结果。
硬件和用例
目前,Dell Venue 8 7840 Android 平板电脑配备了英特尔实感 R100 前置三摄像头 阵列,可用于进行深度摄影。 这款 Venue 平板电脑的厚度仅为 6 毫米(0.25 英寸), 重量仅为 300 克(0.7 磅),它采用 2.3 GHz 英特尔® 凌动™ 处理器 Z3580,以及分辨 率为 2560 x 1600 的 8.4 英寸 OLED 显示屏。
深度绘图在真实应用中的一个常见用例为捕捉图片后,在拍摄的场景中生成准确的对 象测量结果。 该用例通过深度图中的 3D 数据完成。 为了简单轻松地阐述这一概 念,英特尔创建了 “Fish Demo”,如图 2 所示,两位朋友展示他们钓到的 鱼。
图 2. 英特尔® 实感™ 技术利用实际测量纠正鱼的实相。
两位朋友一起钓鱼,其中一位钓到的鱼稍小一些(11 英寸,而他朋友钓到的鱼大一些 ,为 37 英寸),拍照时他站得离镜头更近,以使鱼在传统镜头面前显得更大。 在本演 示中,测量应用有助于通过轻拍屏幕中各条鱼的头部和尾部,获得实际的测量值,并且这 些实际测量值可重叠于图片之上。
该应用还可用于许多其他类似的案例。 父母可在数字相册中记录孩子的成长,无需在 门框上标记身高。 还可简化家具购买,只需确认展示厅内的家具如何放入自家的客厅。 如需进一步演示,可以观看 Jim Parsons 拍的电视广告,其中包含图 3 中的场景,他在 其中介绍特技自行车手如何运用英特尔实感技术提前进行测量,以精准地跨过障碍。
视频:www.youtube.com/watch?v=SFo3Mf0lsvw
图 3. Jim Parsons 推荐使用英特尔® 实感™ 技术准备自行车特技表演。
关于作者
Kyle Mabin 是 SSG 开发人员关系部门的一名技术市场推广工程师,在英特尔工作已 长达 22 年。 目前他供职于亚利桑那州钱德勒市。
了解关于英特尔® 实感技术的更多信息:
www.intel.com/software/realsens e