Эта статья находится в черновом состоянии!
С приобщением к стереовизуализации потребителю приходится сталкиваться со сложной задачей - выбор устройства стереовизуализации (монитора, проектора, очков и прочих систем и запчастей к ним). При выборе обычного монитора, даже у неопытного покупателя заранее есть преимущество - в интернете есть множество профессионально сделанных обзоров и откликов 'счастливых' владельцев. Для оценки качества изображения обычных мониторов было разработано и успешно используется множество методик и программ.
Стереоустройства, тем не менее, лишены такой базы - большинство обзоров лишены конкретики и полны субъективных оценок, а отсутствие стереоопыта у авторов только ухудшает ситуацию. Неискушённые стереом тестеры возможно в первый или во второй раз запускающие игры в стереорежиме не знают и сотой части реальных проблем, возникающих при эксплуатации. Чрезвычайно узкий выбор тестовых материалов, использование 'параметров по-умолчанию', сравнение устройства с другими в неидентичных условиях (или отсутствие сравнения вообще) - вот неполный список типичных ошибок.
Цель данной статьи - разработать некоторую общую методику для диагностики и сравнения устройств по качеству стереоизображения в самых различных условиях эксплуатации; разработать синтетические тесты и подобрать минимальный набор реальных тестов для быстрой оценки теоретических и физических ограничений устройств; по возможности, ввести количественные оценки параметров сравнения для уменьшения субъективизма.
Опытные пользователи ЭЛТ мониторов хорошо помнят полезную утилиту Nokia Monitor Test, ставшую де-факто незаменимым напарником для диагностики и калибровки этих капризных динозавров. Программа представляла собой ряд автоматически генерируемых на полный экран изображений для: диагностики правильной передачи геометрии (отсутствия искажений), настройки уровней контраста и яркости, проверки читаемости текста, проверка качества цветопередачи (вывоз различных цветов и градиентов). Nokia Monitor Test была разработана исключительно для обычных мониторов, а между тем, ряд тестов был бы полезен для оценки стереоустройств!
Автор данной статьи является и автором программного комплекса стереовизуализации sView, поэтому возникла идея добавить некоторую диагностическую функциональность в следующие версии программы. Но для начала необходимо разработать / подобрать такие тесты.
Для начала, определим узкие места стереосистем для последующего создания синтетических тестов:
- сведение ракурсов (геометрический тест);
- отсутствие взаимопроникновения ракурсов (отсутствие гхоста);
- независимая цветопередача для каждого глаза;
- падение яркости в стереорежиме для каждого глаза (вследствие использования очков);
- читаемость текста в стереорежиме (проблемы чересстрочности, размытости, малого разрешения);
Другие важные параметры стереосистемы:
- шум системы (например, от затворных очков; для объективной оценки понадобится шумометр и/или звукозаписывающие приспособления для изучения спектра);
- эргономика устройства (оценка неудобств, вызванных использованием стереосистемы, такие как ношение очков (вес, провода, способ крепления, совместимость с обычными очками));
- количество одновременных пользователей (с приемлемыми параметрами стереопросмотра);
- ...
При использовании зеркальных и 2х-проекторных стереосистем могут возникать проблемы сведения ракурсов. Как правило, эти проблемы решаются на стадии сборки системы, но могут возникнуть и позже. Для сведения изображения может использоваться обычная картинка, но стереоизображение с прямыми горизонтальными и вертикальными линиями было бы гораздо удобнее - такое изображение и может стать первым тестом.
Проблема практически любой стереосистемы - взаимопроникновение ракурсов. При использовании поляризации света для разделения ракурсов (этот способ относится также и к затворным очкам!), важно понимать, что идеально поляризованного света не существует - используемые для поляризации фильтры погашают нежелательное направление поляризации вовсе не на 100%. Для достижения лучшего результата повышают толщину фильтров, что приводит к потерям при передаче основного света (понижается яркость). Таким образом, выбор поляроида - это всегда компромисс между падением яркости и достижения максимальной степени поляризации.
Ещё одной проблемой поляризации являются углы обзора. При использовании очков с линейно-поляризацией поворот головы будет непременно увеличивать гхост (для максимальной фильтрации линейные поляризаторы должны быть под прямым углом друг к другу). Использование круговой поляризации (которая сама по себе не восприимчива к поворотам головы - это её основное преимущество) не всегда решает эту проблему (пример - мониторы Zalman).
Таким образом, второй тест должен быть направлен на определения максимального уровня гхоста для стереосистемы. Такой тест представляет собой прямоугольник, равномерно раскрашенный в 2 разных цвета для левого и правого ракурсов. Для большинства систем тест белый/чёрный будет наиболее стрессовым. Не синтетическим тестом могут стать тёмные игры, например Doom3, где на тёмном фоне возникают яркие источники света (фонарики, лампы, выстрелы).
|
Ещё один простой тест для проверки уровня затемнения изображения в стереорежиме (из-за очков), представляет собой абсолютно белый прямоугольник. Не стоит путать этот тест с абсолютным затемнением очков для противоположного ракурса, который определяет взаимопроникновение ракурсов и относится к тесту выше. Цель данного теста - всего-лишь определить уровень падения яркости при использовании очков, и как следствие - нарушение настроек яркости/контраста монитора. Чаще всего проблему решают повышением гаммы в стереодрайвере. Следует отметить, что понижение яркости можно попытаться 'подсчитать'. Для этого необходимо сфотографировать изображение для каждого глаза в стереорежиме (через очки) и в монорежиме. Результатом будет отношение значения белого цвета в стереорежиме к значению в монорежиме. Для некоторых устройств падение яркости может быть различным для каждого глаза, что важно отметить при тестировании. |
 |
Для некоторых стереоустройств могут возникать проблемы читаемости текста. Такие проблемы могут возникать по разным причинам, к примеру для шлемов виртуальной реальности определяющим фактором становится низкое разрешение матрицы, а для мониторов Zalman - его чересстрочность. В некоторых случаях читаемость может быть затруднена замыленностью изображения (например в проекторах и ЭЛТ-мониторах).
Читабельность текста в целом субъективный параметр. Наиболее трудным для прочтения можно назвать: 1) текст малой толщины (например, один пиксель); 2) мелкий текст (размер шрифта). Дополнительные трудности могут возникнуть при стереоразделение текста (то есть текст не в моноплоскости, а на глубине). Таким образом, тест будет представлять собой различные варианты текста.
Некоторые устройства могут испытывать серьёзные проблемы цветопередачи. Наиболее ярким примером являются анаглифные очки, которые по своей сути являются цветовыми фильтрами, отрезающими часть спектра для каждого глаза. Потеря цветопередачи каждым глазом сама по себе увеличивает усталость, ухудшает стереовосприятие и качество изображения, но хуже потери некоторых цветовых оттенков в целом.
Для определения таких проблем, тест должен состоять из различных цветовых сочетаний для каждого ракурса. Оценка заключается в сравнении ожидаемого цвета (в моно режиме, без очков) и получаемого цвета (в стереорежиме) как для каждого глаза, так и в стерео в целом.
Стоить отметить, что описанные выше синтетические тесты помогут определить теоретические и технические пределы стереосистем. При этом в реальных условиях эти проблемы могут проявляться значительно меньше. К примеру, взаимопроникновение ракурсов будет 'глушиться' малыми параметрами разделения ракурсов в стереодрайвере, поскольку в данном случае изображения для левого и правого ракурса будут отличаться минимальным образом. Проблемы цветопередачи, свойственные анаглифным очкам, в реальных условиях не так сильно проявляются, как в синтетических.
При этом, синтетика поможет определить отклонения тестируемой стереосистемы от идеальной стереосистемы, в которой изображение для каждого глаза должно быть эквивалентно по качеству моно-системе такого же класса в тех же условиях использования (таких как просмотр под различным углом).
К статье приложено несколько черновых вариантов синтетических тестов, которые можно запустить с помощью программы sView. На изображениях для тестирования цветопередачи под цветом фона (backcolor) понимается цвет противоположного ракурса. Каждый такой тест разбит на 2 половины - левая для тестирования передачи цветов на различном фоне левым ракурсом (то есть backcolor - это цвет правого ракурса), а правая половина - для тестирования правого ракурса.
Тесты геометрии:
https://www.sview.ru/files/Stereo%20Quality.%2001%20mono.png
https://www.sview.ru/files/Stereo%20Quality.%2001%20stereo.pns
Тесты цветопередачи:
https://www.sview.ru/files/Stereo%20Quality.%2002%20mono.png
https://www.sview.ru/files/Stereo%20Quality.%2002b.pns
https://www.sview.ru/files/Stereo%20Quality.%2002c.pns
https://www.sview.ru/files/Stereo%20Quality.%2002g.pns
https://www.sview.ru/files/Stereo%20Quality.%2002k.pns
https://www.sview.ru/files/Stereo%20Quality.%2002m.pns
https://www.sview.ru/files/Stereo%20Quality.%2002r.pns
https://www.sview.ru/files/Stereo%20Quality.%2002w.pns
https://www.sview.ru/files/Stereo%20Quality.%2002y.pns
https://www.sview.ru/files/Stereo%20Quality.%2002a%20mono.png
https://www.sview.ru/files/Stereo%20Quality.%2002a.pns