Ein praktischer Hardware-Workflow für immersive Kamerasignale

Immersive Kameras erzeugen häufig separate Videobilder für das linke und das rechte Auge. Die Darstellung dieser Signale auf einem 3D-Monitor mag einfach klingen, doch in der Praxis kann dies mehrere einzelne Schritte erfordern:

1. Den gewünschten Bereich aus jedem Auge ausschneiden
2. Beide Bilder neu positionieren und in der Größe anpassen
3. Sie zu einem einzigen Rahmen nebeneinander zusammenfügen
4. Feststellen, ob für die Anzeige zusätzlich ein 3D-Format-Flag erforderlich ist

Das sind zwar miteinander verbundene Aufgaben, aber es handelt sich nicht um denselben Vorgang.

Ein aktueller Anwendungsfall, bei dem es um einen Blackmagic URSA Cine Immersive-Kamera lieferte ein anschauliches Beispiel dafür, wie der Arbeitsablauf mit GeoBox gestaltet werden kann Baureihe G900.

Die Bewerbungsvoraussetzung

Die Immersionskamera erzeugte zwei separate 4K-Videosignale: eines für das linke Auge und eines für das rechte Auge.

Der Kunde wollte nicht die vollständigen Bilder anzeigen. Stattdessen sollte das System Folgendes tun:

1. Extrahieren Sie den zentralen Bereich aus jedem Videofeed.
2. Ordnen Sie die beiden zugeschnittenen Bilder nebeneinander an.
3. Erstellen Sie eine einzige nebeneinander angeordnete Ausgabe.
4. Leiten Sie das kombinierte Signal an einen LG-3D-Fernseher weiter.

Nach der erforderlichen Signalumwandlung von den SDI-Ausgängen der Kamera in ein von der GeoBox unterstütztes Eingangsformat (HDMI oder DisplayPort) wurde der gesamte Bildverarbeitungs-Workflow von der GeoBox übernommen.

Zuschneiden des Inhalts sowohl des Haupt- als auch des Unterfensters

Die Bilder für das linke und das rechte Auge konnten jeweils so angepasst werden, dass nur der gewünschte zentrale Ausschnitt sichtbar blieb. Die beiden zugeschnittenen Bilder wurden anschließend in ihrer Größe angepasst und über die PiP-Einstellungen so positioniert, dass die endgültige “Side-by-Side”-Komposition entstand.

Der daraus resultierende Arbeitsablauf sah wie folgt aus:

Signal vom linken Auge → zentralen Bereich zuschneiden

Signal vom rechten Auge → zentralen Bereich zuschneiden

Zwei zugeschnittene Bilder → PiP-Positionierung → Nebeneinander-Ausgabe

Dadurch konnte das System die gewünschte Ausgabe direkt in der Hardware erzeugen, ohne auf eine PC-basierte Kompositionsanwendung angewiesen zu sein.

Eine Side-by-Side-Anordnung ist nicht dasselbe wie 3D-Signalisierung

Ein wichtiger Punkt, der während der Tests geklärt wurde, war der Unterschied zwischen Erstellen eines Bildes mit nebeneinander angeordneten Elementen und Hinzufügen eines 3D-Format-Flags.

Bei dieser Anwendung musste der LG-3D-Fernseher lediglich das zusammengeführte Side-by-Side-Bild empfangen. Der Fernseher konnte es dann mithilfe seines eigenen Side-by-Side-3D-Modus anzeigen.

GeoBox musste daher lediglich die PiP-Komposition durchführen. Es waren keine zusätzlichen GeoBox-3D-Einstellungen erforderlich.

Diese Unterscheidung ist wichtig, da das Vorhandensein eines 3D-Displays nicht automatisch bedeutet, dass der Videoprozessor ein 3D-Flag generieren muss.

Vor der Konfiguration des Systems sollte der Integrator zunächst ermitteln, welche Anforderungen das nachgeschaltete Display tatsächlich stellt:

• Ein normales Videosignal, das zwei nebeneinander angeordnete Bilder enthält
• Und (oder) ein Signal, das ein explizites 3D-Format-Flag enthält

Wenn nur der erste Punkt erforderlich ist, reicht eine PiP-Komposition aus. 

Wann ist ein 3D-Flag erforderlich?

Bei einigen Bildschirmen oder nachgeschalteten Geräten muss das Signal möglicherweise ausdrücklich als 3D-Format gekennzeichnet werden.

In diesem Fall müssen die Side-by-Side-Komposition und die 3D-Signalisierung als zwei separate Verarbeitungsschritte behandelt werden, sodass zwei Verarbeitungskanäle erforderlich sind.

Der erste Prozessor schneidet die Bilder des linken und des rechten Auges zu und fügt sie zusammen:

Zwei Eingänge → Zuschneiden → PiP-Komposition → Side-by-Side-Signal

Das daraus resultierende Side-by-Side-Signal wird anschließend an einen anderen Verarbeitungskanal weitergeleitet:

Side-by-Side-Signal → 3D-Einstellung → Ausgabe mit 3D-Flag

Wenn zwei Bearbeitungskanäle benötigt werden, kann die Aufgabe entweder mit zwei G902-Befehlen oder mit zwei G901-Befehlen ausgeführt werden.

Die Wahl des richtigen Arbeitsablaufs

Bevor die Prozessorkonfiguration festgelegt wird, sollten vier Fragen beantwortet werden:

1. Müssen beide Augensignale beschnitten werden?

Wenn nur ein Teil des jeweiligen Bildes benötigt wird, müssen sowohl das Hauptfenster als auch das Unterfenster unabhängig voneinander angepasst werden.

2. Reicht ein Nebeneinander-Vergleichsbild aus?

Viele 3D-Displays können ein herkömmliches Side-by-Side-Bild annehmen und intern in den entsprechenden Anzeigemodus umschalten.

3. Benötigt das Display ein 3D-Flag?

Ist dies der Fall, ist nach der Erstellung des Side-by-Side-Bildes ein weiterer Verarbeitungsschritt erforderlich.

4. Wie lauten die tatsächlichen Signalformate?

Eingangsschnittstelle, Auflösung, Bildfrequenz, Farbformat sowie etwaige SDI-zu-HDMI- oder SDI-zu-DisplayPort-Konvertierungen müssen vor der Festlegung der Systemspezifikationen bestätigt werden.

Eine deterministische Alternative zur softwarebasierten Komposition

Diese Anwendung zeigt, wie ein relativ spezialisierter Workflow mit immersiven Kameras umgesetzt werden kann, ohne dass die Bildzusammenstellung auf einem Computer erfolgt.

GeoBox führt die erforderliche Bildauswahl, Größenanpassung, Positionierung und Nebeneinander-Anordnung auf spezieller Hardware durch. Nach der Konfiguration ist die Verarbeitung unabhängig von einem Betriebssystem, Anwendungsupdates oder einer Netzwerkverbindung.

Dies kann insbesondere in der medizinischen Visualisierung, in der Forschung, in der Ausbildung und in anderen Bereichen nützlich sein, in denen der Signalweg vorhersehbar und einfach zu handhaben sein muss.

Entscheidend ist nicht einfach nur die Auswahl eines Prozessors mit zwei Eingängen. Vielmehr muss man genau verstehen, was mit jedem einzelnen Bild geschehen soll und ob für die endgültige Anzeige lediglich ein zusammengesetztes Bild oder zusätzlich 3D-Signale erforderlich sind.

Wenn man diese Unterscheidung trifft, wird die Systemarchitektur wesentlich verständlicher.