Geometrieentzerrung mit hoher Qualität (Shader)

Wie angekündigt, ist hier ein Shader (GLSL/HLSL) für die Geometrieentzerrung für gekrümmte Leinwände. Es geht von einer variablen Kissenverzerrung aus. Die Kurve folgt dabei einer Parabel. Bei mir passte die Funktion praktisch perfekt.

Hier geht es zu den Shadern: Projekt bei Github

Das Script unterstützt momentan verschiedene Arten der Verzerrung. Alle werden gleichzeitig durchgeführt und mittels Linear, Bikubisch oder Lanczos interpoliert. Das Bild wird auch direkt auf die Zielgröße skaliert, so dass die interne Skalierung von MPV nichts mehr zu tun hat (die steht dann automatisch auf Bilinear, egal was man konfiguriert hat).

Winkelabhängige Kissenverzerrung:

Beide Dimensionen:

Biegung:

Trapez:

Linearität:

MPV (GLSL):

Am besten, man platziert den Shader in ein Unterverzeichnis "shaders" und aktiviert ihn über die mpv.conf.

glsl-shaders=shaders/warping.glsl

MPC-HC mit madVR (HLSL):

Die HLSL-Datei kann im Unterverzeichnis "Shader" im MPC-HC-Verzeichnis abgelegt werden. Dann ist sie in den Optionen automatisch verfügbar und kann nach der Skalierung konfiguriert werden. MPC-HC aktualisiert das Bild übrigens sofort, wenn sich die HLSL-Datei ändert. Man muss den Film dazu nicht mal stoppen.

Die Qualität mit Bikubisch und Lanczos ist jedenfalls besser als das, was die gängigen Warping-Software abliefern. Aber selbst zu Bilinear ist der Unterschied nicht riesig. Hier ein Beispiel mit zweidimensionaler Kissenverzerrung. Die Ausschnitte wurden auf die vierfache Größe skaliert, um die Unterschiede deutlicher zu machen.

Original:

Bilinear:

Lanczos4:

Das Warping wird nach der Skalierung durchgeführt, also auf der Zielauflösung. Das brachte qualitativ die besten Ergebnis und war problemlos, wenn vorher bereits skaliert und für einen Anamorphoten vorverzerrt wird. Bikubisch ist bei mir ca. doppelt so schnell wie Lanczos4 und Bilinear ca. sechs mal so schnell wie Bikubisch/Lanczos3. Da Bikubisch qualitativ praktisch gleichwertig ist mit Lanczos3 ist dieses standardmäßig aktiviert.

Ich überlege noch, ob ich das per Script in den Desktop injiziere, ähnlich wie dwm_lut das macht. Dann hätte man immer Warping. Theoretisch könnte man sich mit einer HDMI-Capture-Karte auch eine Geobox "light" bauen.

Bekannte Probleme:

• Das OSD wird nicht verzerrt
• Die Zielauflösung ist hartkodiert im Script und kann nicht zur Laufzeit geändert werden

Viel Spaß damit! Anregungen sind gerne willkommen.

Ich habe noch eine horizontale Linearitätskorrektur für Anamorphoten hinzugefügt. Die haben häufig das Problem, dass der Verzerrungsfaktor nach außen hin ansteigt. Siehe auch hier.

Zitat von zxlimited

Wie hast du das nun gelöst? Einfach eine Funktion/Parameter implementiert, um die Verschiebung anzugleichen?

Ja, das sind einfache Formeln, die auf die Koordinaten angewendet werden. Es gibt also keine Anfasspunkte wie bei den Warpingprogrammen. Im Grunde brauchen wir die auch nicht, da unsere Leinwände ja sehr berechenbare Formen haben und die Verzerrung dementsprechend auch berechenbar ist. Bei mir passt es übrigens erstaunlich gut. Es kann sein, dass man hier und da noch was verbessern kann, aber ich denke, die meisten könnten damit schon sehr gut leben.

Zitat von zxlimited

Ansonsten fetter Respekt dafür, dass Du mal eben ein Warping Tool raushaust! Große Klasse!

Danke! Es war dann doch erstaunlich einfach mit den Shadern. Das hätte ich so nicht gedacht.

Zitat von zxlimited

Und du empfindest die Qualität tatsächlich besser als mit Immersive Display Pro?

Wie gesagt, der Unterschied ist eher gering. Bikubisch/Lanczos sind minimal schärfer als Bilinear, also das, was Display Pro benutzt und die NVIDIA Quadro. Man muss schon genau hinschauen und direkt vergleichen, damit man es sieht.

Ich habe es inzwischen in einem Prototypen geschafft, den Desktop zu warpen. Damit wäre auch das GUI verzerrt. Leider ist durch den Shader nur die Grafik betroffen, nicht aber der Cursor und die Koordinaten für das Klicken (z.B. auf Buttons). Das ist natürlich dann so mit der Maus kaum bedienbar. Für Video, Untertitel usw. reicht es aber.

Der große Vorteil der nachträglichen Verzerrung ist, dass die anamorphe Verzerrung und der Zoom vom Player erledigt werden können. Das hat dann zur Folge, dass auch kleiner gezoomte Bilder korrekt in der Krümmung abgebildet werden. Das klappt zwar auch, wenn der Shader in MPV alles auf einmal macht, aber dort fehlt momentan die Automatisierbarkeit.

Ich denke noch mal darüber nach, was eigentlich die beste Lösung wäre...

Hier noch mal eine Version, die auch die Skalierung von MPV bezüglich der Krümmung unterstützt, also wenn man für CIH z.B. das 16:9-Bild kleiner macht. Dummerweise muss man die Zielauflösung direkt in das Script eintragen. Der Vorteil ist, dass man die Skalierung/Entzerrung von MPV durchführen lassen und zur Laufzeit ändern kann. Das erleichtert die Handhabung deutlich.

Weiterhin hänge ich mich jetzt nach der Skalierung ein. Die Qualität ist somit höher, die Rechenlast allerdings auch. Bikubisch reicht nach meinen vergleichen vollkommen aus. Daher ist das hier aktiviert.

siehe ersten Beitrag

Hier noch mal eine erweiterte Korrekturmöglichkeit. Man kann die Biegung (bow) angeben und damit die waagerechte Linie (also die ohne Verzerrung) nach oben oder unten verschieben. An der Gesamtkrümmung ändert das nichts.

Ohne Biegung:

Mit Biegung:

Ich denke damit hat man so langsam alle Parameter, um das Bild an die gekrümmte Leinwand anzupassen. Und das komplett ohne Punktkorrektur.

Ich habe die GLSL auf HLSL portiert und eine lauffähige Version für MPC-HC reingestellt. Damit kann man das Warping auch mit madVR nutzen!

Das funktioniert auch im Exclusive Fullscreen Mode, allerdings wird (wie auch bei MPV) die Suchleiste nicht mit entzerrt.

Das Projekt ist jetzt bei Github.

Ich habe weiterhin noch die Ränder interpoliert. Die sahen vorher nicht schön aus. Ist aber nicht wirklich relevant, wenn sie sowieso in der Kaschierung verschwinden.

Zitat von Chl

Könntest Du sie bitte noch ein wenig erläutern?

Klar. Ganz allgemein kann man die Kürrmung mit distortionFactorY einstellen. Fang einfach mal mit 0.2 oder ähnliche kleine Werte an. Mit distortionCenterY kannst du dann die Mitte der Verzerrung festlegen. Werte kleiner 1 verschiebt die Mitte nach unten und >1 nach oben. Mit den beiden Parametern (die reichen schon fast) würde ich erstmal anfangen und ein bisschen rumspielen. Das Schöne ist, dass MPC-HC das Bild sofort aktualisiert, wenn du die Datei im Editor änderst und speicherst.

Wenn du dann konkrete Fragen hast, nur zu.

Ich habe auf eine schnellere bikubische Interpolation umgestellt. Das brachte noch mal deutlich Performance.

rumpeli

Starte MPV mal in der Eingabeaufforderung, um zu sehen, ob da ein Fehler ausgegeben wird. Ansonsten kannst du mal probieren, ob ein absoluter Pfad funktioniert. Je nachdem, wie man MPV startet, ist das Arbeitsverzeichnis ein anderes und relative Pfade funktionieren an diversen Stellen nicht.

Die Version von MPC-HC unterstützt jetzt auch virtuelle Auflösungen. Die MPV-Variante konnte das schon vorher. Man muss in beiden die native Zielauflösung angeben. Sobald das aktive Fenster kleiner ist, wird die Verzerrung korrekt berechnet.