大力發展三維顯示等關鍵技術 助力虛擬/增強現實邁進新時代

戴瓊海

（清華大學自動化系，北京 100084）

2016年被稱為虛擬現實（VR）技術的元年，隨后的2017年VR產業步入了一個投資理性期，如今的2018年，虛擬/增強現實（VR/AR）技術與產業繼續前行，在三維顯示等關鍵技術深入發展的背景下邁進新時代，開啟新征程。

三維顯示技術是虛擬現實/增強現實技術的關鍵技術之一，科學家正致力于使三維顯示器上的圖像與真實事物完全一致。由此帶動了VR/AR產業的持續蓬勃發展，并且隨著VR/AR智能化的進步，VR/AR在文化教育、醫療衛生、電影電視、智慧城市、工業制造等領域有了實際落地的應用。

在上述背景下，《科技導報》邀請相關VR/AR領域的專家撰寫了VR/AR暨三維顯示技術研究綜述，出版專題以促進將該領域成果的推廣與傳播。

1）在三維顯示關鍵技術方面。清華大學曹良才團隊撰寫的《基于全息光學的虛擬現實與增強現實技術進展》，從顯示技術的角度闡述了目前主流VR/AR產品使用的技術方案，提出了全息光學技術在VR/AR產品中的優勢和在產業中的作用，特別是歸納了全息光學技術在近眼顯示領域的最新進展，分析了全息光學和VR/AR產業在結合過程中所面臨的挑戰，并對基于全息光學的VR/AR產業發展進行了預測和展望；四川大學王瓊華團隊撰寫的《基于集成成像的增強現實三維顯示技術》，分析了現有增強現實器件的不足，介紹了集成成像三維顯示技術的原理和特點，盤點了以集成成像三維顯示為核心的光學透視式增強現實器件和系統，介紹了這些器件和系統的原理，并分析了離軸光學技術、自由曲面技術、全息光學元件技術、雙4f系統各技術的特點。

2）在VR/AR其他關鍵技術與標準方面。杭州電子科技大學顏成鋼團隊撰寫的《基于視覺的虛擬現實與增強現實融合技術》，提出了一種基于視覺的虛擬現實與增強現實融合技術，總結了室內場景三維重建過程中的設備選擇、追蹤和運動干擾、平面識別等問題，并指出當前SLAM中具有挑戰性的問題；浙江大學牟同升團隊撰寫的《AR/VR虛擬顯示光學測量及IEC國際標準進展》，根據虛擬顯示的成像方式，提出了模擬人眼的入瞳、視野、視角方向及光譜響應等特性的測量技術。同時，結合IEC TC110 WG12“穿戴顯示”工作組的標準化工作情況，介紹了AR/VR虛擬顯示光學測量方法國際標準化的進展；北京電子科技學院金鑫團隊撰寫的《圖像美學質量評價技術發展趨勢》，回顧了圖像美學質量評價的發展歷史，綜述了該領域關鍵技術的發展情況，展望了圖像美學質量評價及其關鍵技術的發展趨勢，為VR/AR內容制作中的美學問題提供了技術支撐。

3）在VR/AR暨三維顯示技術的實際應用方面。上海交通大學翟廣濤團隊撰寫的《VR在兒童孤獨譜系障礙輔助治療中的應用》，概述了虛擬現實技術的特性及其在醫療和精神衛生方面的研究與應用情況，介紹了孤獨譜系障礙（ASD）發現與認識深化的過程、現有各種非藥物治療方法的分類和比較，闡述了VR技術應用于ASD研究和輔助治療的過程和最新進展；中國傳媒大學曹三省撰寫的《VR/AR在文化旅游與影視中的應用創新與趨勢》，分析了VR/AR在文化旅游與影視領域的支撐技術及其演進、融合中的應用創新，研究了其發展趨勢及對傳媒文化產業的影響，探討了未來該領域的發展趨勢；北京電影學院葉風撰寫的《VR全景交互媒介特性與內容設計方法》，通過對VR體驗的行為特征、用戶對VR體驗的訴求、VR產品的使用場景3方面的分析，梳理了VR全景交互的媒介特性與內容創新之間的關系，提出了設計思維方法在VR內容創新中的指導意義；北京聚力維度科技有限公司趙天奇撰寫的《人工智能為3D影視行業注入新動力》，介紹了一種新的3D轉制技術——人工智能2D轉3D，該技術可根據2D圖像自動生成3D內容，在無損品質下，將3D轉制效率提升了1000余倍，基于這項技術，可開發3D直播、3D瀏覽器等新應用，也有望徹底解決3D內容匱乏問題。

總之，隨著相關關鍵技術的解決和產業應用鋪開，虛擬與增強現實有望迎來嶄新的發展時代。