裸眼3D技術的從0到1

高喬

3D電影和電視能呈現逼真的視覺影像，觀看者猶如身臨其境般亦真亦幻，是影視技術的嶄新階段。佩戴式3D由于眼鏡保管和攜帶等原因，使用起來很不方便，因此科學界一直都在探索不需要眼鏡的3D技術，也就是我們現在統稱的“裸眼3D技術”。

作為一項極具市場價值的新型光電顯示技術，其基礎理論問題一直到21世紀初才得到精確的解答，那就是“獨立視區理論”和“立體度測試理論”，南昌大學梁發云教授在此領域的研究成果有力地促進了基礎理論的完善和產業化的發展。

裸眼3D技術的理論突破

世界發達國家在20世紀90年代開始探索實現裸眼觀看3D的機理方法，他們使用電子光柵或柱透鏡方法來試制樣機，也發表了光學原理研究的初步想法，但都不完善。包括美國DTI公司、日本夏普公司研制的裸眼3D產品最后都以技術失敗而告終，其原因是他們的產品并沒有真正的“獨立視區”。梁發云于2002年開始將“彩色立體顯示關鍵技術研究”作為博士論文選題，瞄準了裸眼3D技術的光學原理作為攻關方向，通過兩年多的探索研究，建立了“獨立視區理論”和“立體度測試理論”，完整地解決了困擾科技界多年的難題。“獨立視區理論”及其驗證方法的“立體度測試理論”獲得了行業的公認，并有力地指導了產業化進程，使得我國產業界率先研發生產出3D性能卓越的裸眼3D產品。

經過10多年的沉淀，裸眼3D技術的基礎理論終于發揮了重要的作用，它解決了該技術領域的至關重要的原理問題，在此基礎上可以發展成“獨立視區”空間位置可調的各種類型的裸眼3D產品，可應用在電視機、顯示器、監視器、便攜設備、機電設備、教育展覽等眾多領域。為3D電影拍攝的3D攝影機、3D攝像機，有了裸眼3D液晶屏作為監視器，就可以實時觀看拍攝場景的3D效果，使得3D電影的拍攝有了最強大的裝備。而配備3D圖像傳感器的裸眼3D手機，為人們的交流、生活記錄、互動平臺帶來顛覆式的變化，必將改變一代人的生活方式。

裸眼3D技術的真偽之辯

梁發云認為，裸眼3D技術沒有“真”“偽”之分。人類是使用雙眼觀看世界的，擁有立體視覺功能，能夠通過雙眼成像的細微視差產生空間感覺。只要能滿足雙眼看雙圖的裸眼3D顯示技術都是“真”裸眼3D技術。

現在科技界發展成功了“空間三維顯示技術”，能夠在有限空間內通過高速旋轉的像素及人眼視覺暫留特性顯現出逼真的物體三維圖像，是機械、電子、光學技術的有機結合，能在展覽、展示領域獲得應用。由于成像的空間范圍限制，該技術無法應用于3D電影、3D電視的播放，也無法作為3D圖像拍攝的監視器。

裸眼3D技術的從0到1

基礎科學研究是一個國家核心競爭力的重要表現，而原創理論和原創技術尤為重要。裸眼3D技術基礎理論從無到有，無疑是該技術從0到1的飛躍。在科學研究過程中，梁發云使用了很多原創性很強的概念、理論和方法，如“亞屏幕”“虛擬屏幕”“獨立視區理論”“立體度測試理論”“視覺特性”“動態裝配法”“仿生3D圖像傳感器”“像素重配”“輪序算法”等，不斷充實和發展“裸眼3D技術”領域的豐富內涵，使得我國在該技術領域持續不斷地發展壯大。