26岁上海博士生登上《自然》，用AI调度光线实现完美裸眼3D

技术圈梦寐以求的完美3D显示效果，因为上海科研人员的突破性创新，忽然间似乎不再遥远。昨天凌晨，国际顶尖学术期刊《Nature（自然）》发表了上海人工智能（AI）实验室联合复旦大学等共同完成的论文，介绍了一种全新裸眼3D显示系统，解决了困扰业界几十年的难题：大屏幕与宽视角不可兼得。

有史以来第一次，科学界可以在桌面级显示器尺寸上以超过100度的视角提供高质量裸眼3D，观看者无需佩戴任何设备。这不仅预示着数字世界将要迎来一场革命性的视觉升级，同时也进一步向世界证明：AI完全有能力在更多前沿科学领域“重写”物理边界。

直面困扰半世纪的难题

无需佩戴3D眼镜或头显设备，就可直接从屏幕里看到真实如窗外风景般的立体画面——这样的裸眼3D愿景，已经被技术界追求了半个世纪。然而，要真正做到兼具高质量、全天候、随观看者走动都不会失效的裸眼3D，一直以来都被一个物理瓶颈卡死：显示器无法同时做到“尺寸够大”和“视角够宽”。

根本原因在于，要想实现完美裸眼3D，显示设备必须以类似“广播”的方式，向各个方向传输海量光线信息，以重构一个物体的完整光场。但这样的“完整光场”所包含的信息堪比天文数字，没有任何一台显示器可以做到。

于是，传统技术只能“拆东墙补西墙”：要么牺牲显示尺寸，比如数字全息技术，它能提供极佳的视角和画质，但只有指甲盖大小；要么牺牲视角和清晰度，此时虽然屏幕可以做大，但由于传递的光学信息非常有限，导致观看“甜点位”非常狭窄，有时微微一侧身，3D画面马上就化为重影和错位。

传统技术范式下，这个问题几乎无解。但这次，上海科研团队独辟蹊径，提出了一个颠覆性的全新思路。

AI调度让光追着眼睛跑

如果你在绵绵细雨中出门，为不被淋湿，是否会考虑给全世界装一个遮天蔽日的大顶棚？答案是否定的——我们需要的只是一把雨伞，在头顶撑起一片天空。同理，观看裸眼3D时，真正需要高质量光线信息的，其实只是你双眼周围很小的空间。既然如此，为什么还要顶着物理极限，尝试用显示屏向全世界投放海量光学信息，去构建一个天文量级的光场呢？

上海AI实验室和复旦大学团队此次发表的研究成果，也就是名为EyeReal（书生·瞳真）的裸眼3D系统，就像是打造了一个“点对点的光线信息快递”：基于专门的AI深度学习算法，系统可在0.02秒之内算出观看者的双眼位置，以及为这双眼睛重建3D视觉所需的光场分布。随后，根据这个计算结果，系统通过一个简单的三层液晶显示器堆叠架构，就能将光学信息精准投送到位。

据上海AI实验室介绍，这一“以计算为中心”的EyeReal裸眼3D显示系统，首次在不借助任何眼镜、头盔或眼动设备的情况下，在桌面级显示尺寸上实现了100度超宽视场角，分辨率达1920×1080，刷新率超过每秒50帧。

在其支持的视场范围内，无论观看者如何上下、左右、前后移动，都能得到正确的运动视差体验，且支持人眼自然聚焦，从而在避免眩晕的情况下，提供足够清晰自然的3D效果。

基于这些突破性进展，《自然》在刊发该成果时，给出了“光学信息运用全新范式”的高度评价。同时认为，该技术有望在教育工具、虚拟现实等领域开拓创新应用。而在上海AI实验室看来，这一成果甚至还能帮助AI大模型更精准地捕捉、理解、模拟现实世界中复杂的物理现象，从而推动AI for Science（科学智能）大模型向真实物理世界全面融合迈进。

“不跟风”成就大突破

在给显示行业带来震撼的同时，这项技术突破背后的研究者，包括它对更广泛科研工作的启发意义，也值得一提。

这篇论文的第一作者是26岁的二年级博士生马炜杰。从AI研究来说，他实际上是“半路出家”，本科学的是通信工程，后来因个人兴趣介入机器人赛事，在硕士阶段跨入计算机专业，毕业后加入上海AI实验室、复旦大学和上海创智学院的博士联合培养专项。这个从小经历过不少波折的年轻人，将自己的科研之路比喻成“凡人修仙”——一路都是靠艰苦摸索、披荆斩棘才走到今天。

当前，AI领域的许多团队更倾向于做“短平快”的课题，以“跟上时代的节奏”。但EyeReal项目在起步时，却是在从头探索一个全新的本质问题，风险很高，结果未知。面对这一局面，在两位导师——上海AI实验室领军科学家欧阳万里和研究员钟翰森的指导和鼓励下，马炜杰决定挑战“AI+3D显示”这个几乎无人涉足过的领域。为此，他连续几个月完全“沉没”在实验室，在别人眼里几乎失踪。

最终，当得知论文被接收，马炜杰一度在和家人通话时泣不成声。随后他在社交账号上发文，以今年诺贝尔化学奖得主北川进的话自勉：“不是跟风做热门，而是像前辈一样去探索科学的源头。”而在导师钟翰森看来，这种把全部精力都扑在真正重要的问题上的态度，是此次取得突破的关键原因。

此外，EyeReal的成功，再次验证了AI对基础研究的赋能作用：当科研探索触及物理性能的天花板，如今还有新的出路，就是靠AI去挖掘被忽视的潜力，去攻克传统意义上似乎无解的难题。这不只是一种战术层面的成功，在战略层面，它为基础研究的普遍困境提供了一种可复用的新范式。正是基于这种信念，上海AI实验室才会选择与顶尖高校院所和企业一道，全力探索AI驱动的科学。