Nature独立一作，复旦大学博二研究生突破裸眼3D显示难题

IT之家 11 月 28 日消息，据复旦大学官方 11 月 27 日消息，该校计算与智能创新学院二年级博士研究生马炜杰于当日凌晨以独立一作身份在 Nature 发表研究成果，突破裸眼 3D 显示难题。

据介绍，该成果横跨三维计算机视觉、计算机图形学、显示光学三个领域，聚焦裸眼 3D 技术，首次实现桌面级显示尺寸下超宽范围的全视差裸眼 3D 显示，打破该领域几十年来大尺寸与宽视角“鱼与熊掌不可兼得”的局面。

在这次发表的成果中，马炜杰提出了一种主动式的动态最优利用有限信息预算的解决方案，把有限的光学信息精准地投放到最为关键的双眼周围区域。他解释，传统的裸眼 3D 技术是对有限信息预算的被动折中，以至于难以看到兼具大尺寸和宽视角的 3D 图像。

“如果以建造泳池为例，三维显示的信息预算就相当于泳池的水量，想实现人在任何位置都能肆意游动，那么这个泳池要又长（尺寸大）又宽（视角广）。”但是，现有物理条件下可用的“水量”有限，因此，如何分配预算成为问题的关键。

当前的裸眼 3D 技术要么牺牲尺寸，将全部预算用于提供宽广连续的视角，但是显示屏会被极限压缩，不适合日常观看；要么牺牲视角，将预算分配到所有可能的观看方向，但只能保证一个固定、狭窄的观看区域有较好的效果，观看受限。

在这篇文章中，马炜杰提供了一个截然不同的思路，打破了“必须尽可能灌满整个泳池”的传统思维。“就像游泳者，需要的只是周身那一汪清水。”基于此，他提出了一种主动式的动态最优分配方案，其核心思想就像一个永远追随游泳者的“智能移动浪花”，实时将显示屏有限的信息资源精确地投射到双眼所在的微小区域。“眼睛到哪里，信息就跟到哪里。对观看者本人来说，他感受到的就是一片广阔、连续、完整的‘水域’，可以在其中自由移动。”

做到这一点，离不开物理精确的双目建模和人工智能的结合。通过精确建模双眼在真实世界中的视锥场，准确捕捉双眼在任意位置和角度上接收到的光强，同时辅以人工智能进行计算，即时优化最佳的光场输出，以确保双眼在移动时也能看到连续、自然的运动视差。

这种动态优化有限信息预算的利用思路，首次让大尺寸、宽视角、高分辨率和实时刷新率在现有的物理限制下达成了“和解”，为下一代裸眼 3D 显示器提供了一个实用且通用的科学范式。

▲ 论文中用到的物理验证原型示意图

IT之家附论文链接：