新华日报讯 今年3月，《阿凡达》十年后复映依然跃居票房热榜。不过，科技浪潮奔涌，当年领潮流之先的3D眼镜沉浸式体验，何时能被裸眼3D技术取代？《科技周刊》记者采访了南京邮电大学数字媒体技术系霍智勇教授。
3D电影的限制之一就是需要佩戴3D眼镜。“这个眼镜的镜片其实是一对方向互相垂直的偏振片，偏振方向分别和两个放映机前的偏振镜片方向一致。通过偏振眼镜观看3D电影时，双眼分别看到各自独立且略有差别的图像，从而就会像直接观看实际场景时那样产生立体的感觉。”霍智勇告诉记者，“人的双眼相差大概6厘米左右，左右眼看到的不同图像在大脑中叠合，就能看到立体纵深的图像。3D电影正是利用这一特点，让观众的左右眼分别接收同一场景中两幅存在视差的画面，从而由大脑产生空间立体感。”
裸眼3D技术则不同，观众无需佩戴3D眼镜或头盔等外部辅助工具就能看见立体图像，且能有效避免“视觉不适”。“裸眼3D显示技术是通过调整光角度来分离左右图像，并将其分别发送到观众的左眼和右眼以实现3D效果，具体可分为显示空间分割和显示时间分割两种方式。”霍智勇介绍。
从技术原理来看，实现裸眼3D的关键是创造出双眼视差。目前，实现裸眼3D的技术手段主要有5种：视差光栅，柱镜光栅，立体显示器，全息投影和光场显示器。现实中也早已有不少应用，如大家熟悉的任天堂3DS手持游戏机就是使用视差光栅技术。视差光栅由一个不透明层和一系列精确间隔的狭缝组成，利用狭缝来限制光的传播方向，从而使图像信息产生视差效果，创造出空间视觉深度感。
近年来频频“出圈”、吸引游客打卡的各类户外LED裸眼3D大屏是否也同样应用的是裸眼3D技术呢？霍智勇并不认同，他说：“严格意义上来说，这些只是3D的效果假象，观众左右眼看到的图像是一样的，并非在硬件设备上实现了裸眼3D的技术突破。”他解释，现阶段的LED大屏实现裸眼3D其实是在二维画面中借助物体的远近、大小、阴影效果、透视关系构建出三维立体的效果，利用视觉边界参照物，使动画部分能够“突破”参照物，形成3D的假象。
不难发现，这些裸眼3D LED大屏无一例外都是由两个呈直角的面组成，利用符合透视原理的视频内容，且只有当人站在转角的前方观看，能保证同时看到物体的侧面和正面时，才有逼真的立体效果。“这些大屏并不是传统意义上的裸眼3D显示器，本质上是由2D LED显示屏与特制的2D视频内容形成的裸眼3D效果，并非使用屏幕硬件产生视差效果来显示3D图像。”
霍智勇告诉《科技周刊》记者，真正实现裸眼3D技术有不少难点：一方面是对硬件设备有着较高的要求，考虑不同的安装环境，对显示屏的分辨率、图像灰阶、动态对比度、刷新率和帧速率都提出了不小的挑战；另一方面的难点则来自显示内容设计，想要让观众产生身临其境的互动感，就要“量身定制”裸眼视差视频，而这一视频的内容设计和合成难度较高。
目前，裸眼3D技术仍不成熟，存在画质不清晰，看久了会视觉疲劳，对观看角度要求严格等问题，但来自广告、公共显示、展览展示等各领域巨大的应用需求将推动技术进一步发展。“十四五”规划中，以裸眼3D技术为代表的虚拟现实技术被列入数字经济重点产业。霍智勇认为，以此为契机，裸眼3D技术会迎来新的快速发展，呈现巨大的应用价值和发展潜力。（记者 蒋明睿 葛灵丹 通讯员 张前）
