科幻大片中,三维立体图像通讯已是电影标配,然而在现实生活中,尽管曾有厂商声称推出了具有裸眼3D效果的科技感爆棚的设备,但后来证明多是炒作和打擦边球。
真正飘浮在空中、全角度的裸眼3D实现虽未必不可能,而在当前的计算能力、存储能力、网络传输能力等硬性条件限制下,高清晰度的静态裸眼3D图像、动态裸眼3D图像在国家级实验室里短期内实现也有较大难度。
实验室勉强实现静态裸眼3D
在6月初举行的国家“十二五”科技成果展上,来自浙江大学现代光学仪器国家重点实验室的一组裸眼3D显示设备引起颇多参观者驻足。
通过一块飞速旋转的圆形屏幕,在屏幕正上方空气中,这套学名叫作“可探入光场三维显示系统”的设备投射出了三个可爱的立体卡通图像。
通过设备的三维影像获取摄像头,记者现场采集了记者的三维头像,并且当场演示,虽然记者的三维头像显示效果比之前预采集并演示的立体卡通图像更为模糊,但如果调节图像角度、从上往下俯瞰,努力睁大眼睛,记者的三维头像依稀可辨。
虽然显示效果不尽如人意,但这个小测试证明了,在当前国家级实验室设备下,在裸眼环境下实现一定角度的静态三维图像效果并非不可能。据实验室现场工作人员介绍,浙江大学这套设备在我国率先实现了浮现在空气中的三维显示。
但随后的情景却可以让作为围观者之一的记者从幻想退回现实。
首先,这套系统太大。全球第一台计算机诞生在美国宾夕法尼亚大学时,体积可塞满几个屋子。而该系统的体积,除了桌面的超大旋转屏幕,还包括一个冰箱大小的支持系统。
其次,这套系统并非全角度三维显示。当记者从和屏幕同一高度的水平角度看过去时,就失去了三维立体效果。
再者,即使在这个国家重点实验室的仪器中,要实现动态三维立体图像显示依然不现实。当物体移动起来,其实时显示的裸眼3D图像,也如同落叶一般破碎飘离。
“理论上来讲,裸眼3D通信未来是可以实现的。”浙江大学现代光学仪器国家重点实验室的上述工作人员对记者说,但当前科技还不具备实现动态三维图像显示条件。
市场裸眼3D产品多为擦边球
即使显而易见的整套显示设备过大问题逐渐解决,因为裸眼3D立体成像横跨光学、材料、计算机、网络等多学科,一个环节的瓶颈未能突破,也可能制约裸眼3D技术发展和产业化。
例如对裸眼3D图像大数据的采集、计算、存储、传输等问题,就非当前科技能够完全解决。
据现场工作人员介绍,当前三维摄像头对数据的采集问题不大。从二维图像曝光成像原理来看,只要有足够的曝光时间,再微弱的数据都可以形成较为清晰的图像。不过,如果做到人眼对移动的三维图像较为流畅的感观,当前的三维摄像头能否完全胜任还是个未知数。
可见光三维立体图像需要采集的数据量大到让人惊叹,上述国家重点实验室工作人员介绍,仅实现当前质量的显示效果,每秒就要处理可能高达20GB数据。从网络传输能力来看,到2020年,5G网络或许都不能实现对移动三维立体图像数据的支持。而如此海量图像数据的计算和存储,对当前技术也构成挑战。
不仅浙江大学研究者在开展裸眼3D技术研究,清华大学、北京理工大学、中国科学院等众多高校和科研院所都在裸眼3D技术研究。而到目前为止,国内外尚没有权威研究机构对动态裸眼3D技术拿出比较符合产业化要求的研究成果。从部分宣布能实现动态裸眼3D显示的研究成果来看,其画面帧数依旧粗糙。
目前,市场上时不时有厂商宣传其产品能实现裸眼3D功能。例如,百度搜索关键字“裸眼3D手机”就有近百万个搜索结果,此外,还有电视厂商、笔记本厂商也号称实现了裸眼3D显示。
为何裸眼3D技术的产业化如此超前于国家级实验室研究和多学科基础技术发展,实在让人奇怪。当然,三维立体画的存在也证明,在静态的二维平面上显示让人眼误以为真的物体,例如悬崖、陷阱,是可以实现的。
只是,让人眼产生上述错觉而诞生的裸眼3D技术,在部分纯技术流看来是擦边球。
而在学院派裸眼3D技术产业化方面,浙江大学国家重点实验室工作人员介绍,已有潜在买家感兴趣。尽管其图像质量当前尚不高,但技术潜力和应用潜力吸引买家关注。
在可预见的未来,更多学科技术瓶颈突破,将进一步改善国内裸眼3D技术成像效果。而随着清晰度逐渐提升,至少在静态裸眼3D技术应用上,已展现出潜力。例如,对大面积区域的三维立体模型显示、户外广告,等等。
当该技术逐步展示出产业化能力,带来的可能就是一片产业新天地。
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