《走向元宇宙：光显产业“元”计划》

　　作者：涂浩瀚

　　人类的信息传播经历了五次巨大变革：语言；文字；印刷术；电磁波；计算机技术。随着信息传播工具的发展，人类文明也在不断向前迈进。在媒体时代人们对于信息传播有了更高的需求，将信息转换为视觉图像呈现的视觉信息能够丰富和加强人类的信息交流。转换为视觉图像呈现的技术被称为显示技术，显示技术以光和电互相转换而形成，代替印刷技术成为知识、信息传播的主要途径，已有100多年历史。

　　一、显示技术的发展阶段

　　显示技术的发展大致经历了以下几个阶段：

　　不难看出显示技术每一个阶段的发展都是伴随着新技术和新应用的产生。

　　二、元宇宙与光显技术

　　2021年Facebook改名“Meta”，在世界范围掀起了以元宇宙为核心的全新革命，恰似”一支穿云箭，千军万马来相见”，从英伟达到脸书，再到国内的百度、网易、腾讯，互联网巨头纷纷布局占位，元宇宙产业链已基本形成，基础设施层和应用场景受到了较大关注。

　　开源证券的研报将元宇宙产业链划分为七个层次或四大板块。七个层次是1）体验层，如游戏、社交、运动、电影、购物等。2）发现层，如广告网络、社交、策展、互评、商店、代理商等。3）创作者经济层，包括设计工具、资产市场、工作流、商业贸易等。4）空间计算层，包括3D引擎、VR/AR/XR、多任务界面、地理空间制图等。5）去中心化层，包括边缘计算、AI代理、微服务、区块链等。6）人机交互层，包括便携式智能眼镜、可佩带设备、手势交互、声控交互、交互式神经网络等。7）基础设施层，如5G、WIPI 6.6G、云计算、7mm/11mm工艺、微机电、图形处理、基础材料等。

　　四大板块则分为硬件、软件、服务、应用及内容四方面。1）硬件板块是提供用于开发、交互或使用元宇宙产品物理技术和设施设备。如网络基站、服务器、VR眼镜等。2）软件板块是为硬件提供支持与赋能。实现物理计算、渲染、数据协调、人工智能等功能。3）服务板块是用于提供承载用户线上身份所存在的平台，分发相连接的数字内容、数字资产，以及支持对应的数字金融业务等。4）应用及内容板块方面，指提供医疗、教育、游戏等终端应用场景下的产品。

　　元宇宙是多项技术不断发展的集大成者，不同技术在其中发挥不同的作用，扎克伯格描述元宇宙：“元宇宙是一个身临其境的互联网，你并不是仅仅使用或看着它，而是身在其中。”而显示技术，在元宇宙中将改变人类的信息输入与输出的方法，“身临其境”的实时感，摆脱空间的束缚，可以通过VR、AR、MR、全息投影技术来实现，VR/AR设备已是广为人知的人类对接元宇宙的入口级终端，而VR/AR设备的沉浸感来自于更高的分辨率与刷新率，Micro LED与Micro OLED显示技术近来水涨船高。不仅如此，显示技术将升级为交互技术，增强现实与LCD大屏所营造的虚实交融的世界，在现阶段技术水平下，拥有着不亚于VR/AR设备的广阔应用场景。并且通过脑机交互、传感技术等不断深化的感知交互技术，显示技术将完成虚拟与现实的实时转换，可以为元宇宙的用户提供更加真实有效的体感，带来更深层次的沉浸式体验。

　　目前主流显示技术有LCD、OLED、Mini/Micro LED、巨屏LED等。每种技术各有优缺点，在不同的应用场景里有适用不同。例如在主流车载显示中还是以LCD为主，因此技术比较成熟，具有整体成本优势。但由于LCD统一提供背光，画面的明暗调节是有赖于液晶层对光线的遮挡，反应时间较长，对比度偏低且功耗相对较高；而OLED相较于LCD有对比度高、视角宽、响应快、功耗低、耐温耐压、轻薄柔性等优点。

　　Mini LED显示技术主要分为直显和背光，直显目前仅用在大尺寸显示上，由于LED小间距渗透率逐步提升以及LED显示屏成本的下降，大屏也逐步出现在会议室、教室为主的商显场景。背光可以实现分区控制明暗度，MiniLED背光技术在保留LCD优点的同时，还融入了OLED的部分特点，对比度较高、功耗低、可支持大角度弯折，还具有轻薄化、色域广和精细动态分区等优点。除了显示器、平板电脑领域外，VR设备也是该技术的重点应用领域之一。虽然短期Micro LED在成本上不具备优势，但其在分辨率上比LCD、OLED拥有更大的潜力，而高分辨率正是近眼显示设备所不可或缺的，因此Micro LED也成AR/VR/MR设备显示技术的有力竞争者。

　　三、光显行业在元宇宙的应用

　　除了AR/VR/MR等显示设备作为元宇宙的入口级终端，具有增强现实、能够实现虚实交融的光显一体化解决方案才是元宇宙的重要组成。

　　1992 年美国作家尼尔·斯蒂芬森(Neal Stephenson)在小说《雪崩》中第一次提出并描绘了元宇宙，人们通过虚拟身份在一个虚拟的世界里进行交流社交，参与各种活动。后来的电影《黑客帝国》、《头号玩家》更具体的将人们对元宇宙的想像通过视像具体的呈现出来了。而现实世界中，元宇宙最直接的技术表现就是人们穿戴上虚拟现实设备，进入到虚拟世界进行游戏和挑战。因为元宇宙不仅仅是虚拟世界，而虚拟与现实不断交互、融合的新体感世界。屏幕作为元宇宙视觉的承载体，不仅可以通过视觉实现沉浸式的感官，也能够通过显示载体参与到虚拟空间的交互，完成新世界的探知和体验。

　　1）裸眼3D显示：提供具有冲击力的视觉效果。

　　2021年国庆成都春熙路裸眼3D屏幕熊猫动画，十分立体真实，大家觉得熊猫快从屏幕爬出来了。凭借着极具冲击力的立体视觉效果引来众多市民驻足。裸眼3D屏幕成为当地的地标，有不少市民经常去打卡看是否又有新的内容更新。

　　2021年12月深圳海上世界文化艺术中心向公众开放的“纹”以载道——故宫腾讯沉浸式数字体验展，是故宫最大的裸眼3D文物首展，该裸眼3D文物高5.3米高，以22倍高清放大文物，现场体验相当震撼，同时还展出了故宫“倦勤斋”首次线下数字化复原展，以逼真和巨型的数字效果，将观众带入故宫的数字世界。

　　云南昆明金格百货商城挑选超轻薄的万级高亮节能产品打造了超过1400㎡户外裸眼3D显示屏。广州市北京路步行街新大新百货则使用了雷曼光电8K超高清裸眼3D曲面屏。

　　巨屏裸眼3D结合高清的创意内容，以城市地标性建筑或商业体为基础，成为品牌和城市形象宣传的全新展现方式。裸眼3D显示技术还应用于大型庆典活动，以及室内应用场景，进一步拓展了光显技术在元宇宙领域的应用。

　　2）XR虚拟拍摄：高效、降本的提供更丰富的元宇宙场景

　　《曼达洛人》是首个选择LED虚拟屏幕而不是绿幕拍摄的影视作品。拍摄团队通过新型虚拟制作舞台和工作流程，利用实时游戏引擎技术和环绕LED屏幕在相机中捕捉大量复杂的视觉效果镜头，在拍摄时，真实照片质量级别的动态数字风景和场景就可以实时显示出来，极大地减少了对于绿幕的需求，生成了我们所看到的最接近于Holodeck风格的技术。由于演员可以直接与虚拟场景互动，所见即所得，大大降低了演绎难度，为影视制作在出行、布景、后期制作等环节节约了大量成本。大量元宇宙的场景及内容可以通过XR虚拟拍摄的方式完成，能够更加快速、高质量的进行元宇宙数字资产的搭建，为元宇宙的应用提供更丰富的应用场景。

　　除了影视制作外，XR虚拟拍摄还可应用于虚拟演播室，以及在线演唱会、产品发布会等虚拟活动，为观众带来临场感极强的在线活动。目前有多个LED虚拟摄影棚正在搭建中，如艾比森与英国LED视频处理技术商Brompton Technology达成合作，共同为高端虚拟摄影棚提供沉浸式LED显示屏解决方案，台湾的LED显示屏及驱动IC大厂聚积则携手动画团队“梦想动画”，一同打造全台湾地区第一座LED显示屏虚拟摄影棚，推动更多的LED企业参与元宇宙数字化的浪潮中。

　　3）沉浸式体验空间：文化与科技展现新生态

　　以多块LED屏幕营造出一个沉浸式虚拟仿真演示环境，使观众在虚拟与现实交融的物理空间进行互动性体验，可以应用在元宇宙所需要的虚拟与现实的交互融合的物理环境中。如在元宇宙中进行的社交、综艺节目、游戏等，并且能够提供文旅项目、企业展示等多种不同行业的应用，为人们带来元宇宙体验的更多可能性。

　　对于身临其境的沉浸空间而言，近距离观看的画面分辨率必须足够高!小间距LED显示屏刷新率≥3840Hz，显示画面沉稳真实，彰显“沉浸式”空间的独特魅力。LED大显示模组，任意拼接可因地制宜组装多种形态的显示屏，条形屏、平面屏、弧形屏、多面屏、异形屏等。以此展现更多创意、更具趣味、更多功能的沉浸式场景视觉。小间距led显示屏，整屏模组一致性好，让大屏平整如镜。不同模块显示的画面可以实现完美衔接，自然流畅，不破坏空间美感。表面平整，墨色均匀，可实现无缝拼接，画面自然流畅，易于营造沉浸式空间美感，进一步提升用户的视觉体验。利用LED创意大屏+全息投影可以打造360°的多维空间，无论是学习还是娱乐都得到逼真、超出现实的体验。

　　诚然元宇宙的建设才刚刚开始，作为一个新兴领域对于未来还存在较大的不确定，也需要耐心的等待技术和生态的成熟，光显行业作为元宇宙的底层建设的支持，从硬件设备支持发展为融合软件、艺术、创意内容等技术手段的互联互通，可以满足体育、影视、文旅等多场景应用，实现数字化、智能化、场景化、互联化，构筑光显产业新生态，助力元宇宙产业化。