由好莱坞影星凯特·温斯莱特和威廉·达福担任配音的裸眼3D视效动漫片《尼斯大冒险》将于年底上映，估计成为应接2020年的跨年亲子动漫首选。

《尼斯大冒险》采纳“实景拍摄+三保持效”的形式制作，尽管是2D电影，却有着极强的立体感，达到了不要戴眼镜的“裸眼3D”成果。好几年来，优秀的科学家们一直在不停努力推进裸眼3D这种“黑科技”的进行。现在，这项技艺曾经渐行渐近。

近日《当然》以及《科学》同一时间报导的一项来源英国萨塞克斯大学的探讨，却真的让科幻片中的裸眼3D显现变成了现实。

可看、可听、可“触”的裸眼3D显现

只需点击一下键盘，就可以让一颗颗小小的粒子在空中悬浮、盘旋、“舞蹈”。在英国萨塞克斯大学的这项全新探讨中，操纵这点粒子的“上帝之手”，是一种被称为“多形式声镊显现”的装置，探讨人士在一种黑色的盒子里，用两组微型扬声器构成的阵列发出超声波，牵引着粒子在空中悬浮、迅速搬动。由于搬动速度十分快，肉眼见到的即是一幅直径几cm、不断演变的3D图像。在实验展现的画面里，一只立体的彩色蝴蝶十足悬浮在空中，微微抖动翅膀。

“用声场控制粒子实现3D显现，这是一种很没有问题想法。”东南大学电子科学与工程学院教授夏军说，这项技艺的要害在于，“扬声器阵列解放的超声波引起空气震荡，在三维体积中发生随时间迅速浮动的空气压强，空气压强的浮动会发生声辐射力，从而推进粒子的迅速活动。假如对二维声波阵列发展编码，粒子就会依照规划没有问题三维路线快速活动。”

探讨人士用红绿蓝三色光照明体系对悬浮搬动中的粒子发展照明，从而显示出3D图像。北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院教授、世界消息显现学会会士王琼华推荐，粒子具备散射性，又源于活动的速度十分快，当三色光投射向粒子时，鉴于人眼的视线暂留效应，咱们就可以见到延续的图像。

实验中，发生图像的超声波扬声器也能发出声响。经过操控若干扬声器阵列,该体系可行发生能被人耳听见的声响，接下来就能生成少许有趣的音效。

在萨塞克斯大学探讨团队展现的另一种案例中，一种笑脸伴随着皇后乐队的歌曲《We Will Rock You》在空中显露。

发生图像的超声波扬声器还能带来触觉感知。王琼华显示，人的皮肤是可行感触到声响的。生活中，在音响周边，人可行感触到声响的波动。“在这种实验中，声波的一种周期里，此中75%的声波用于操控粒子的位子与活动，而剩余25%用于提供触觉反馈。实验中将调制频次设为250赫兹，以便下降噪声，同一时间可行让皮肤的手感达到最好。”

王琼华在裸眼3D显现技艺范畴曾经探讨了15年，她说：“萨塞克斯大学的技艺比从前相似的方法能缔造出很大的图像，并联合了声响、触觉，这让得大家离理想的3D显现更近了。但这点图像的大小依旧很小。”她以为，要缔造出《星球大战》里莱娅公主向卢克天行者和欧比旺发出求救消息的3D影像，也许还须要10年甚而更长的时间。

实现裸眼3D最重要的有两种技艺门径

令大伙亢奋不已的裸眼3D显现技艺，日前正好现实中寻觅突围。

“裸眼3D指的是眼睛不要佩戴眼镜或许头盔等全部协助设施，就能见到3D图像。日前裸眼3D分为借助显现屏实现三维成像和在三维体积干脆成像两种技艺方向，英国萨塞克斯大学的探讨隶属后者。”夏军推荐，须要借助显现屏显现的裸眼3D，又分为多个，此中一个是采纳2D显现屏加光学元件，以便人眼在干脆观察的时刻，见到3D图像；另有一个是多层屏幕显现，比如应用多层液晶显现屏在体积重建具备方位消息的光场；还可行把多层屏幕变成三维体积中发光的物理屏幕，从而实现裸眼3D成像。

三维体积干脆成像的裸眼3D显现，则引起更多科学家的关心。“第一个是用激光照射三维透明的介质，经过激起介质发光表现3D图像；第二种是用光驱动粒子，让粒子在体积快速活动，再用另一束光去照射，在三维体积成像；第三种是全息3D显现。”夏军说。

这次《当然》的报导，还纪录了另一个裸眼3D技艺的迭代。2006年，木村秀井与另一位学者一同开发了一个技艺，能用激光将电子从空气分子中击落，使其发光。经过快速搬动激光的核心，它们可行形成延续的等离子体发光点以造成粗糙的图像。

日本筑波大学的计算机科学家兼艺术家小井洋一显示，这类技艺曾经可行发生相对稳固的图像，但它仍存留少许相当大的节制，比如分辨率低，一次激光爆发只能点亮图像中的一种点，而且假如激光太强还可能灼伤到人。

2016年，小井洋一的探讨团队开发了一个等离子显现技艺，它们运用低能量、短脉冲激光来制作可触摸的图像，其图像分辨率比木村秀井团队的提升了10—200倍。

走近生活还面对多个技艺阻碍

有学者接纳采访时显示，裸眼3D假如能“联姻”5G，可行在教导、医疗、产业生产、广告、游戏等范畴大放异彩。只是，在学者们看来，日前裸眼3D技艺想要走入生活广大利用，都或多或少面对技艺阻碍。

“借助平板显现屏实现裸眼3D显现的难点在于，日前显现屏幕的分辨率也不够，此外简单发生立体视疲劳。关于多层屏幕显现技艺，由于视场角相比小，只能从特定的位子才能见到3D成果，是以在多人自由观察时遭到节制。”夏军说。

而三维体积的裸眼3D显现，很需要攻克的难点更多。“用激光照射介质，在介质中成像的技艺，对介质的透明度请求很高；用光在三维体积驱动粒子成像，这须要好多像素点，同一时间粒子的活动速度还要快，假如做小范围的展现还行，但假如做显现末端，图像分辨率难以解决，资产化将面对挑战。”而至于全息3D显现，夏军显示，日前缺乏超高分辨率的显现器，像素还相比大，形成视场角小，观察方位受限。

王琼华以为，裸眼3D显现的进行，须要资产生态的支撑，比如须要与3D相机相联合，后者可行模拟人的左右眼来拍摄，造成巨大的片源，再辅以计算机算法来补充消息。另外，信号的传输准则也须要制订，是干脆传输3D信号仍是在使用者端加工信号，须要准确。

裸眼3D要真实映入市场利用，还须要更精细化的技艺迭代。

来自：科技日报

编辑：陈晨