科幻大片中,三維立體圖像通訊已是電影標(biāo)配,然而在現(xiàn)實生活中,盡管曾有廠商聲稱推出了具有裸眼3D效果的科技感爆棚的設(shè)備,但后來證明多是炒作和打擦邊球。
真正飄浮在空中、全角度的裸眼3D實現(xiàn)雖未必不可能,而在當(dāng)前的計算能力、存儲能力、網(wǎng)絡(luò)傳輸能力等硬性條件限制下,高清晰度的靜態(tài)裸眼3D圖像、動態(tài)裸眼3D圖像在國家級實驗室里短期內(nèi)實現(xiàn)也有較大難度。
實驗室勉強(qiáng)實現(xiàn)靜態(tài)裸眼3D
在6月初舉行的國家“十二五”科技成果展上,來自浙江大學(xué)現(xiàn)代光學(xué)儀器國家重點實驗室的一組裸眼3D顯示設(shè)備引起頗多參觀者駐足。
通過一塊飛速旋轉(zhuǎn)的圓形屏幕,在屏幕正上方空氣中,這套學(xué)名叫作“可探入光場三維顯示系統(tǒng)”的設(shè)備投射出了三個可愛的立體卡通圖像。
通過設(shè)備的三維影像獲取攝像頭,記者現(xiàn)場采集了記者的三維頭像,并且當(dāng)場演示,雖然記者的三維頭像顯示效果比之前預(yù)采集并演示的立體卡通圖像更為模糊,但如果調(diào)節(jié)圖像角度、從上往下俯瞰,努力睜大眼睛,記者的三維頭像依稀可辨。
雖然顯示效果不盡如人意,但這個小測試證明了,在當(dāng)前國家級實驗室設(shè)備下,在裸眼環(huán)境下實現(xiàn)一定角度的靜態(tài)三維圖像效果并非不可能。據(jù)實驗室現(xiàn)場工作人員介紹,浙江大學(xué)這套設(shè)備在我國率先實現(xiàn)了浮現(xiàn)在空氣中的三維顯示。
但隨后的情景卻可以讓作為圍觀者之一的記者從幻想退回現(xiàn)實。
首先,這套系統(tǒng)太大。全球第一臺計算機(jī)誕生在美國賓夕法尼亞大學(xué)時,體積可塞滿幾個屋子。而該系統(tǒng)的體積,除了桌面的超大旋轉(zhuǎn)屏幕,還包括一個冰箱大小的支持系統(tǒng)。
其次,這套系統(tǒng)并非全角度三維顯示。當(dāng)記者從和屏幕同一高度的水平角度看過去時,就失去了三維立體效果。
再者,即使在這個國家重點實驗室的儀器中,要實現(xiàn)動態(tài)三維立體圖像顯示依然不現(xiàn)實。當(dāng)物體移動起來,其實時顯示的裸眼3D圖像,也如同落葉一般破碎飄離。
“理論上來講,裸眼3D通信未來是可以實現(xiàn)的。”浙江大學(xué)現(xiàn)代光學(xué)儀器國家重點實驗室的上述工作人員對記者說,但當(dāng)前科技還不具備實現(xiàn)動態(tài)三維圖像顯示條件。
市場裸眼3D產(chǎn)品多為擦邊球
即使顯而易見的整套顯示設(shè)備過大問題逐漸解決,因為裸眼3D立體成像橫跨光學(xué)、材料、計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科,一個環(huán)節(jié)的瓶頸未能突破,也可能制約裸眼3D技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化。
例如對裸眼3D圖像大數(shù)據(jù)的采集、計算、存儲、傳輸?shù)葐栴},就非當(dāng)前科技能夠完全解決。
據(jù)現(xiàn)場工作人員介紹,當(dāng)前三維攝像頭對數(shù)據(jù)的采集問題不大。從二維圖像曝光成像原理來看,只要有足夠的曝光時間,再微弱的數(shù)據(jù)都可以形成較為清晰的圖像。不過,如果做到人眼對移動的三維圖像較為流暢的感觀,當(dāng)前的三維攝像頭能否完全勝任還是個未知數(shù)。
可見光三維立體圖像需要采集的數(shù)據(jù)量大到讓人驚嘆,上述國家重點實驗室工作人員介紹,僅實現(xiàn)當(dāng)前質(zhì)量的顯示效果,每秒就要處理可能高達(dá)20GB數(shù)據(jù)。從網(wǎng)絡(luò)傳輸能力來看,到2020年,5G網(wǎng)絡(luò)或許都不能實現(xiàn)對移動三維立體圖像數(shù)據(jù)的支持。而如此海量圖像數(shù)據(jù)的計算和存儲,對當(dāng)前技術(shù)也構(gòu)成挑戰(zhàn)。
不僅浙江大學(xué)研究者在開展裸眼3D技術(shù)研究,清華大學(xué)、北京理工大學(xué)、中國科學(xué)院等眾多高校和科研院所都在裸眼3D技術(shù)研究。而到目前為止,國內(nèi)外尚沒有權(quán)威研究機(jī)構(gòu)對動態(tài)裸眼3D技術(shù)拿出比較符合產(chǎn)業(yè)化要求的研究成果。從部分宣布能實現(xiàn)動態(tài)裸眼3D顯示的研究成果來看,其畫面幀數(shù)依舊粗糙。
目前,市場上時不時有廠商宣傳其產(chǎn)品能實現(xiàn)裸眼3D功能。例如,百度搜索關(guān)鍵字“裸眼3D手機(jī)”就有近百萬個搜索結(jié)果,此外,還有電視廠商、筆記本廠商也號稱實現(xiàn)了裸眼3D顯示。
為何裸眼3D技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化如此超前于國家級實驗室研究和多學(xué)科基礎(chǔ)技術(shù)發(fā)展,實在讓人奇怪。當(dāng)然,三維立體畫的存在也證明,在靜態(tài)的二維平面上顯示讓人眼誤以為真的物體,例如懸崖、陷阱,是可以實現(xiàn)的。
只是,讓人眼產(chǎn)生上述錯覺而誕生的裸眼3D技術(shù),在部分純技術(shù)流看來是擦邊球。
而在學(xué)院派裸眼3D技術(shù)產(chǎn)業(yè)化方面,浙江大學(xué)國家重點實驗室工作人員介紹,已有潛在買家感興趣。盡管其圖像質(zhì)量當(dāng)前尚不高,但技術(shù)潛力和應(yīng)用潛力吸引買家關(guān)注。
在可預(yù)見的未來,更多學(xué)科技術(shù)瓶頸突破,將進(jìn)一步改善國內(nèi)裸眼3D技術(shù)成像效果。而隨著清晰度逐漸提升,至少在靜態(tài)裸眼3D技術(shù)應(yīng)用上,已展現(xiàn)出潛力。例如,對大面積區(qū)域的三維立體模型顯示、戶外廣告,等等。
當(dāng)該技術(shù)逐步展示出產(chǎn)業(yè)化能力,帶來的可能就是一片產(chǎn)業(yè)新天地。
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