7月22日，中微公司創(chuàng)始人尹志堯先生于科創(chuàng)板開市五周年活動會議上提出，“從2D顯示到3D顯示會變成非常大的應用領域，還沒有引起足夠的重視?！彪m然是從計算、存儲的角度去講，但是對于顯示行業(yè)未嘗不是巨大的機遇。
相比2D的扁平，3D顯示可以完整地呈現(xiàn)深度信息，賦予圖像逼真的立體感，將畫面從平面屏幕中解放，仿佛能夠躍然屏幕之外，給人以身臨其境的感覺。
3D顯示產業(yè)生態(tài)不斷成熟，蓄勢待發(fā)
3D顯示系統(tǒng)及相關技術主要包括3D內容制作、編碼與傳輸、描述與顯示三個方面。
其中，3D內容包括攝像機素材、計算生成素材、2D轉3D、電影等，隨著3D圖形渲染引擎、動作捕捉技術不斷發(fā)展，疊加AI技術的加持，3D內容的生產效率不斷提高，生產成本持續(xù)下降。
在編碼與傳輸方面，3D顯示需要處理的視頻圖像的數(shù)據(jù)量是普通平面顯示的幾倍，甚至幾十倍，對壓縮算法、傳輸網(wǎng)絡的要求較高，5G、6G的發(fā)展將加速這方面的瓶頸突破。其中5G與VR/AR技術結合的3D顯示應用，給用戶帶來“沉浸式”的深度交互體驗。到6G時代，將會實現(xiàn)全息三維顯示。2月26日，在2024年世界移動通信大會期間，中國移動攜手華為等產業(yè)伙伴，共同發(fā)起裸眼3D產業(yè)推進倡議，號召全球合作伙伴，借助5G/5G-A、AI及算力網(wǎng)絡能力，加速裸眼3D關鍵技術標準化、生態(tài)能力構建和創(chuàng)新應用孵化。
在顯示方面，隨著MR、XR等硬件的更新?lián)Q代，裸眼3D巨屏不斷亮相，眼球追蹤、手勢識別等3D交互技術不斷成熟，3D內容的落地場景不斷增加，舒適度、可玩性不斷提升。
3D顯示技術的主要分類
根據(jù)是否借助輔助設備，3D顯示技術可分為輔助式3D顯示技術和裸眼3D顯示技術。
輔助式3D顯示技術主要是通過佩戴頭盔和眼鏡等輔助設備來實現(xiàn)3D效果。根據(jù)所佩戴的眼鏡種類不同，可分為色差式、偏振式以及主動快門式，目的是使人的左右眼分別接收不同的視差畫面，去“欺騙”大腦而感知到立體效果。
裸眼3D顯示又分為多視點3D顯示技術、體3D顯示技術、光場3D顯示技術和全息3D顯示技術，視點數(shù)越多，可觀看角度越大，對屏幕的分辨率要求越高。
3D顯示發(fā)展趨勢
01
多視點3D顯示
目前，多視點3D顯示是最成熟的裸眼3D技術方案。該技術是從顯示設備入手，在顯示屏前加一層屏障或者透鏡，使左、右眼能夠看到不同的圖像，以產生深度感知。實現(xiàn)裸眼3D的顯示屏技術包括柱狀透鏡、液晶電子光柵、液晶樹脂透鏡和指向型背光。其中柱狀透鏡不支持2D/3D轉換，指向型背光功耗增加較多，成本高，且生產加工工藝難度大；液晶光柵模組與現(xiàn)有LCD產線生產工藝兼容，綜合性價比最高，方案全部國產化，工藝成熟穩(wěn)定；液晶樹脂透鏡最有潛力，未來需要降低加工成本。
02
體3D顯示
體3D顯示在空間中構建一個三維分布的發(fā)光點陣列。首先在二維平面上顯示一幅平面圖像，然后通過平面在空間中的快速掃描，比如屏幕的旋轉，同時保證圖像快速同步變化，就可以實現(xiàn)空間的發(fā)光分布，實現(xiàn)體三維顯示。體三維顯示通常都可以圍繞著通過不同方向觀看，空間立體感強，但缺點是產生的三維圖像是透明的，發(fā)光點之間相互并不遮擋，因此前面和后面的發(fā)光點可以同時看到，且高速振動會引起噪聲，無法觸碰圖像，需要扣上保護罩，無法實現(xiàn)大尺寸的3D顯示等。
03
光場3D顯示
光場3D顯示技術利用光場在空間中構造出三維物體。
如投影成像顯示可以用一臺高速投影機，將光線投射在一種光線偏折的屏幕上，通過屏幕的旋轉，把光線往四周360度掃描投射，其中屏幕的掃描速度需要足夠快，讓人感覺不出變化。
集成成像3D顯示可以通過并排放置的二維顯示器和微透鏡陣列形成橫縱排列的微投影陣列重建具有水平和垂直視差的三維圖像。
光場3D顯示設備通常包含復雜的透鏡陣列、微透鏡陣列或像素化結構，這些組件的制造和集成過程具有較高的技術難度和成本。因此，降低制造成本、提高生產效率和良品率是當前光場3D顯示技術面臨的一個重要挑戰(zhàn)。
04
全息3D顯示
全息3D顯示是在人面前放置一個三維光場，觀眾可以在任意的角度裸眼觀看影像，被認為是最理想的3D顯示技術?，F(xiàn)在市面上主流的方案是3D全息透明屏，該種屏幕透明，不受光線的影響，只顯示某一特定角度的圖像，通過調節(jié)透明度來讓熒幕只留下要顯示的圖像，達到全息投影成像的目的。然而，現(xiàn)有的全息3D顯示技術普遍存在視角小和色差等問題，大大限制了其應用，仍處于基礎研究階段。
3D顯示技術面臨的挑戰(zhàn)
3D顯示技術還需要解決眩暈和分辨率低、觀看角度小、制造成本高的問題。
目前基于視差的3D顯示方法實現(xiàn)起來較為簡單，但由于調焦-輻輳矛盾（調焦距離≠輻輳距離），不能正確提供人類視覺系統(tǒng)的生理深度暗示要素，在長期觀看后用戶容易產生頭暈、惡心等不適感，因此被認為是一種偽三維顯示技術。行業(yè)解決方案上，可以通過利用眼動追蹤技術，根據(jù)觀看者的注視點將顯示器移近或移離觀看者的眼睛，允許觀看者在不同的深度對焦，以獲得更自然、更真實、更舒適的體驗。
調焦-輻輳矛盾示意圖
在顯示器方面，目前裸眼3D顯示的分辨率還比較低，遠遠達不到我們常規(guī)2D顯示器的圖像質量要求，觀看角度受限，不能提供較好的觀看體驗，還需要超高分辨率顯示面板技術和超高速、超帶寬的電子電路技術的進一步支持。
總之，3D顯示技術經(jīng)過3D電影、XR輔助式3D顯示正向裸眼3D顯示方向發(fā)展，3D顯示器朝著高分辨率、全視差方向演進。隨著技術的不斷創(chuàng)新，3D顯示的應用范圍將不斷拓展，在娛樂、游戲、醫(yī)療、教育、設計和制造等多個領域能夠發(fā)揮關鍵作用，為用戶提供更豐富、沉浸式的體驗，同時也將促進創(chuàng)新、提高效率和改善生活質量。