我們距離“裸眼3D自由”，還有多遠(yuǎn)？

還記得2018年，我曾熬夜好幾天，就為了搶一張故宮博物院“清明上河圖互動(dòng)藝術(shù)展演”的門(mén)票。

后來(lái)，我也曾去過(guò)很多城市，看過(guò)不少策劃精良的展覽。那場(chǎng)“穿越北宋”的名畫(huà)之旅，依然是我看過(guò)的，最具沉浸感的一場(chǎng)文化類(lèi)展演，沒(méi)有之一。

我可以很輕松地回憶起，自己走進(jìn)實(shí)景布置的茶樓，客人觥籌交錯(cuò)，藝人演奏琵琶，小二樓上樓下忙忙碌碌地奔跑，這些由三維投影還原出的市井日常，讓人一下子穿越到北宋都城。

然后是去球形影廳，《清明上河圖》這幅五米多的長(zhǎng)卷變成了一場(chǎng)“人在畫(huà)中游”的citywalk，我坐上游船慢慢游覽，繁華喧鬧的汴京城，畫(huà)中800多個(gè)各色人物，一點(diǎn)點(diǎn)在眼前和身旁鋪陳開(kāi)來(lái)，連飛濺到面前的水花都十分真實(shí)。

最重要的是，這場(chǎng)展演采用的是裸眼3D技術(shù)，全程不需要佩戴3D眼鏡或VR眼鏡，對(duì)于我這種高度近視人士，非常友好。

遺憾的是，這場(chǎng)展演的影廳座席有限，一票難求，很多人都沒(méi)有機(jī)會(huì)親身體驗(yàn)，我自己也沒(méi)搶到二刷的票。

當(dāng)時(shí)我就在想， 我們的世界不是平面的，3D才是最自然、最原始地感知世界的方式。如果能不依賴(lài)VR/3D眼鏡，也不必千里迢迢趕往景區(qū)、商場(chǎng)、展廳等的大屏幕前，在手機(jī)、手持全息設(shè)備等小型化隨身設(shè)備上，就能體驗(yàn)“裸眼3D”，那該有多快樂(lè)啊！

很容易就能想到，屆時(shí)無(wú)論是知識(shí)科普、文化傳播，還是教育、醫(yī)療、政務(wù)、娛樂(lè)、社交……都可以從平面互動(dòng)，轉(zhuǎn)為身臨其境的3D交互。這不正是“元宇宙”所描繪的樣子嗎？

“元宇宙”的興起，也讓“裸眼3D”技術(shù)，再一次被寄予了更多的期待。

本文就來(lái)聊聊，我們距離實(shí)現(xiàn)“裸眼3D自由”，究竟有多遠(yuǎn)。

裸眼3D技術(shù)，并不是一個(gè)技術(shù)

好萊塢“編劇教父”羅伯特·麥基曾說(shuō)過(guò)一句話：“沒(méi)有故事，再好的3D也只是技術(shù)”。但換個(gè)角度想，沒(méi)有技術(shù)，再好的故事也無(wú)法被以逼真、直觀、立體的方式講述。

3D視覺(jué)體驗(yàn)，大多數(shù)人都不陌生。2009年上映的《阿凡達(dá)》，開(kāi)啟了“3D元年”，從此以后，3D電影一度成為觀影的主流，就像有聲電影取代無(wú)聲電影、彩色電影取代黑白電影一樣。

但到此為止，就夠了嗎？看過(guò)3D電影的觀眾，有一個(gè)必需的環(huán)節(jié)，就是從電影院租用或者自帶一副3D眼鏡。如果像我這樣，本身就戴著近視眼鏡，那么這幅額外的3D眼鏡，就會(huì)鼻梁的“不可承受之重”。

3D技術(shù)再往前走，就是不依靠3D眼鏡/VR頭顯等設(shè)備，化身為裸眼3D。

裸眼3D的好處不用贅述，其擺脫了外接顯示設(shè)備的束縛，觀眾可以直觀、自然、便捷地，觀看比2D更逼真、更具沉浸感的立體內(nèi)容。

說(shuō)到這里，你可能以為，“裸眼3D”是一種具體的技術(shù)，只是還沒(méi)到成熟的時(shí)候。其實(shí)不然，“裸眼3D”就和人工智能、元宇宙一樣，是基于一個(gè)目標(biāo)，而組成的一系列技術(shù)的統(tǒng)稱(chēng)。

比如人工智能是讓機(jī)器達(dá)到類(lèi)人的智能水平，包括自然語(yǔ)言處理、機(jī)器視覺(jué)、知識(shí)圖譜、深度學(xué)習(xí)等多種技術(shù)?！霸钪妗币獦?gòu)建一個(gè)高度還原現(xiàn)實(shí)世界的虛擬世界，則需要AI、區(qū)塊鏈、云計(jì)算、通信、IoT、數(shù)字孿生等共同支撐。

同樣的，裸眼3D目的是讓人們直觀地獲得立體逼真的視覺(jué)體驗(yàn)，本質(zhì)是利用視覺(jué)位移來(lái)“欺騙”視覺(jué)神經(jīng)。

具體來(lái)說(shuō)，人眼在看某個(gè)物體時(shí)，兩只眼睛是分別從左右兩個(gè)視點(diǎn)觀看的，傳送不一樣的圖像信號(hào)。大腦再將左右兩邊的影像結(jié)合起來(lái)，得到一個(gè)有立體感的物體。所以，裸眼3D就是琢磨如何“欺騙”人眼，將2D圖像感知為3D圖像，并為此不斷想各種辦法。其中就包括了MLD（多層顯示）技術(shù)、光屏障式3D 顯示技術(shù)、數(shù)字化浮雕技術(shù)、全息投影技術(shù)、增強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)等。

不難想到，作為一系列技術(shù)的集合，實(shí)現(xiàn)“裸眼3D”，并不是一件簡(jiǎn)單的事情。

直到今天，當(dāng)裸眼3D的視頻，出現(xiàn)在某一個(gè)城市的市中心/CBD時(shí)，依然還是一件新鮮事物，會(huì)引來(lái)圍觀群眾的聲聲驚嘆，成為打卡拍照的網(wǎng)紅景觀。

那么，把“裸眼3D”裝進(jìn)手機(jī)等隨身設(shè)備里，我們究竟還要等待多久呢？

把“佩珀?duì)柣孟蟆毖b進(jìn)盒子里，總共分幾步？

裸眼3D，作為一種觀看的目標(biāo)，其實(shí)并不是當(dāng)代人才想的出來(lái)的新事物。

早在幾百年前，人類(lèi)就極為聰明的在表演中利用雙眼視差。

19世紀(jì)，一位名叫約翰·亨利·佩珀?duì)枺↗ohn Henry Pepper）在倫敦皇家理工學(xué)院演講時(shí)提出，僅僅使用一片玻璃，在劇院中利用玻璃和光的折射，來(lái)操控觀眾的視覺(jué)，達(dá)到在舞臺(tái)上出現(xiàn)幽靈的效果。

可以說(shuō)，裸眼3D就是讓“佩珀?duì)柣孟蟆闭者M(jìn)現(xiàn)實(shí)。進(jìn)入信息時(shí)代，人們開(kāi)始嘗試將“佩珀?duì)柣孟蟆毖b進(jìn)手機(jī)、游戲機(jī)、電視等盒子里，讓每一個(gè)人都可以足不出戶，就享受到裸眼3D的視覺(jué)體驗(yàn)。

第一階段，顯示器廠商的探索。

二十一世紀(jì)的前十幾年，顯示器廠商們?yōu)榱俗屄阊?D走入家庭，做了非常多的探索。

總的來(lái)說(shuō)，這一階段的裸眼3D，核心是利用雙眼視差，通過(guò)屏幕的設(shè)計(jì)，讓每副眼鏡看到不同的像素組合，從而體驗(yàn)到3D效果。

一開(kāi)始，以日韓美為主的電視大廠，率先推出了一系列裸眼3D的產(chǎn)品。比如夏普早在2003年，就推出過(guò)RD3D裸眼3D筆記本電腦，還曾發(fā)布過(guò)搭載3D液晶面板的裸眼3D智能手機(jī)。2009年，美國(guó)PureDepth公司，推出了MLD（多層顯示）技術(shù)，讓觀眾可以直接觀賞立體影像。三星電子發(fā)布的超薄全息顯示器，也采用了多層顯示的原理，可以實(shí)現(xiàn)較大視角的動(dòng)態(tài)全息圖。2011年，任天堂推出了一款便攜式游戲機(jī)3DS，利用視差壁技術(shù)，使用者不需要佩戴特殊眼鏡，就可以感受到立體裸眼3D圖形效果。

2009年《阿凡達(dá)》的成功，更是帶動(dòng)了3D觀影的火爆。日韓廠商和海爾、海信、TCL等國(guó)內(nèi)電視廠商紛紛開(kāi)始跟進(jìn)，推出裸眼3D電視。

這一階段，3D顯示技術(shù)在分辨率、可視角度等方面不斷提升，產(chǎn)品形態(tài)也推陳出新。但總體來(lái)說(shuō)，裸眼3D的顯示效果與高清2D視頻還有差距，觀眾們嘗鮮之后難以忍受。同時(shí)，采用此類(lèi)技術(shù)的裸眼3D視角有限，必須位于一定的范圍內(nèi)才有立體效果，容易造成眼睛疲勞，再加上高昂的售價(jià)，最終淪為雞肋，幾乎沒(méi)有人記得它們的存在。

隨后，光場(chǎng)技術(shù)的引入，又讓裸眼3D點(diǎn)燃了希望。

第二階段，光場(chǎng)技術(shù)的應(yīng)用。

既然用2D的顯示器屏幕展現(xiàn)3D效果很難，那么直接用激光投影在真實(shí)維度空間中，顯示3D立體影像，行不行呢？

廣場(chǎng)技術(shù)，通過(guò)采集真實(shí)空間里人眼看到的光線，再用設(shè)備還原光線，制造一個(gè)全息畫(huà)面，來(lái)重現(xiàn)三維世界。這種技術(shù)，已經(jīng)被應(yīng)用在舞臺(tái)還原已故藝術(shù)家的表演，比如邁克爾杰克遜重新演出，讓鄧麗君與當(dāng)代音樂(lè)家合唱等。此外，旅游景區(qū)、企業(yè)發(fā)布會(huì)、開(kāi)幕式等大型活動(dòng)，都利用3D全息投影這一光場(chǎng)技術(shù)，來(lái)增加視覺(jué)效果。

問(wèn)題是，怎么將它放到隨身設(shè)備里呢？

2016年，一個(gè)智能硬件廠商推出了專(zhuān)為宅男定制的家用智能化全息機(jī)器人Gatebox，利用全息投影技術(shù)，將虛擬偶像初音未來(lái)的形象，利用短距激光投影儀，投影到設(shè)備中間的亞克力屏幕上，因?yàn)閳D像是半透明的，就有了裸眼3D的顯示效果。一位宅男甚至和這個(gè)設(shè)備舉辦了自己與初音未來(lái)的婚禮。

3D全息投影等光場(chǎng)技術(shù)要達(dá)到逼真、任意角度均可觀看的效果，需要大面積投影，便攜化的難度較大，只局限在小眾產(chǎn)品中，很難應(yīng)用到手機(jī)、平板、電腦等隨身設(shè)備上。

第三階段，智能終端的到來(lái)。

近年來(lái)，智能終端設(shè)備的升級(jí)，以及超高清視頻產(chǎn)業(yè)的成熟，讓裸眼3D在端側(cè)落地有了可能。一方面，智能手機(jī)的分辨率不斷提升，觀看3D圖像的舒適度有所改善，避免了頭暈等負(fù)面視覺(jué)感受。

同時(shí)，AI技術(shù)、機(jī)器視覺(jué)、數(shù)據(jù)壓縮等新技術(shù)的引入，讓3D影像的傳輸與顯示變得容易。

2021年的Google I/O大會(huì)上，谷歌的3D光場(chǎng)顯示方案Project Starline，就通過(guò)計(jì)算機(jī)視覺(jué)、機(jī)器學(xué)習(xí)、空間音頻和數(shù)據(jù)壓縮登記書(shū)，營(yíng)造一個(gè)3D視頻聊天室，無(wú)需佩戴額外的眼鏡，就可以與千里之外的人進(jìn)行全息視頻對(duì)話。智能技術(shù)的大量應(yīng)用，將裸眼3D推上了更高的臺(tái)階。

此外，伴隨著元宇宙、數(shù)字人、AIGC等應(yīng)用，虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、數(shù)字孿生、3D渲染等技術(shù)，也被用來(lái)實(shí)現(xiàn)裸眼3D效果。

目前，數(shù)字人正在從電商直播間、娛樂(lè)節(jié)目、服務(wù)APP等各個(gè)領(lǐng)域，迅速走進(jìn)我們的視野，3D也成為數(shù)字人的標(biāo)配，通過(guò)3D渲染和AI驅(qū)動(dòng)，數(shù)字人可以做出栩栩如生的動(dòng)作。在北京坊、莫高窟等線下場(chǎng)景，通過(guò)手機(jī)的AR能力，可以獲得現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的3D顯示，不僅能給觀眾提供巨量信息，而且還能保證觀看的舒適度。

從技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，也許很快就可以隨時(shí)隨地營(yíng)造出完全逼真的裸眼3D，讓人們隨時(shí)隨地地穿梭于現(xiàn)實(shí)世界和元宇宙。

技術(shù)的未來(lái)，沒(méi)有盡頭

如前所說(shuō)，裸眼3D作為一種綜合技術(shù)集成的發(fā)展目標(biāo)，升級(jí)迭代是沒(méi)有盡頭的。人們對(duì)沉浸式體驗(yàn)的追求，不斷追求極致。目前的裸眼3D實(shí)現(xiàn)手段，一定會(huì)被新技術(shù)、新載體、新媒介所取代，變得越來(lái)越逼真。

那么，不斷升級(jí)的裸眼3D，都對(duì)哪些細(xì)分技術(shù)，提出了要求了？

首當(dāng)其沖，就是算力。

3D圖像的數(shù)據(jù)量極大，相比于2D圖像，增加了一個(gè)維度的信息，并且顯示分辨率還在不斷提高，播放裸眼3D視頻影像，這就對(duì)隨身設(shè)備的計(jì)算能力，提出了極高的要求。而移動(dòng)設(shè)備的元器件要求小型化、低功耗，目前旗艦手機(jī)的SoC芯片，可能還達(dá)不到流暢播放超高清裸眼3D視頻的算力水平。圍繞著裸眼3D等新興應(yīng)用，來(lái)進(jìn)行定制優(yōu)化與開(kāi)發(fā)，可能正是國(guó)產(chǎn)手機(jī)芯片的一個(gè)突圍點(diǎn)。

其次是傳輸。

讓用戶有沉浸感的全息影像，需要超低時(shí)延與超大帶寬的通信網(wǎng)絡(luò)，才能為用戶帶來(lái)極致體驗(yàn)。目前，5G網(wǎng)絡(luò)速率基本維持在1Gbs，也就是千兆水平，裸眼3D的超高清視頻，要進(jìn)行大規(guī)模上傳、下載，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)無(wú)法被充分滿足。目前有兩個(gè)發(fā)展思路，一是等待6G，借助衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)來(lái)支撐，大概要在2030年后完成商用；另一個(gè)是發(fā)展5G-Advanced或5.5G，對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行十倍帶寬的提升，來(lái)滿足裸眼3D、AIGC、元宇宙、自動(dòng)駕駛等規(guī)模化商用的網(wǎng)絡(luò)需求，盡快推動(dòng)業(yè)務(wù)成熟。目前來(lái)看，加強(qiáng)5.5G建設(shè)，支撐新業(yè)務(wù)的探索，正在成為全球共識(shí)，也讓裸眼3D更快邁入終端。

然后還要考慮成本。

裸眼3D自由，需要讓終端設(shè)備的成本可接受，才能從極客們的玩具，變?yōu)閺V泛普及的大眾消費(fèi)品。大眾市場(chǎng)和用戶規(guī)模擴(kuò)大之后，裸眼3D內(nèi)容制作、渠道分發(fā)、平臺(tái)工具等軟硬件，才有希望降低風(fēng)險(xiǎn)、攤平成本。目前，超高清顯示器、全息激光投影等核心技術(shù)，還是以日韓美廠商為主，成本很難降低。Gatebox的售價(jià)，就高達(dá)上萬(wàn)元。從這個(gè)角度看，發(fā)展裸眼3D，也會(huì)帶動(dòng)國(guó)產(chǎn)顯示器、半導(dǎo)體等產(chǎn)業(yè)投入研發(fā)，搶占這一新興市場(chǎng)，讓一般消費(fèi)者也能盡快用上裸眼3D。

媒介大師麥克·盧漢曾說(shuō)過(guò)，“任何技術(shù)都傾向于創(chuàng)造一個(gè)全新的人類(lèi)環(huán)境”。

裸眼3D，是通往元宇宙的必經(jīng)之路，也是一場(chǎng)時(shí)不我待的旅程，必將會(huì)對(duì)我們的社交、娛樂(lè)、教育、文化消費(fèi)等生存環(huán)境，產(chǎn)生前所未有的影響。

對(duì)裸眼3D的憧憬，驅(qū)使著人們不斷用新技術(shù)，為世界制造“幻想”，奉上“奇跡”。技術(shù)本身的故事，已經(jīng)足夠激動(dòng)人心。

審核編輯 黃宇