用人工智能实现超大视角的裸眼3D显示

无需佩戴设备即可体验3D视觉的裸眼3D显示器，被视为改变人类与数字世界交互方式的关键技术，其目标是在自然视距下呈现具有宽视角和大成像尺寸的光场，即“终极显示器”愿景。然而，光学系统的空间带宽积（SBP）——一个衡量空间分辨率与角度多样性内在耦合关系的物理量——长期限制着这一愿景的实现，传统技术往往需在显示尺寸、视角和视差完整性之间妥协。

现有裸眼3D技术主要分为两类：全息显示能精确控制光场，但尺寸局限在厘米级；自动立体显示（如多视点分割或密集型）可扩展至桌面尺寸，却牺牲了视角连续性或适应性。尽管深度学习算法的引入优化了显示效果，但仍未突破静态SBP利用的框架。

为此，研究团队开发了EyeReal，这是首个能实时优化有限SBP的裸眼3D显示器。它通过精确的双目几何建模与深度学习引擎结合，动态将光场信息聚集在双眼及其周围区域，而非静态分配SBP。硬件上采用低成本液晶面板堆叠结构，无需特殊光学元件，利用相位调制而非强度调制提高光学效率。

EyeReal实现了桌面级全视差3D显示：视角超100°，刷新率超50Hz，分辨率达1920×1080，支持水平、垂直及径向全方位视差，能实时响应用户任意方向的移动。实验验证显示，其在不同场景（计算机生成内容、真实场景、地标建筑）中均能生成高质量双目视差，且在双眼周围广阔区域保持画质一致性，有效缓解了vergence-accommodation冲突（VAC），提升视觉舒适度。

与现有技术相比，EyeReal克服了传统多视点分割显示视角窄、易受瞳距 mismatch影响的问题，也突破了密集视点显示视野受限的局限，在实时性上比迭代或神经方法快1-2个数量级。其动态SBP利用策略为大尺寸裸眼3D显示提供了新思路，有望应用于教育工具、3D设计、虚拟现实等领域，并可扩展至多用户场景及其他光场显示技术。