上海人工智能實(shí)驗(yàn)室研究員鐘翰森、歐陽(yáng)萬(wàn)里與合作者成功研制出新一代裸眼三維（3D）顯示系統(tǒng)——書(shū)生·瞳真EyeReal。該系統(tǒng)首次在桌面級(jí)顯示尺寸內(nèi)實(shí)現(xiàn)了超過(guò)100度超寬視場(chǎng)角、包含全部視差類(lèi)型的實(shí)時(shí)三維顯示，證明了以計(jì)算為中心的方法能夠突破顯示領(lǐng)域長(zhǎng)期存在的物理局限，有望為虛擬現(xiàn)實(shí)、協(xié)作式3D設(shè)計(jì)、教育和文化娛樂(lè)等領(lǐng)域帶來(lái)突破性變革。近日，相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然》。

當(dāng)前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)雖能構(gòu)建立體視覺(jué)效果，卻受限于需佩戴頭部設(shè)備的物理束縛。而裸眼3D技術(shù)更貼合人類(lèi)感知習(xí)慣，無(wú)需借助任何外接設(shè)備，通過(guò)雙眼就能從屏幕上獲得如“真實(shí)窗口”般的沉浸式體驗(yàn)。然而，裸眼3D顯示領(lǐng)域長(zhǎng)期存在一個(gè)公認(rèn)的物理瓶頸——大尺寸與超寬連續(xù)視角難以兼得。

EyeReal系統(tǒng)則開(kāi)創(chuàng)了動(dòng)態(tài)模式，通過(guò)人工智能（AI）驅(qū)動(dòng)引擎，將全部信息量實(shí)時(shí)聚焦于觀(guān)看者的視線(xiàn)落點(diǎn)，從而突破了既往技術(shù)中的權(quán)衡關(guān)系。EyeReal系統(tǒng)采取融合式技術(shù)路線(xiàn)，在光場(chǎng)生成建模階段，通過(guò)傳感器采集關(guān)鍵點(diǎn)信息以定位觀(guān)察者眼位，構(gòu)建“人眼-光場(chǎng)”坐標(biāo)系，在屏幕與觀(guān)看者雙眼間建立精確的幾何模型；在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解碼階段，基于專(zhuān)用輕量化卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，該系統(tǒng)能在0.02秒內(nèi)計(jì)算出如何通過(guò)多層液晶屏的像素排列組合，在空間中精準(zhǔn)發(fā)射僅針對(duì)當(dāng)前觀(guān)察者雙眼位置的“最優(yōu)光場(chǎng)”。

憑借AI強(qiáng)大的分層光場(chǎng)優(yōu)化能力，EyeReal可以在人類(lèi)雙眼周?chē)鷺?gòu)建一個(gè)連續(xù)、真實(shí)的物理光場(chǎng)區(qū)域，從根本上避免了傳統(tǒng)3D顯示常見(jiàn)的因瞳距失配引發(fā)的眩暈不適感。

在物理顯示端，EyeReal采用結(jié)構(gòu)極簡(jiǎn)的三層液晶顯示器堆疊架構(gòu)，整套硬件系統(tǒng)無(wú)需額外復(fù)雜光學(xué)器件，但其性能指標(biāo)遠(yuǎn)超傳統(tǒng)技術(shù)。

研究團(tuán)隊(duì)表示，EyeReal為全新的探索工具奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，使研究者得以用更直觀(guān)、沉浸的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。同時(shí)，通過(guò)探索提升光場(chǎng)信息利用效率的新路徑，該系統(tǒng)可幫助大模型更精準(zhǔn)地捕捉、理解和模擬現(xiàn)實(shí)世界中復(fù)雜的物理現(xiàn)象，從而推動(dòng)大模型向真實(shí)物理世界的全面融合邁進(jìn)。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-025-09752-y

（原標(biāo)題為《新一代裸眼3D突破顯示領(lǐng)域長(zhǎng)久物理局限》）