1936
如今各大城市的地標(biāo)建筑、商場(chǎng)大屏的裸眼3D展示已經(jīng)成為網(wǎng)紅打卡地，一些采用裸眼3D技術(shù)的展演甚至一票難求。裸眼3D技術(shù)加持下，視頻中的人物、動(dòng)物仿佛真的要穿越屏幕來(lái)到自己身邊。更重要的是，這種逼真的效果無(wú)需觀眾佩戴任何設(shè)備，睜眼可見(jiàn)的“科幻感”更讓人感覺(jué)未來(lái)已來(lái)。
其實(shí)，3D正是我們感知世界最原本、最自然的形式，裸眼3D技術(shù)在2D屏幕中“還原”了我們?cè)谡鎸?shí)世界中的感受。那么，裸眼3D技術(shù)是怎么實(shí)現(xiàn)的，又能為我們帶來(lái)什么，應(yīng)用場(chǎng)景在哪里，今天我們來(lái)一一拆解。
什么是裸眼3D？
裸眼3D是一種不需要借助任何輔助工具，如3D眼鏡，就能看到三維立體影像的技術(shù)。它通過(guò)特定的顯示技術(shù)和視覺(jué)處理技術(shù)，使得觀看者的每只眼睛能夠看到略有不同角度的圖像，從而在大腦中重建出立體的空間感。
人類能感知到3D是因?yàn)槿说碾p眼位置不同。當(dāng)看同一物體的時(shí)候兩只眼睛會(huì)產(chǎn)生視角的差異，即“視差”。大腦接收到了來(lái)自左眼和右眼帶有視差的左圖和右圖，再經(jīng)過(guò)大腦的合成就會(huì)形成3D圖像。
人類為什么需要裸眼3D？
視覺(jué)是人類獲取信息最重要的來(lái)源，有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明人類大概83%的信息是通過(guò)視覺(jué)來(lái)獲得的，因此人類天然就有看得更清楚、更真實(shí)、更開(kāi)闊的需求。在屏顯技術(shù)出現(xiàn)以后，大家逐漸意識(shí)到，不論筆記本還是顯示器，呈現(xiàn)的都是二維畫面，但我們?nèi)粘Ｋ幍沫h(huán)境是三維的，因此由2D到3D的顯示升級(jí)成為行業(yè)發(fā)展的一大動(dòng)力。
舉個(gè)例子，大部分人都會(huì)覺(jué)得鏡子中的自己比證件照中的自己好看，這就是由2D到3D的“視角升維”帶來(lái)的魅力。
而隨著AIGC等前沿技術(shù)的迅速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)正在逐步從2D轉(zhuǎn)向3D，我們正在迎來(lái)一個(gè)體驗(yàn)升維的新時(shí)代。因此，在屏幕中還原真實(shí)、立體的世界，成為聯(lián)想研發(fā)裸眼3D技術(shù)的出發(fā)點(diǎn)。
此前裸眼3D技術(shù)普及面臨哪些難點(diǎn)？
裸眼3D技術(shù)雖然有種種優(yōu)勢(shì)，但暫時(shí)還沒(méi)有得到大范圍的普及。究其原因有以下幾點(diǎn)：
使用門檻高：需要安裝非常多的軟件，并進(jìn)行大量調(diào)試，使用過(guò)程繁瑣，對(duì)用戶的要求較高。同時(shí)顯示設(shè)備也需要配備高端顯卡等，進(jìn)一步提高了使用成本；
顯示質(zhì)量不高：既往的裸眼3D顯示設(shè)備，整體像素、色彩等方面效果不佳，對(duì)于工業(yè)設(shè)計(jì)師等裸眼3D的需求人群來(lái)說(shuō)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法達(dá)到他們的使用要求；
尺寸?。?/strong>由于技術(shù)原因，既往的裸眼3D設(shè)備尺寸都比較小，顯示效果受限，不僅無(wú)法提高生產(chǎn)效率，還提高了用戶的使用難度。
為推動(dòng)裸眼3D落地，聯(lián)想做了哪些工作？
第一件事，聯(lián)想認(rèn)為現(xiàn)在還是2D為主的世界，平常的辦公、Windows所有的都是2D，純3D對(duì)大家的接受度會(huì)有很大的障礙，所以第一件事是要突破怎么實(shí)現(xiàn)2D、3D混合顯示，想看3D的時(shí)候看3D，用2D的時(shí)候還是一個(gè)很好的2D顯示器，這里要進(jìn)行突破。
第二件事，是突破大尺寸，發(fā)布了業(yè)內(nèi)首款4K 27寸裸眼3D顯示器——聯(lián)想ThinkVision 27裸眼3D顯示器。
第三件事，提供不輸于2D的色彩、聲音、效果、顯示、連接，在此之上，再給用戶加一個(gè)3D的應(yīng)用。
聯(lián)想ThinkVision 27 裸眼3D顯示器實(shí)現(xiàn)了哪些突破？
歷時(shí)超一年半的研發(fā)周期，ThinkVision 27 裸眼3D顯示器在可用性、兼容性、顯示質(zhì)量、尺寸等四大方面都帶來(lái)了創(chuàng)新與突破。
首先在可用性方面，ThinkVision 27 裸眼3D顯示器實(shí)現(xiàn)了2D/3D可切換。在用戶使用PPT、Word等2D軟件，瀏覽2D內(nèi)容時(shí)，聯(lián)想ThinkVision 27 裸眼3D顯示器可以提供高質(zhì)量的顯示效果。但在播放3D片源或者使用3D設(shè)計(jì)軟件時(shí)，該顯示器即可自動(dòng)轉(zhuǎn)換為3D顯示，無(wú)縫切換。
其次在兼容性方面，ThinkVison 27 裸眼3D顯示器裸眼3D算法不依賴于Windows的操作系統(tǒng)，最大程度減少了軟件沖突，實(shí)現(xiàn)業(yè)內(nèi)唯一所有裸眼3D算法獨(dú)立運(yùn)行的顯示器。值得一提的是，顯示器所有裸眼3D算法主要依賴于算法板卡硬件，無(wú)需專門配置顯卡，入門門檻大幅降低。
第三在顯示方面，ThinkVison 27 裸眼3D顯示器擁有99% Adobe RGB與99% DCI-P3色域覆蓋率。其4K的超清屏，添加了出廠的小于2的色場(chǎng)矯正。
最后是突破大尺寸。聯(lián)想ThinkVison 27 裸眼3D顯示器是全球首款27英寸4K（2D狀態(tài)下、3D為2K）裸眼3D顯示器，超大尺寸屏幕專為更加身臨其境的創(chuàng)作、連接和協(xié)作而設(shè)計(jì)。
聯(lián)想ThinkVision 27 裸眼3D顯示器的裸眼3D效果是如何實(shí)現(xiàn)的？
聯(lián)想ThinkVision 27 裸眼3D顯示器中顯示的圖像，其實(shí)是聯(lián)想基于智能人眼跟蹤算法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)用戶雙眼的位置后，結(jié)合光柵的信息計(jì)算出的左圖和右圖的“交織圖像”。
因?yàn)楣饴肥强赡娴模杂脩粼谟^看屏幕的時(shí)候，“交織圖像”再經(jīng)過(guò)光柵過(guò)濾，就會(huì)把左圖和右圖分別投射到左眼和右眼，從而產(chǎn)生了裸眼3D的效果。
聯(lián)想ThinkVision 27 裸眼3D顯示器實(shí)現(xiàn)裸眼3D效果的關(guān)鍵技術(shù)是什么？
對(duì)于裸眼3D顯示來(lái)說(shuō)最關(guān)鍵的技術(shù)是實(shí)時(shí)地知道用戶雙眼的位置，這對(duì)于改善觀看舒適度非常必要。真實(shí)世界中，人能看到3D物體是因?yàn)槟芙邮盏轿矬w表面發(fā)射或者反射的光線，而且這個(gè)過(guò)程不存在任何延遲。
但是當(dāng)人看裸眼3D顯示器的時(shí)候，系統(tǒng)首先得“知道”眼睛的位置，然后根據(jù)位置計(jì)算左右交織的圖像，再通過(guò)光柵的過(guò)濾把左圖投到左眼、右圖投到右眼。整個(gè)過(guò)程相比于人眼看到真實(shí)世界中的3D物體相比，會(huì)存在一個(gè)延遲。
當(dāng)這個(gè)延遲過(guò)大的時(shí)候，人們就會(huì)因?yàn)榕c慣常體驗(yàn)差異過(guò)大而產(chǎn)生一些不舒適，比如說(shuō)眩暈、疲勞。所以改善觀看舒適度的有效方式就是盡可能地減少眼動(dòng)跟蹤的延遲，為此聯(lián)想也構(gòu)建了高精度、低延遲的雙眼3D位置跟蹤的算法。
目前，內(nèi)置于聯(lián)想ThinkVision 27 裸眼3D顯示器的雙眼3D位置跟蹤算法基于普通的RGB攝像頭能以大于150幀每秒的速度實(shí)時(shí)計(jì)算人的雙眼在空間中的位置，整個(gè)算法的延遲小于7毫秒。再加上圖像交織可能需要一部分延遲，大概8到12毫秒，會(huì)確保整個(gè)延時(shí)控制在20毫秒以內(nèi)，從而保證用戶在觀看的時(shí)候能夠有一個(gè)舒適的觀看體驗(yàn)。
聯(lián)想ThinkVision 27 裸眼3D顯示器如何讓用戶享有更豐富的裸眼3D內(nèi)容？
為了給用戶帶來(lái)更豐富的裸眼3D內(nèi)容體驗(yàn)，聯(lián)想雙管齊下，在盡可能兼容已有3D內(nèi)容的同時(shí)，嘗試將2D內(nèi)容轉(zhuǎn)換為3D形式。
首先，為了讓裸眼3D顯示設(shè)備盡可能地?zé)o縫兼容已有的3D內(nèi)容，聯(lián)想構(gòu)建了一個(gè)設(shè)備端跨應(yīng)用的渲染引擎。當(dāng)設(shè)備打開(kāi)一個(gè)3D應(yīng)用以后，該引擎可以從顯卡驅(qū)動(dòng)層獲取到3D內(nèi)容本身的3D信息，比如3D模型的點(diǎn)云、網(wǎng)面、著色信息等，并對(duì)這些數(shù)據(jù)做一層渲染。這一過(guò)程可以把本來(lái)是單視圖的3D信息渲染成適合裸眼3D顯示的左右圖格式，然后再輸出到上層應(yīng)用在顯示器上顯示。這樣一個(gè)本身就是3D格式的內(nèi)容通過(guò)引擎以后就可以不需要做任何的修改，直接在聯(lián)想的裸眼3D設(shè)備上瀏覽和使用。
其次，聯(lián)想在嘗試將2D內(nèi)容轉(zhuǎn)換成3D在設(shè)備上顯示。由于2D的內(nèi)容本身是缺乏3D信息的，所以聯(lián)想借助AI算法從2D內(nèi)容上估算每個(gè)像素的3D信息。在解決這一問(wèn)題的過(guò)程中，聯(lián)想工程師運(yùn)用到了一個(gè)非常有趣的心理學(xué)現(xiàn)象——知覺(jué)填充。知覺(jué)填充指人類可以根據(jù)自己的認(rèn)知去發(fā)現(xiàn)一些本身不存在的視覺(jué)線索，自動(dòng)填充得到完整的信息，也就是俗話說(shuō)的“腦補(bǔ)”。
基于這個(gè)原理，在將2D內(nèi)容轉(zhuǎn)換3D格式的左右圖的時(shí)候，只需要保留原始2D圖像的清晰度，而另一幅轉(zhuǎn)換出來(lái)的圖像中的部分像素可以模糊一些，然后讓大腦基于清楚圖像，來(lái)腦補(bǔ)另一個(gè)圖像上模糊的部分，從而可以節(jié)省一部分算力。
目前聯(lián)想2D轉(zhuǎn)3D AI算法已經(jīng)可以輕松支持2D的4K視頻在ThinkVision 27 裸眼3D顯示器上實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)化為3D格式，是業(yè)內(nèi)第一個(gè)可以完成該任務(wù)的AI算法。
裸眼3D顯示器都可以應(yīng)用在哪些領(lǐng)域？
裸眼3D技術(shù)在工業(yè)設(shè)計(jì)、智慧醫(yī)療、智慧教育、智慧辦公、游戲、網(wǎng)購(gòu)等多個(gè)領(lǐng)域有著非常豐富的應(yīng)用場(chǎng)景與想象空間。
首先，工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域可以用于汽車制造、建筑設(shè)計(jì)、工程施工、裝修等等。以顯示器產(chǎn)品設(shè)計(jì)為例，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)完之后需要打樣，時(shí)間至少兩周，花費(fèi)數(shù)萬(wàn)元，而打樣可能需要很多輪。通過(guò)ThinkVision 27 裸眼3D顯示器可以立體呈現(xiàn)設(shè)計(jì)效果，不僅可以幫助縮短打樣周期，更能節(jié)省打樣的費(fèi)用。
其次，裸眼3D技術(shù)也可以用于醫(yī)療領(lǐng)域，裸眼3D 顯示器可提供清晰的三維視圖，為醫(yī)生提供幫助，尤其是在外科手術(shù)期間。它還開(kāi)辟了遠(yuǎn)程手術(shù)場(chǎng)景可能性。
第三，在專業(yè)教培領(lǐng)域，當(dāng)老師講花蕾的結(jié)構(gòu)、地球的結(jié)構(gòu)時(shí)，裸眼3D顯示器可以提供非常清晰的呈現(xiàn)。目前很多技術(shù)實(shí)驗(yàn)包括技工類培訓(xùn)都有一定的操作危險(xiǎn)性，通過(guò)裸眼3D顯示器可以更大限度地減少這種危險(xiǎn)性。
未來(lái)，裸眼3D技術(shù)還有可能將現(xiàn)在的遠(yuǎn)程會(huì)議轉(zhuǎn)變?yōu)?裸眼3D協(xié)同的“立體會(huì)議”，參會(huì)人員可以更清晰的看到討論對(duì)象、項(xiàng)目情況等，對(duì)溝通效率提升會(huì)有非常大的幫助。而在游戲、電商等領(lǐng)域，裸眼3D技術(shù)都蘊(yùn)藏著非常廣闊的應(yīng)用機(jī)會(huì)。
伴隨技術(shù)的飛速進(jìn)步與產(chǎn)品的不斷豐富，裸眼3D終會(huì)實(shí)現(xiàn)從工業(yè)到民用行業(yè)的轉(zhuǎn)換，互聯(lián)網(wǎng)世界也將完成從2D到3D的轉(zhuǎn)換，裸眼3D技術(shù)終將觸達(dá)千家萬(wàn)戶，為每一個(gè)人帶來(lái)“視界”升維。
下載ECAD模型
