于迅博 | 以第三种维度“看”世界

城市中的巨型广告屏幕总是引人驻足，例如频上热搜的成都太古里和广州北京路的巨型屏幕……它们高大、明亮，往往伫立在车水马龙、川流不息的中心位置。这些与雕塑、纪念碑等全然不同的“动态景观”，装裱在美轮美奂的建筑表面或凹凸处，创造着一种新时代下的可读风景。“自然赋予人类一双眼睛，就是为了让我们感知何为立体。”北京邮电大学电子工程学院博士生导师于迅博仅用一句话就道出了裸眼三维技术的魅力所在，并直言还原立体视效是显示行业未来的大势所趋。近日，依托有关平台的合作与支持，于迅博带领团队以裸眼3D技术为主旨展出了自己的科研成果，致力于让这项已经足够惹眼的“网红”技术更直观地走进更多人的视野。在此之前，他已在这条路上行走了十余年。

三维技术梦想“生于毫末”

2010年，一部《阿凡达》开启了国内3D电影的元年。导演詹姆斯·卡梅隆带领一群通体深蓝的变种人强力刷新了我国大众的观影审美，影片以独特的视觉张力和沉浸式的体验俘获了很多人的心灵，彼时即将升入研究生攻读阶段的于迅博也是其中之一。“那个时候我坚定了三维显示技术未来必将大有可为的信念。”不久之后，我国就掀起了一股关于三维显示技术的研究热潮，也逐渐走入一场颠覆想象的显示技术革命。

▲于迅博作报告

显示技术，又称视觉信息处理技术，是一个覆盖面广且发展迅猛的研究领域，从其诞生之初，就与光学发展息息相关。随着镜头、光学孔径、衍射光学等理论相继涌现，数字化、信息化相关学科也被相继纳入其中。“通过进一步学习，我深刻认识到如果想在显示行业内走得更远、掘得更深，应该精专于一个具体的技术分支领域。”秉持这一思想，于迅博坚持深耕。很快，得益于学校优秀平台的支持和导师不遗余力的教导，他获得了很多参研国家及省市级重大研究课题的机会，从此跨入裸眼三维显示这一领域中。

眼睛有多重要？这个问题看似简单到可笑，但却鲜少有人能站在科学视角上做出分析和解答。而于迅博的阐释却可以让人轻松领略到其中关窍——人体的感觉器官中接收信息最多的是视觉器官，也就是眼睛。如果把大脑类比为人体的中央处理器（CPU），那么大约65%的脑力要用于处理眼睛收集的信息，换句话说就是占用了65%的内存。因此，要将三维显示技术提升一个台阶，“骗过自己的眼睛”，则必然要了解人眼的成像机理。

眼睛的成像原理类似凸透镜成像，但它不是简单的一面凸透镜，而是一个非常复杂的系统。当光线进入眼睛后，会经过角膜、晶状体等一系列眼部结构的折射和调节，最终在视网膜上形成图像。不过，虽然人类眼睛的成像能力十分惊人，但并不是它制造了3D图像。反之，它和相机捕捉到的图像一样都是平面的，之所以人类能感受到第三个维度——“深度”，其实还是要归功于大脑，以及两只眼睛的配合使用。由于两只眼睛在脸上存在一定距离，所以视网膜产生的图像略有不同，大脑根据这种不同就能推算出“深度”。这种立体视觉在5米以内的距离最为有效，超过这个距离，我们的大脑就会开始使用相对大小和运动来确定“深度”。

认知驱动行为，在真理的鞭策与主观能动性的内驱下，于迅博在很短的时间内几乎将市面上所有三维显示的方案都自主实验了一遍。“真的是绝知此事要躬行，经过反复试验和尝试，我在那时掌握了一些行业的痛点与难点。”而摆在他面前的下一步，自然是去芜存菁，再结合自己的思维火花，“点燃”这片科研蓝海。不过这段近乎“从无到有”的经历并非一帆风顺。“研究初期，论文少说看了也有千篇”，这不仅仅是因为领域之“新”，更是因为“奇”。“裸眼三维显示技术在行业里的位置很特殊，它发源于光学，却又与传统的光学思想有天壤之别，某些思考设计过程与传统相较甚至有些相悖。这就注定了研究当中会走很多弯路，那个时候实验都不知道失败了多少回。”于迅博回忆道。

直到2019年，于迅博在承研过目前全亚洲范围内尺寸最大的一块立体屏幕的项目之后，才切实收获了一份扎实的成就感。“因为过程足够艰辛”，他有些无奈地补充道，“由于屏幕规格大，所以相应的参数指标要求全都呈飞跃式上升。最重要的是，当时完成此项目预留的时间非常短，相应地，方案的容错空间就很小。再加上除技术攻关外，我还同时身兼统筹工作。因为三维展示相当于顶层设计，就像是一台晚会，单靠我们一个研发团队是无法完成的，我需要同时开展多方对接：结构框架、驱动软件甚至是场地铺设……要确保每一个环节都不出错。”所幸，成果是喜人的。

这份经历不仅标志着于迅博“生于毫末”的三维显示之梦成功照进现实，也让他收获了一份淡然从容的科研心态，“我发现，那次只是一个开端，这样的科研节奏几乎是每一个科研者必须习惯的常态。所以我经常告诉学生，世界上每件事都是有概率的，有些我们可以把握，有些不能，只有在能把握的环节做到自己能力范围内的最精准，才能最大程度为提高成功的概率添砖加瓦”。

引领产品阔别“王谢堂前”

百年前的人们大概无法预料到，今日人们几乎能将世界都“装”进一个薄薄的屏幕之中。自1897年，德国物理学家卡尔·费迪南德·布劳恩发明了阴极射线管，即世界上最早的电子显示器以来，人类世界的显示技术便几经更迭，大致已经走过等离子显示、液晶显示（LCD）、有机电致发光显示（OLED）及数字光处理显示（DLP）等阶段。但纵观此间历史不难发现，历次革命的最终走向都是应用。于迅博及其团队也深谙此理，所以，他们近年来积极与相关企业多次展开合作，力求贯通“产学研用”的创新发展链条。

“如今，得益于我国良好的政策与商业环境支持，光学领域的高新技术企业正在蓬勃生长。我们希望与兄弟单位确立共同目标，在三维光显示的编码合成方法、控光元件的设计与加工、对位贴合技术及渲染合成技术等方面进行攻关，聚力打造适合国内应用场景且具有国际先进水平的前沿技术，推动真三维显示技术的落地。”这并非只是几句虚无的口号，而是支撑于迅博及其团队每日忙碌奔波的美好愿景，“我做显示研究也有几年时间了，很清楚技术推广落地前后的价格相去霄壤，要想切实惠及千家万户，必须平衡好技术与成本之间的关系。”

据于迅博进一步透露，目前其团队联合开发的一款产品，核心技术指标已远超国外竞品，有望进入下一阶段。“据我们了解，当前国外同类型产品的可视角度大约是52°，而我们研发的产品可视角度已经做到大于100°，且成本远低于进口产品。”所谓可视角度，是指使用产品时的位置受限角度。也就是说，参数越大，观看位置越自由。“其实180°乃至360°的产品也并不是无法实现，但代价相应会随参数的扩大而大幅抬高，就目前市场来看有些得不偿失。从实践的角度看待问题也是科研从业者的一门必修课。”于迅博补充道。

虽然现在看来，前沿的裸眼三维显示技术要从“王谢堂前”飞入寻常百姓家还有一段不短的路程要走，但于迅博及其团队的信心与能力也在随着时间的沉淀而水涨船高。“我们希望，未来，不但显示行业得以革新，最好还能拉动光学工艺方面的提升，从而形成材料等相关产业链的正循环，助力我国其他科技领域实现突破。”这一畅想正出自于迅博的学生之口。“江山代有才人出”，看到自己培养的后辈有志气有理想，于迅博倍感欣慰。

一花一世界，一叶一菩提。自然界的信息量是无限的，如何用有限尺寸的屏幕来拟合、展示无限的自然，仍旧是时代为如于迅博一般的探索者出的一道道试题。于何处落墨，又将如何续写，这幅美丽而神秘的画卷只待他们用毕生所学来尽情绘就。

责编 | 郑心