張晗

隨著科技的不斷發(fā)展，電影行業(yè)不斷提高現(xiàn)代人的口味，將3D技術應用到了電影中，制作出了立體電影，這使人們在觀看電影的過程中猶如身臨其境，感受到前所未有的真實感與震撼力，唯一美中不足的是觀看3D電影需要戴眼鏡，否則就享受不到立體電影的魅力所在。如何打破這一瓶頸，開發(fā)裸眼3D技術成為了備受社會各界關注的科研話題。

科技攻關，追求卓越

畢業(yè)于合肥工業(yè)大學儀器科學與光電工程學院，目前擔任南昌大學機電工程學院副教授的梁發(fā)云，在第一次體驗立體電影時就發(fā)現(xiàn)了戴鏡觀影的不便，便萌發(fā)了破解裸眼立體技術的想法。經(jīng)過艱苦卓絕的反復實驗攻關，他帶領研究團隊在裸眼3D技術、機器人立體視覺交互技術等領域做出了出色的成績，獲多項科技成果獎，并承擔國家自然科學基金、省部級科技項目的研究工作。

艱難起步，敢為人先。在2002年梁發(fā)云攻讀博士學位期間，“裸眼立體顯示技術研究”正式立項，梁發(fā)云也順勢開始了對裸眼3D技術難題的研究。十幾年如一日，他始終堅信，想要建立我國在3D技術上的主導地位，必須在關鍵技術、行業(yè)核心技術上走自主研發(fā)的可持續(xù)發(fā)展道路，于是他帶領科研團隊潛心研究，不斷打破裸眼3D技術瓶頸，成為國內(nèi)該領域研究的先行者。

梁發(fā)云的研究并未從最初使他萌發(fā)想法的3D電影開始，而是首先從飛行員訓練的角度出發(fā)的。因為飛行員上天前通常要進行模擬訓練，模擬訓練所使用的屏幕是立體三維才能達到與上空時同樣的場景，才能使飛行員在駕駛訓練時可以清晰地觀察到飛機行進的實況圖。“為了更加逼近真實感覺，減輕飛行員負擔，免去戴眼鏡帶來的麻煩，裸眼體驗立體空間的真實性顯得迫在眉睫。”梁發(fā)云稱。

在進行研究前，由于國內(nèi)在這個方向上的研究還基本上是空白，公開的資料和文獻都非常稀少，導致梁發(fā)云的整個科研團隊根本不知道從何下手，通過什么樣的方法來達到真實場景的顯示？它的機理是什么？都無從知曉。但是在強烈的使命感驅(qū)使下，他們必須持之以恒地進行科研攻關。

由于當時可供參考的文獻基本來自國外，梁發(fā)云為了搜集和翻閱國外的相關研究資料，為自己的科研項目尋求突破口，在開始課題研究的前幾個月基本上是一手摘錄筆記，一手翻英漢詞典。

裸眼3D技術需在機構(gòu)、電子、光學三個領域的有機集成，光學機理最為關鍵。利用光學技術將光學差分板固定在液晶顯示屏的前面（或后面）構(gòu)成前置式與后置式的裸眼3D液晶屏，裸眼3D液晶屏使用TFT LCD作為圖像顯示單元，左右眼圖像分別顯示在奇列和偶列構(gòu)成的亞屏幕上，其光學差分組件改變圖像顯示單元上的左右眼圖像傳輸光線，在觀看區(qū)域會聚后形成左右眼獨立視區(qū)，雙眼接收到各自獨立的互不干擾的圖像，從而獲得立體視覺效果，這是實現(xiàn)裸眼技術的關鍵所在。

攻克關鍵技術，初戰(zhàn)告捷

科研攻關，必須抓住關鍵點。梁發(fā)云通過長期思考，認為裸眼3D技術關鍵在于控制光線走向，設計光路圖。按照圖像分離原理，通過仿真，經(jīng)過無數(shù)次嘗試，他終于通過編程尋優(yōu)獲得了可實現(xiàn)雙視圖分離的光路圖。這意味著研究的最大難題基本攻克。光路圖的正確與否需要實驗驗證，因此必須尋找有實力的光學儀器廠生產(chǎn)光學元件，復原光路圖。為了尋找元件加工單位，他不辭辛勞，跑遍了全國各大城市，考察了多家光學儀器廠，經(jīng)過深思熟慮，最終與深圳的光學儀器廠達成合作。

2003年11月，國內(nèi)第一臺裸眼立體顯示器樣機終于正式誕生，屏幕大小為15英寸，外觀看起來就象普通的液晶顯示器，通過演示，樣機基本達到裸眼立體的效果，為裸眼3D技術的發(fā)展打開了艱難的一頁。

樣機研制成功了，但是其質(zhì)量是否能達到滿意的效果呢？梁發(fā)云的研究工作重心開始轉(zhuǎn)向了技術質(zhì)量評價方法的研究。當時，政府計量部門還沒有對裸眼3D設備技術質(zhì)量進行測試的裝備，學術界也沒有涉足此項研究的案例。梁發(fā)云與課題組成員只能嘗試自己攻關，經(jīng)過反復推敲，在使用CCD相機來測試眼睛觀看3D顯示器時獲得的圖像上找到了突破口。他們設計了能在亞屏幕上顯示測試圖案的軟件和CCD傳感器定位裝置，傳感器在顯示器前方的空間里密集移位拍照，亞屏幕上的目標圖案被完整記錄下來。經(jīng)過對幾百張圖片進行分析，終于有了重大發(fā)現(xiàn)，有些照片里只有一個清晰的亞屏幕測試圖案，而另一個亞屏幕測試圖案非常暗淡。又經(jīng)過反復調(diào)試和實驗，課題組終于獲得了裸眼3D顯示器技術質(zhì)量評價的重要測試方法，提出了“立體度”和“獨立視區(qū)”來描述該技術的技術質(zhì)量，從而攻克了裸眼3D顯示這種新型顯示技術發(fā)展的重要瓶頸問題。

目前，裸眼立體技術的關鍵部分已經(jīng)完滿解決，該技術的主要創(chuàng)新點可以總結(jié)為提出了亞屏幕和獨立視區(qū)的概念，完善了裸眼3D技術的光學機理研究；提出了立體度參數(shù)評價方法，為裸眼3D顯示器的技術質(zhì)量評價提供了一種有效的測試手段；提出了基于眼睛跟蹤的自動多視點技術的實現(xiàn)方法，提高了亞屏幕圖像的分辨率。為我國裸眼3D技術的進一步研究打下了科研基礎。

就這項研究，梁發(fā)云共發(fā)表學術論文20余篇，并申請了多項專利，獲得數(shù)項江西省高?？萍汲晒劇?012年12月16日在江西省教育部門組織召開的“裸眼3D技術理論及應用研究”科技成果鑒定會上，對該項研究的鑒定結(jié)論為“項目研究內(nèi)容及成果豐富，創(chuàng)新性明顯，在裸眼3D技術參數(shù)評價方法和自動多視點技術研究方面達到了國內(nèi)領先水平，具有重要的理論意義和實際應用價值?！边@些都是對他個人及其科研成果的充分肯定。

實踐應用，打造全新的視覺沖擊

每一項科研成果都是為實踐應用鋪路的，因為只有將科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，才能創(chuàng)造更大的價值。裸眼3D顯示器的研究成功只是梁發(fā)云研究工作的開始，更艱難的課題是裸眼3D顯示器的普及應用。比如擴大應用范圍使之在不同的領域發(fā)揮作用。完善裸眼立體顯示器的產(chǎn)品化設計，進一步研究不同尺寸屏幕下的裸眼3D技術以及嘗試裸眼立體技術的不同實現(xiàn)方法等等。怎樣才能讓自己的科研成果更好的為國家和人民創(chuàng)造價值，成為了梁發(fā)云和他的課題組的又一新課題。

付出總是有回報的，多年的兢兢業(yè)業(yè)，換來了碩果累累，梁發(fā)云的研究團隊在裸眼立體技術基礎理論及定標模型和應用研究、裸眼3D液晶屏組件成套技術研究開發(fā)、基于光學差分技術的自適應裸眼3D顯示產(chǎn)品等項目上都取得了突破性的進展。研究成果中的一些主要創(chuàng)新點，即亞屏幕和獨立視區(qū)的概念、立體度參數(shù)評價方法、裸眼3D顯示器視覺特性測量、自動多視點技術等，更是讓國內(nèi)外專家側(cè)目，受到業(yè)界專家學者的關注。

2010年4月，梁發(fā)云毅然組建了南昌興亞光電科技發(fā)展有限公司，專注于裸眼3D技術產(chǎn)品的研制與開發(fā)。隨著科技的發(fā)展，3D技術已經(jīng)逐漸深入到了普通民眾的生活。他順應時代的潮流，將裸眼 3D技術廣泛應用于臺式計算機顯示器、筆記本計算機顯示器、3D廣告機、移動3D電視、手機、平板電腦等領域，給人們帶來了不一樣的視覺沖擊，具有巨大的市場價值，有專家預言：“裸眼3D技術將引領一場前所未有的科技革命和產(chǎn)業(yè)革命?！?/p>

產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，拓展未來視野

在市場經(jīng)濟體制下，最前沿的科研成果必將對經(jīng)濟發(fā)展起到巨大的推動作用。于是在目前產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和倡導實體經(jīng)濟建設大背景下，梁發(fā)云果敢嘗試，在取得了一些科研成果之后，毅然將目標投向了科技產(chǎn)業(yè)化。他組建的科技公司就是他將裸眼3D技術產(chǎn)品推廣并將其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展最好的平臺。

梁發(fā)云準確把握市場脈搏，瞄準裸眼3D產(chǎn)品的市場前景，在公司發(fā)展的最初階段，他們試制了17英寸產(chǎn)品并進行了小批量試用，用戶反映3D效果明顯。這讓他更加信心滿滿，不斷加快了公司的產(chǎn)業(yè)化步伐。根據(jù)市場調(diào)查，他們得出小尺寸裸眼3D系統(tǒng)應用面廣、經(jīng)濟價值更高的結(jié)論，于是公司不斷致力于開發(fā)10英寸以下小尺寸產(chǎn)品，以裸眼3D屏為基礎，開發(fā)嵌入式電路系統(tǒng)和應用軟件，在ARM高頻芯片上組建平板電腦系統(tǒng)及應用系統(tǒng)，研制裸眼3D視覺傳感器以及圖像視頻播放軟件。這也受到社會各界的廣泛關注，并已經(jīng)得到科技部中小企業(yè)創(chuàng)新基金支持，融資支持裸眼3D產(chǎn)品批量生產(chǎn)，給公司帶來巨大的經(jīng)濟效益的同時，也帶來了極大的社會效益，推動了我國經(jīng)濟建設的加速發(fā)展。

公司還不斷嘗試將裸眼3D技術應用于更加廣泛的領域，包括車載系統(tǒng)、智能小區(qū)門禁系統(tǒng)等，并取得了很好的效果。2013年國慶期間，裸眼3D技術應用到了天安門廣場“大花籃”的搭建之中，業(yè)內(nèi)有專家認為，這意味著需要專業(yè)輔助器才可實現(xiàn)的3D技術即將被裸眼3D技術取代，更標志著我國裸眼3D技術研究取得了重大突破。梁發(fā)云介紹說：從專業(yè)技術角度來說，裸眼式3D可分為光屏障式柱狀透鏡技術和指向光源，其最大的優(yōu)勢便是擺脫了眼鏡的束縛，但是分辨率、可視角度和可視距離等方面存在不足。不過，經(jīng)過多年的研究，裸眼3D技術的弊端已經(jīng)基本被解決。

對于裸眼3D技術的未來發(fā)展方向，梁發(fā)云認為，實現(xiàn)裸眼3D技術的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展是未來的必然趨勢，裸眼3D技術未來可廣泛應用于多個領域。裸眼3D技術是影像行業(yè)的最新、最前沿的高新技術，它的出現(xiàn)和發(fā)展改變了傳統(tǒng)平面圖像給人們的視覺疲憊，也是圖像制作領域的一場技術革命，是一次質(zhì)的變化，在未來有著廣闊的前景。

目前，裸眼3D已經(jīng)在一些電子產(chǎn)品覆蓋的主要領域鋪開，已上市的裸眼3D產(chǎn)品主要有裸眼3D手機、裸眼3D電視、裸眼3D筆記本，裸眼3D攝像機等等。同時，梁發(fā)云也表示，要實現(xiàn)裸眼3D技術的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，目前還需深入研究3D圖像處理技術、3D傳感器技術、3D視覺交互技術以及3D視覺測量技術及其精度理論。他也將帶領科研團隊繼續(xù)攻關，繼續(xù)走在裸眼3D技術及產(chǎn)品研究開發(fā)的前沿。

披荊斬棘，勇攀高峰

作為工學博士，副教授，碩士生導師，梁發(fā)云桃李天下，將自己多年的科研知識、經(jīng)驗和成果傳授給了熱愛科研的新一代。作為科研人員他嘔心瀝血，專注于裸眼3D技術、虛擬現(xiàn)實技術、智能化儀器儀表的研究，為祖國的科研事業(yè)做出了突出貢獻。他先后在國營企業(yè)、船舶重工集團研究所、高新技術企業(yè)任職。主持及參與多項研究課題，主持江西省教育廳一般科技項目一項、重點項目一項（裸眼立體技術基礎理論及定標模型和應用研究）、重大產(chǎn)學研項目一項（裸眼3D液晶屏組件成套技術研究開發(fā)），主持中小企業(yè)科技創(chuàng)新基金項目。他研究的“裸眼3D技術理論及研究”獲得了高等學?？萍汲晒?。

對于未來，梁發(fā)云執(zhí)著追求，他將繼續(xù)行走在科研的道路上，不斷耕耘，不斷收獲。

裸眼3D技術必將為人類帶來前所未有的視覺盛宴，成為未來顯示設備的主流標準。它在中國的成功開發(fā)與應用，開啟了福澤未來的產(chǎn)業(yè)變革。穿越技術瓶頸，縱橫科技天地，呈現(xiàn)在人們面前的是歷經(jīng)風雨后的碧海藍天，抒寫了這位高知學者不平凡的人生，預示著他更加輝煌的未來。梁發(fā)云懷著對科研事業(yè)的熱愛和對祖國培育之情的感恩，繼續(xù)攀登高峰，為“中國夢”的實現(xiàn)奉獻終身。