我们距离“裸眼3D自由”，还有多远？

　　还记得 2018 年，我曾熬夜好几天，就为了抢一张故宫博物院“清明上河图互动艺术展演”的门票。

　　后来，我也曾去过很多城市，看过不少策划精良的展览。那场“穿越北宋”的名画之旅，依然是我看过的，最具沉浸感的一场文化类展演，没有之一。

　　我可以很轻松地回忆起，自己走进实景布置的茶楼，客人觥筹交错，艺人演奏琵琶，小二楼上楼下忙忙碌碌地奔跑，这些由三维投影还原出的市井日常，让人一下子穿越到北宋都城。

　　然后是去球形影厅，《清明上河图》这幅五米多的长卷变成了一场“人在画中游”的 citywalk，我坐上游船慢慢游览，繁华喧闹的汴京城，画中 800 多个各色人物，一点点在眼前和身旁铺陈开来，连飞溅到面前的水花都十分真实。

　　最重要的是，这场展演采用的是裸眼 3D 技术，全程不需要佩戴 3D 眼镜或 VR 眼镜，对于我这种高度近视人士，非常友好。

　　遗憾的是，这场展演的影厅座席有限，一票难求，很多人都没有机会亲身体验，我自己也没抢到二刷的票。

　　当时我就在想， 我们的世界不是平面的，3D 才是最自然、最原始地感知世界的方式。如果能不依赖 VR/3D 眼镜，也不必千里迢迢赶往景区、商场、展厅等的大屏幕前，在手机、手持全息设备等小型化随身设备上，就能体验“裸眼 3D”，那该有多快乐啊!

　　很容易就能想到，届时无论是知识科普、文化传播，还是教育、医疗、政务、娱乐、社交……都可以从平面互动，转为身临其境的 3D 交互。这不正是“元宇宙”所描绘的样子吗?

　　“元宇宙”的兴起，也让“裸眼 3D”技术，再一次被寄予了更多的期待。

　　本文就来聊聊，我们距离实现“裸眼 3D 自由”，究竟有多远。

　　裸眼 3D 技术，并不是一个技术

　　好莱坞“编剧教父”罗伯特·麦基曾说过一句话：“没有故事，再好的 3D 也只是技术”。但换个角度想，没有技术，再好的故事也无法被以逼真、直观、立体的方式讲述。

　　3D 视觉体验，大多数人都不陌生。2009 年上映的《阿凡达》，开启了“3D 元年”，从此以后，3D 电影一度成为观影的主流，就像有声电影取代无声电影、彩色电影取代黑白电影一样。

　　但到此为止，就够了吗?看过 3D 电影的观众，有一个必需的环节，就是从电影院租用或者自带一副 3D 眼镜。如果像我这样，本身就戴着近视眼镜，那么这幅额外的 3D 眼镜，就会鼻梁的“不可承受之重”。

　　3D 技术再往前走，就是不依靠 3D 眼镜/VR 头显等设备，化身为裸眼 3D。

　　裸眼 3D 的好处不用赘述，其摆脱了外接显示设备的束缚，观众可以直观、自然、便捷地，观看比 2D 更逼真、更具沉浸感的立体内容。

　　说到这里，你可能以为，“裸眼 3D”是一种具体的技术，只是还没到成熟的时候。其实不然，“裸眼 3D”就和人工智能、元宇宙一样，是基于一个目标，而组成的一系列技术的统称。

　　比如人工智能是让机器达到类人的智能水平，包括自然语言处理、机器视觉、知识图谱、深度学习等多种技术。“元宇宙”要构建一个高度还原现实世界的虚拟世界，则需要 AI、区块链、云计算、通信、IoT、数字孪生等共同支撑。

　　同样的，裸眼 3D 目的是让人们直观地获得立体逼真的视觉体验，本质是利用视觉位移来“欺骗”视觉神经。

　　具体来说，人眼在看某个物体时，两只眼睛是分别从左右两个视点观看的，传送不一样的图像信号。大脑再将左右两边的影像结合起来，得到一个有立体感的物体。所以，裸眼 3D 就是琢磨如何“欺骗”人眼，将 2D 图像感知为 3D 图像，并为此不断想各种办法。其中就包括了 MLD(多层显示)技术、光屏障式 3D 显示技术、数字化浮雕技术、全息投影技术、增强虚拟现实等。

　　不难想到，作为一系列技术的集合，实现“裸眼 3D”，并不是一件简单的事情。

　　直到今天，当裸眼 3D 的视频，出现在某一个城市的市中心/CBD 时，依然还是一件新鲜事物，会引来围观群众的声声惊叹，成为打卡拍照的网红景观。

　　那么，把“裸眼 3D”装进手机等随身设备里，我们究竟还要等待多久呢?

　　把“佩珀尔幻象”装进盒子里，总共分几步?

　　裸眼 3D，作为一种观看的目标，其实并不是当代人才想的出来的新事物。

　　早在几百年前，人类就极为聪明的在表演中利用双眼视差。

　　19 世纪，一位名叫约翰·亨利·佩珀尔(John Henry Pepper)在伦敦皇家理工学院演讲时提出，仅仅使用一片玻璃，在剧院中利用玻璃和光的折射，来操控观众的视觉，达到在舞台上出现幽灵的效果。

　　可以说，裸眼 3D 就是让“佩珀尔幻象”照进现实。进入信息时代，人们开始尝试将“佩珀尔幻象”装进手机、游戏机、电视等盒子里，让每一个人都可以足不出户，就享受到裸眼 3D 的视觉体验。

　　第一阶段，显示器厂商的探索。

　　二十一世纪的前十几年，显示器厂商们为了让裸眼 3D 走入家庭，做了非常多的探索。

　　总的来说，这一阶段的裸眼 3D，核心是利用双眼视差，通过屏幕的设计，让每副眼镜看到不同的像素组合，从而体验到 3D 效果。

　　一开始，以日韩美为主的电视大厂，率先推出了一系列裸眼 3D 的产品。比如夏普早在 2003 年，就推出过 RD3D 裸眼 3D 笔记本电脑，还曾发布过搭载 3D 液晶面板的裸眼 3D 智能手机。2009 年，美国 PureDepth 公司，推出了 MLD(多层显示)技术，让观众可以直接观赏立体影像。三星电子发布的超薄全息显示器，也采用了多层显示的原理，可以实现较大视角的动态全息图。2011 年，任天堂推出了一款便携式游戏机 3DS，利用视差壁技术，使用者不需要佩戴特殊眼镜，就可以感受到立体裸眼 3D 图形效果。

　　2009 年《阿凡达》的成功，更是带动了 3D 观影的火爆。日韩厂商和海尔、海信、TCL 等国内电视厂商纷纷开始跟进，推出裸眼 3D 电视。

　　这一阶段，3D 显示技术在分辨率、可视角度等方面不断提升，产品形态也推陈出新。但总体来说，裸眼 3D 的显示效果与高清 2D 视频还有差距，观众们尝鲜之后难以忍受。同时，采用此类技术的裸眼 3D 视角有限，必须位于一定的范围内才有立体效果，容易造成眼睛疲劳，再加上高昂的售价，最终沦为鸡肋，几乎没有人记得它们的存在。

　　随后，光场技术的引入，又让裸眼 3D 点燃了希望。

　　第二阶段，光场技术的应用。

　　既然用 2D 的显示器屏幕展现 3D 效果很难，那么直接用激光投影在真实维度空间中，显示 3D 立体影像，行不行呢?

　　广场技术，通过采集真实空间里人眼看到的光线，再用设备还原光线，制造一个全息画面，来重现三维世界。这种技术，已经被应用在舞台还原已故艺术家的表演，比如迈克尔杰克逊重新演出，让邓丽君与当代音乐家合唱等。此外，旅游景区、企业发布会、开幕式等大型活动，都利用 3D 全息投影这一光场技术，来增加视觉效果。

　　问题是，怎么将它放到随身设备里呢?

　　2016 年，一个智能硬件厂商推出了专为宅男定制的家用智能化全息机器人 Gatebox，利用全息投影技术，将虚拟偶像初音未来的形象，利用短距激光投影仪，投影到设备中间的亚克力屏幕上，因为图像是半透明的，就有了裸眼 3D 的显示效果。一位宅男甚至和这个设备举办了自己与初音未来的婚礼。

　　3D 全息投影等光场技术要达到逼真、任意角度均可观看的效果，需要大面积投影，便携化的难度较大，只局限在小众产品中，很难应用到手机、平板、电脑等随身设备上。

　　第三阶段，智能终端的到来。

　　近年来，智能终端设备的升级，以及超高清视频产业的成熟，让裸眼 3D 在端侧落地有了可能。一方面，智能手机的分辨率不断提升，观看 3D 图像的舒适度有所改善，避免了头晕等负面视觉感受。

　　同时，AI 技术、机器视觉、数据压缩等新技术的引入，让 3D 影像的传输与显示变得容易。

　　2021 年的 Google I/O大会上，谷歌的 3D 光场显示方案 Project Starline，就通过计算机视觉、机器学习、空间音频和数据压缩登记书，营造一个 3D 视频聊天室，无需佩戴额外的眼镜，就可以与千里之外的人进行全息视频对话。智能技术的大量应用，将裸眼 3D 推上了更高的台阶。

　　此外，伴随着元宇宙、数字人、AIGC 等应用，虚拟现实、增强现实、数字孪生、3D 渲染等技术，也被用来实现裸眼 3D 效果。

　　目前，数字人正在从电商直播间、娱乐节目、服务 APP 等各个领域，迅速走进我们的视野，3D 也成为数字人的标配，通过 3D 渲染和 AI 驱动，数字人可以做出栩栩如生的动作。在北京坊、莫高窟等线下场景，通过手机的 AR 能力，可以获得现场环境的 3D 显示，不仅能给观众提供巨量信息，而且还能保证观看的舒适度。

　　从技术的发展趋势来看，也许很快就可以随时随地营造出完全逼真的裸眼 3D，让人们随时随地地穿梭于现实世界和元宇宙。

　　技术的未来，没有尽头

　　如前所说，裸眼 3D 作为一种综合技术集成的发展目标，升级迭代是没有尽头的。人们对沉浸式体验的追求，不断追求极致。目前的裸眼 3D 实现手段，一定会被新技术、新载体、新媒介所取代，变得越来越逼真。

　　那么，不断升级的裸眼 3D，都对哪些细分技术，提出了要求了?

　　首当其冲，就是算力。

　　3D 图像的数据量极大，相比于 2D 图像，增加了一个维度的信息，并且显示分辨率还在不断提高，播放裸眼 3D 视频影像，这就对随身设备的计算能力，提出了极高的要求。而移动设备的元器件要求小型化、低功耗，目前旗舰手机的 SoC 芯片，可能还达不到流畅播放超高清裸眼 3D 视频的算力水平。围绕着裸眼 3D 等新兴应用，来进行定制优化与开发，可能正是国产手机芯片的一个突围点。

　　其次是传输。

　　让用户有沉浸感的全息影像，需要超低时延与超大带宽的通信网络，才能为用户带来极致体验。目前，5G 网络速率基本维持在 1Gbs，也就是千兆水平，裸眼 3D 的超高清视频，要进行大规模上传、下载，现有网络无法被充分满足。目前有两个发展思路，一是等待 6G，借助卫星互联网等网络来支撑，大概要在 2030 年后完成商用;另一个是发展 5G-Advanced 或 5.5G，对 5G 网络进行十倍带宽的提升，来满足裸眼 3D、AIGC、元宇宙、自动驾驶等规模化商用的网络需求，尽快推动业务成熟。目前来看，加强 5.5G 建设，支撑新业务的探索，正在成为全球共识，也让裸眼 3D 更快迈入终端。

　　然后还要考虑成本。

　　裸眼 3D 自由，需要让终端设备的成本可接受，才能从极客们的玩具，变为广泛普及的大众消费品。大众市场和用户规模扩大之后，裸眼 3D 内容制作、渠道分发、平台工具等软硬件，才有希望降低风险、摊平成本。目前，超高清显示器、全息激光投影等核心技术，还是以日韩美厂商为主，成本很难降低。Gatebox 的售价，就高达上万元。从这个角度看，发展裸眼 3D，也会带动国产显示器、半导体等产业投入研发，抢占这一新兴市场，让一般消费者也能尽快用上裸眼 3D。

　　媒介大师麦克·卢汉曾说过，“任何技术都倾向于创造一个全新的人类环境”。

　　裸眼 3D，是通往元宇宙的必经之路，也是一场时不我待的旅程，必将会对我们的社交、娱乐、教育、文化消费等生存环境，产生前所未有的影响。

　　对裸眼 3D 的憧憬，驱使着人们不断用新技术，为世界制造“幻想”，奉上“奇迹”。技术本身的故事，已经足够激动人心。