大力發(fā)展三維顯示等關(guān)鍵技術(shù) 助力虛擬/增強現(xiàn)實邁進新時代

戴瓊海

（清華大學自動化系，北京 100084）

2016年被稱為虛擬現(xiàn)實（VR）技術(shù)的元年，隨后的2017年VR產(chǎn)業(yè)步入了一個投資理性期，如今的2018年，虛擬/增強現(xiàn)實（VR/AR）技術(shù)與產(chǎn)業(yè)繼續(xù)前行，在三維顯示等關(guān)鍵技術(shù)深入發(fā)展的背景下邁進新時代，開啟新征程。

三維顯示技術(shù)是虛擬現(xiàn)實/增強現(xiàn)實技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)之一，科學家正致力于使三維顯示器上的圖像與真實事物完全一致。由此帶動了VR/AR產(chǎn)業(yè)的持續(xù)蓬勃發(fā)展，并且隨著VR/AR智能化的進步，VR/AR在文化教育、醫(yī)療衛(wèi)生、電影電視、智慧城市、工業(yè)制造等領(lǐng)域有了實際落地的應(yīng)用。

在上述背景下，《科技導報》邀請相關(guān)VR/AR領(lǐng)域的專家撰寫了VR/AR暨三維顯示技術(shù)研究綜述，出版專題以促進將該領(lǐng)域成果的推廣與傳播。

1）在三維顯示關(guān)鍵技術(shù)方面。清華大學曹良才團隊撰寫的《基于全息光學的虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實技術(shù)進展》，從顯示技術(shù)的角度闡述了目前主流VR/AR產(chǎn)品使用的技術(shù)方案，提出了全息光學技術(shù)在VR/AR產(chǎn)品中的優(yōu)勢和在產(chǎn)業(yè)中的作用，特別是歸納了全息光學技術(shù)在近眼顯示領(lǐng)域的最新進展，分析了全息光學和VR/AR產(chǎn)業(yè)在結(jié)合過程中所面臨的挑戰(zhàn)，并對基于全息光學的VR/AR產(chǎn)業(yè)發(fā)展進行了預(yù)測和展望；四川大學王瓊?cè)A團隊撰寫的《基于集成成像的增強現(xiàn)實三維顯示技術(shù)》，分析了現(xiàn)有增強現(xiàn)實器件的不足，介紹了集成成像三維顯示技術(shù)的原理和特點，盤點了以集成成像三維顯示為核心的光學透視式增強現(xiàn)實器件和系統(tǒng)，介紹了這些器件和系統(tǒng)的原理，并分析了離軸光學技術(shù)、自由曲面技術(shù)、全息光學元件技術(shù)、雙4f系統(tǒng)各技術(shù)的特點。

2）在VR/AR其他關(guān)鍵技術(shù)與標準方面。杭州電子科技大學顏成鋼團隊撰寫的《基于視覺的虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實融合技術(shù)》，提出了一種基于視覺的虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實融合技術(shù)，總結(jié)了室內(nèi)場景三維重建過程中的設(shè)備選擇、追蹤和運動干擾、平面識別等問題，并指出當前SLAM中具有挑戰(zhàn)性的問題；浙江大學牟同升團隊撰寫的《AR/VR虛擬顯示光學測量及IEC國際標準進展》，根據(jù)虛擬顯示的成像方式，提出了模擬人眼的入瞳、視野、視角方向及光譜響應(yīng)等特性的測量技術(shù)。同時，結(jié)合IEC TC110 WG12“穿戴顯示”工作組的標準化工作情況，介紹了AR/VR虛擬顯示光學測量方法國際標準化的進展；北京電子科技學院金鑫團隊撰寫的《圖像美學質(zhì)量評價技術(shù)發(fā)展趨勢》，回顧了圖像美學質(zhì)量評價的發(fā)展歷史，綜述了該領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展情況，展望了圖像美學質(zhì)量評價及其關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展趨勢，為VR/AR內(nèi)容制作中的美學問題提供了技術(shù)支撐。

3）在VR/AR暨三維顯示技術(shù)的實際應(yīng)用方面。上海交通大學翟廣濤團隊撰寫的《VR在兒童孤獨譜系障礙輔助治療中的應(yīng)用》，概述了虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特性及其在醫(yī)療和精神衛(wèi)生方面的研究與應(yīng)用情況，介紹了孤獨譜系障礙（ASD）發(fā)現(xiàn)與認識深化的過程、現(xiàn)有各種非藥物治療方法的分類和比較，闡述了VR技術(shù)應(yīng)用于ASD研究和輔助治療的過程和最新進展；中國傳媒大學曹三省撰寫的《VR/AR在文化旅游與影視中的應(yīng)用創(chuàng)新與趨勢》，分析了VR/AR在文化旅游與影視領(lǐng)域的支撐技術(shù)及其演進、融合中的應(yīng)用創(chuàng)新，研究了其發(fā)展趨勢及對傳媒文化產(chǎn)業(yè)的影響，探討了未來該領(lǐng)域的發(fā)展趨勢；北京電影學院葉風撰寫的《VR全景交互媒介特性與內(nèi)容設(shè)計方法》，通過對VR體驗的行為特征、用戶對VR體驗的訴求、VR產(chǎn)品的使用場景3方面的分析，梳理了VR全景交互的媒介特性與內(nèi)容創(chuàng)新之間的關(guān)系，提出了設(shè)計思維方法在VR內(nèi)容創(chuàng)新中的指導意義；北京聚力維度科技有限公司趙天奇撰寫的《人工智能為3D影視行業(yè)注入新動力》，介紹了一種新的3D轉(zhuǎn)制技術(shù)——人工智能2D轉(zhuǎn)3D，該技術(shù)可根據(jù)2D圖像自動生成3D內(nèi)容，在無損品質(zhì)下，將3D轉(zhuǎn)制效率提升了1000余倍，基于這項技術(shù)，可開發(fā)3D直播、3D瀏覽器等新應(yīng)用，也有望徹底解決3D內(nèi)容匱乏問題。

總之，隨著相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的解決和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用鋪開，虛擬與增強現(xiàn)實有望迎來嶄新的發(fā)展時代。