陈根：平面透镜，提升裸眼3D显示体验

文/陈根

纵观显现技能的开展，从平面的画面开展到立体的3D画面，已经是显现技能开展的重大突破。更早曾经，许多报刊图片上都有红蓝3D的插页，配有一副红蓝眼镜，但立体效果不明显，颜色也有差异。

现在，除了佩戴3D眼镜观看3D画面外，3D显现技能也已经开展至不用佩戴眼镜，就可以直接观看超清效果质量非常高的裸眼3D。裸眼3D显现器，也称立体显现器，是利用人两眼具有视差的特性，在不需要任何辅助设备，比方3D眼镜，头盔等的情况下，即可取得具有空间、深度的传神立体形象的显现器。

目前，裸眼式3D主要有光屏障式、柱状透镜技能、光场显现等。其间，光场显现器是指使用密布的光线场来发生全彩的实时3D视频，这样就不需要戴眼镜也能观看。这种创立3D显现器的办法答应几个人同时观看虚拟场景，而且很像一个实在的3D物体。

但是，大多数光场3D显现器的观看范围有限，这导致3D虚拟图画随着观察者远离设备而退化。基于此，来自苏州大学的研究人员，采用了新开发的平面透镜，该体系大大加长了观看间隔。该体系则是朝着可用于电视、便携式电子产品和桌面设备的紧凑型、外观传神的3D显现器迈出的重要一步。

详细来看，研究人员通过将纳米结构以聚焦光线的方式图画化在一个平面上精心设计出一个新的衍射式平面透镜。将这些透镜中的几个交织在一起，使他们能发明出一个像素化的视图调制器，这是一种在光场显现中为场景发明各种视角的光学组件。比方，一个创立四个视角的3D显现器将使用四个这样的镜头，每个镜头都将光线会聚成一个独特的视角。

探究人员指出：“因为跟传统的玻璃透镜比较，平面透镜提供了杰出的光线操纵才能，它们可以用来解决三维显现器中有限的运动视差、串扰、视觉疲惫和有限的观看间隔等扎手的问题。”

从测试成果来看，在表明透镜在聚焦液晶显现器用于创立图画的红、绿和蓝光时实现了高分辨率后，研究人员将其纳入了一个4英寸的原型3D光场显现器，观看间隔则在24至90厘米之间。

该显现器形成了一个平滑的水平视差，在所有观看间隔上的串扰率低于26%，这意味着很少有会导致眼睛疲惫或使图画看起来不实在的错误。

该显现器还表现出高达82%的光功率，远远高于其他已报导的类似3D显现体系。高光效对于发明一个明亮的虚拟图画非常重要，特别是对于诸如便携式电子产品等耗电量大的使用。

研究人员发表在《光学》上的陈述中指出，他们的原型显现器在24厘米至90厘米的观看间隔上表现出高功率和高色彩保真度。通过将这些特点结合起来发明出了一个更实在的观看体验。

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