創新引領的科研突破——訪南昌大學機電工程學院梁發云博士

本刊記者 王海濤

在人類文明的發展過程中，科學技術總是扮演著歷史推動者的角色。每一個技術革命，都引領人類邁進新的時代。就在我們當前所處的信息時代，一項新技術往往能夠在短短幾年內，形成產值上百億的產業，并且在其所在的領域成為領導者。技術的創新帶來的價值，史無前例地達到了極致。

裸眼3D是未來顯示技術發展的必然趨勢與終極方向，隨著光柵、指向光源、全息、體顯示等裸眼3D技術的快速發展，為人們帶來了全新的視覺體驗與消費方式，同時手機、廣告、展覽、軍事、醫療等先行行業對于裸眼3D顯示也有著極其迫切強烈的應用需求。

而究竟何為裸眼3D，緣何如此吸引大眾關注呢？

南昌大學機電工程學院副教授梁發云解釋說：裸眼3D技術是一種采用視差障壁技術、柱狀透鏡技術或者夠通過一定間隔重疊的兩塊液晶面板MLD技術，實現在不使用專用眼鏡的情況下，觀看圖像及文字時呈現突出屏幕的3D效果。裸眼3D技術可以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，具有巨大的市場價值。

立足國需 服務產業

梁發云2005年畢業于合肥工業大學儀器科學與光電工程學院，先后在國營企業、船舶重工集團研究所、高新技術企業任職。隨后在南昌大學機電工程學院從事教學科研工作。其研究團隊在裸眼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，獲得多項科技成果獎，并承擔國家自然科學基金、省部級科技項目的研究工作。發表論文近20多篇，獲得國家專利10余項。

2012年12月16日，江西省教育部門在南昌組織有關專家召開了“裸眼3D技術理論及應用研究”科技成果鑒定會。鑒定結論為，項目研究內容及成果豐富，創新性明顯，在裸眼3D技術參數評價方法和自動多視點技術研究方面達到了國內領先水平，具有重要的理論意義和實際應用價值。

這一成果研究的光學差分式裸眼3D技術可以作為圖像、視頻、文字的視覺接口，廣泛應用于圖文顯示設備。在攻關過程中，梁發云團隊使用光學差分板固定在液晶顯示屏的前面（或后面）構成前置式與后置式的裸眼3D液晶屏，液晶屏是用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，在觀看區域會聚后形成左右眼獨立視區，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。

技術的關鍵在于裸眼3D光學機理的研究、光學差分組件參數的計算仿真及其設計加工和組裝。成果中的光學差分組件使用液晶技術加工制造，液晶層的厚度控制在8微米，使用電極上的動態驅動信號使液晶分子產生扭轉形成電子光柵，從而產生3D光學差分效應。而在電極無驅動信號時，光學差分組件處于不工作狀態，不對光線進行調制,使得LCD屏兼容于2D顯示。

通過攻關，他們提出了亞屏幕分區、獨立視區及其空間分布特征等理論，完善了裸眼3D技術的光學機理研究；探索了立體度參數及相應測試方法，完成裸眼式3D顯示器的質量評價和視覺特性測試研究；提出一種具有特色的不同于柱透鏡原理的自動多視點技術實現方法，在眼睛識別與跟蹤算法和播放軟件等方面進行了深入研究；設計并研制了視差分離光學板，開發了前置式和后置式的多種規格尺寸的裸眼3D顯示器樣機：樣機能形成左右眼圖像完全分離的獨立視區，滿足裸眼觀看3D影像的要求。

他們的成果完善了裸眼3D技術的光學研究，研制了裸眼3D顯示器，具有良好的3D視覺效果；研究了裸眼式3D顯示器的技術質量評價方法及測試儀器，為技術質量測試和建立國家標準提供了依據；自動多視點技術的研究充實了裸眼3D技術研究的內涵。

“裸眼3D技術理論及應用”研究在光學機理、技術質量評價及測試、自動多視點技術等方面的研究成果，對新型顯示技術的發展做出了一定的貢獻。技術性的研究成果可產業化推廣，與光電顯示技術公司合作開發適用產品，服務于社會經濟建設。”

創新前沿 領航發展

裸眼3D技術是光電顯示的重要研究領域，在多行業有重要的應用，為了凝聚研究方向，在光學機理、評價標準和測試方法、視覺特性、3D圖像與視屏信號處理方法、微電子3D電路、3D傳感器、虛擬圖像、3D人機交互等領域加強研究，梁發云組建了裸眼3D技術與虛擬現實技術研究中心。

中心目前承擔了廳委重點科技項目和產學研科技項目的研究開發工作，在產業化應用方面承擔了中小企業創新基金支持的產業化研究。為此，研究團隊成立了南昌興亞光電科技發展有限公司，專門從事裸眼3D技術的成果轉化及產業化工作。

身為科技領軍人的梁發云，不僅是一名孜孜不倦的墾荒者，在科技創新上持之以恒，克服經費和設備短缺等困難，堅持研以之致用，在科學技術的原野上無懼無畏地探索與開拓；而且是一名傳道授業解惑的良師，因為他深知要想有長久不竭的發展動力，技術能力和真才實學在人才培養中至關重要。梁發云在科研中著重培養研究生的實踐能力和創新創業意識，目前已畢業的8名碩士研究生都就職于大型企業和研究所，6名在讀研究生繼續鉆研3D技術的縱深問題。

“裸眼3D技術是新型顯示技術領域的重點發展方向，科技部“十二五”計劃專門規劃了其理論和應用的發展目標。3D技術已經進入產業化階段，特別在消費電子領域具有巨大的市場前景。裸眼3D技術在平板電腦、手機、監控、廣告機、車載等產業方面具有重要應用。市場容量巨大，產業鏈的產值每年上千億。”梁發云說。

最后，他向我們描繪了裸眼3D的藍圖：隨著3D市場的啟動和逐步普及，3D影視作品將加快生產步伐，使大部分的影視劇及視頻節目開始采用3D技術拍攝發行，3D動漫領域也將形成巨大的產能。裸眼3D技術的影像產品適合于中小尺寸的家庭電視機、電腦顯示器、監控設備、樓宇廣告設備、車載影像設備、便攜娛樂影音設備、通訊設備等，產品模塊化、標準化的發展趨勢日益明顯。裸眼3D技術的應用體系非常廣泛，可以形成不同尺寸規格、功能多樣化的技術產品，豐富用戶需求，促進產業鏈發展。

因裸眼3D技術涉及面廣，產業發展依賴于片源、播放及前后產業鏈，所以在產業化過程中無法一步到位。對于新技術新產品的開發、促進和應用，將是一個較長的周期。把科研成果盡快轉化，形成生產力，既是工科科學研究的目標，也是一種嘗試。在當前產業轉型和倡導實體經濟建設的環境下，致力于自主創新創業，具有很強的示范意義。

可以預見，在不久的將來，裸眼3D技術將會徹底改變我們的生活，我們每一個人都將隨著它的構建者們一同漫步其中。