专访北京邮电大学裸眼3D桑新柱教授:更多的是社会责任
2019-08-28

7月5日,中国首届“零一科技节”深圳正式开幕,零一科技节将全球最酷炫的黑科技产品汇聚到零一科技的平台上,并激励创新的国际投资项目交易平台,让黑科技概念有机会链接到优质资本,尽快实现落地。

在7月6日下午的炫黑发布会上,北京邮电大学光学实验室发布了裸眼3D空气成像显示设备,可以让人无需佩戴3D眼镜、头盔等辅助工具,直接用肉眼观看悬浮在空中的3D影像,具有极强的视觉冲击力和真实感。其整体的光学结构设计,分辨率最高达到4K-8K,已经和普通平面显示器的显示水平一样,其可以广泛应用于游戏、影视、贵重物品展示等众多行业。据现场介绍,该设备各项指标已经到达全球领先水平,并且未来将分阶段应用到全球的各个领域中。

炫黑发布会结束之后,包括IT之家在内的三家媒体采访了北京邮电大学光学实验室桑新柱教授,桑教授针对“裸眼3D”的一些问题进行了详细的解答回复。

资料显示,桑新柱教授承担多项国家自然科学基金、国家973项目、国家“863”项目。在国内外重要期刊和国际学术会议上发表学术论文百余篇,有多项发明专利。此外,桑新柱是也是中国光学学会、全息与信息处理专委会秘书长。

以下是采访内容(IT之家在不改变原意的前提下略微改动):

Q:这个技术(指裸眼3D)华为有跟你们在探讨,这个也可能应用到手机上吗?

桑新柱:我们可以跟手机结合,可能比直接接在手机上会好,现在大家都有手机套,就是跟手机套结合起来。

Q:相当于做手机输出的东西?

桑新柱:对,手机本身是输出,内容都在手机端,我们想完全跟手机是一体的,这样也有很多可能性,对手机内本身还要多改变原有的设计。

比如做一个简单的外设,我们有专门的器件可以做一个简单的外设。

Q:咱们的设备成本这块会不会比较高?

桑新柱:实际上所谓的成本高,就是你的设计跟开模,你开一次模,有几十万块钱,但一旦量上去,模具的钱就回来了,反正只要有量,成本就下来了。

Q:现在咱们这些新的技术,其实在一些电影领域也是在探索这些技术,投了一些VR设备,我们这个技术有没有可能运用在影院或院线屏幕的打造上?

桑新柱:现在也有,包括中国电影集团器材(音)设备公司的总工程师到我们这儿很多次,想做成一个裸眼3D影院,因为他觉得现在3D的影院很不好,一个是眼睛本身的问题,再就是光效,看的时候明显变暗,因为这个透光率不到10%,所以体验还是很受限制的。还有很多人关心眼部的卫生问题,因为流量太大,也不能每次都换一个新眼镜,如果一次性利用的对眼睛肯定不好,要是重复利用,现在很多的影院就是用过以后重复用,就是简单擦一擦,这样眼部的卫生问题也出来了。

我们现在慢慢会在北京做一个试用的影院,因为影院,特别是他们想做的都是那种巨幕的,很大(18米宽11米高),就是这种标准的影院。这对加工的工艺,实际上最后不是方法的问题,是工艺和最后的装配集成的问题。还有考虑到原来的音箱设备,因为像现在的3D影院,屏幕都是带孔的,因为他的声音是从屏幕里面出来的,所以你还要改音箱的布局,所以还是新建影院好办一些。

Q:所以说在应用上,还是有一些工艺上的困难。

桑新柱:对,也有工艺上,方法上是没有问题的,就是说我们怎么把工艺做好,然后能保证它的精度和稳定性。

Q:除了您说的影院、手机,裸眼3D还会应用在哪些方面?

桑新柱:其实现在有两个,可能市场也很大,就是我谈到的视觉呈现的展览展示,也可以跟广告结合。再一个是博物馆、科技馆,特别是博物馆,本身有大量的文物,其实大家参观的效果并不是很理想,但如果你能在空中呈现出来跟它互动,甚至可以剖开去看,能够看到底下,这比真实的体验效果会好。

再有一个,因为你要知道,现在3D的产品不符合人眼的习惯,你们要是关注这方面肯定都看过,会不舒服。我们做的感觉都比较舒服,我们的展位你们去看过了吗?可以去体验一下,比现有的裸眼3D还有所有的3D好,包括电影院太近了不好,太远了也不好,太偏了也不好,我们这个是近了就是实体离你近了,远了就是实体离你远了,除了我们看平面的,你注视时间长了对你的眼睛会有影响,我们做课堂授课或者做兴趣班的这些东西,这个在中小学教育中,实际大家的需求很大,开展各种课堂的建设,就可以提高孩子的兴趣,特别是中小学,不缺钱,就是没有像样的东西,所以这个实际上拥有很大的教育市场。

Q:在科研成果转化的过程中,我们和企业,或者说和一些下游的制造方是怎么样合作呢?会不会相对比这种创业企业难一点?

桑新柱:实际我们觉得,有的资本跟你的想法、理念不一致,搞的很被动,所以我们想去做有我们自己特点的,能跟我们前期的企业合作,我们做过所有的3D显示的方式,也包括做螺旋3D的这些公司,也给了我们专利,我们没有主动去卖过,但我们也卖出去过几十台,差不多小一百台的机器。

再有一个,我们还是有一些刚性的需求在军事上,在航空航天上,实际我们还不是做视觉提升的,裸眼3D并不是不重要,也很重要,量很大,但多数不是刚性需求,你有跟没有(裸眼3D)差别不是很大,就是体验更好一些。但在工业领域或行业应用领域,有它的话效率就提升很大,包括去执行军事任务,效率可以提升40%-60%,在军事上,这就有可能影响一场战争的胜负。还有一些航天的应用,所以这也体验了科研的作用,在解决行业或国家需求方面我们这几年做得更多一些。

因为我们没有做产业的传统,这是一个全新的行业,基本就是我们学校推动起来的。我们在做这种方案研究的时候,别人给我们加工完了还不跟我们要钱。包括我们需要的一些屏,京东方的CTO,包括做LED的大屏,他们直接拿给我们的屏就是几百万的,那个高密度的屏是按点数收钱的,零点几毫米间距的大屏,1.2寸,差不多将近8平米,几百万就直接拿给我们,所以这跟上下游的支持是分不开的。

包括深圳很多的企业,也都给我们配套做了各种特殊元件的定制,尽管我们是实验室,是科研机构,但真正做3D的产业界,我们基本上都熟悉。然后对上下游配套的加工企业,我们基本上都熟悉。

Q:因为传统研究所的形式,主要还是以国家的需求为导向的。

桑新柱:对,我们目前来讲还是国家需求。

Q:商业化方面可能做的比较谨慎。

桑新柱:对,因为我们跟创业公司不太一样,我们是高校、研究机构,有比较多的社会责任,不是利润驱动

桑新柱:其实我们也在考虑,特别是我们的行业应用做到一定程度之后。其实行业应用做好了,他的好处是,可忍耐成本比较高,你只要能解决他的问题,他给你多付点钱,这个附加值也比较高。你在他的行业应用的驱动下,能把技术带得更成熟。

Q:你们觉得像这种增强现实的技术,还有虚拟现实的技术,包括裸眼3D的技术,哪个会在未来的显示领域形成比较大的市场?

桑新柱:其实每一种技术各有各的用途,像VR,AR是虚拟跟真实结合在一起,它本质上来讲是一种个人应用的,道理上讲是可以便携的,但现在由于技术的本身限制,实际它还没有做到便携,一体机都还比较重,技术的问题包括体验,VR的体验多数都不会太好,也是它的这种显示方式,包括现有技术提供的产品,还没有达到足以让人完全自由接受的程度。如果取得了技术的进步,这个是VR可以做到的,这也是有可能的。但就像现在的市场裸眼3D一样,体验还是没那么好,因为它做的还不符合人的视觉规律,没有满足人的视觉特征。

我想后面随着技术的进步,它能满足人的视觉特征,真正做到一体的很便携的,跟我们戴普通眼镜差不多,或者是一个简单的钱包式的辅助设备,像戴普通眼镜这方面,VR、AR实际上在解决舒适感的这些问题,都有很大价值,所以我觉得从他们的每一个技术来讲,这是众人可以一块应用的问题,或者是一个大家共同讨论,有一些集体感的场景,或者说在会议,在大家的家庭里,因为你把你跟外界一隔绝,你看不到他,那人与人的感觉就没了,这样人与人的社会关系,实际上裸眼在保存的情况下,再做虚拟或视觉的增强,裸眼可能对群体更适合。

Q:所以我们倡导的智能电视,不是更符合您产品的应用场景?

桑新柱:对,应该就是客厅的这种方式,包括以前华为也跟我们探讨,做远程的会议,领导在那边讲话,就跟坐在你眼前一样。现在的视频电话没有那种亲切感、临场感。我们把它做大了,那你的临近感就有了,就是这种群体性的研讨场景。包括我们以后指控作战的分析,这种有一些不方便做探讨,不方便去做信息共享或解读信息互补,裸眼可能比VR、AR更有优势。对个人应用来讲,如果技术突破的话,VR、AR都有优势,甚至它们做得足够好,替代我们的手机都是有可能的,但从目前来讲,技术还不足以到这种程度。

Q:像您从行业的角度来看,咱们现在的技术,或者说现在裸眼3D的技术,在普罗大众的生活中,或者我们刚才讲的几个商用场景,大概在几年内能实现比较大范围的应用?就是我们普通人就可以体验到。

桑新柱:可能最快大众能接触到的,有科技馆、博物馆这种展览式的,是最方便的。我们后期也有可能会做教育类的产品、数字产品,能够结合的话,就可以进入到教育的行业,这就比较近了。展览展示大家都可以接触,我想在这方面做到一定程度之后,技术也足够成熟,成本也足够低,就可以有家庭需要。

Q:有没有一个大概时间上的考量?

桑新柱:展馆类的现在就有了,未来的两三年,很多的展馆都可以见到这个东西。包括鸟巢附近的中国科技馆中央厅的一个大的裸眼3D,1.8米高,那个也是我们帮着一个公司去做的。博物馆有它的特点,跟科技馆又不太一样,我们国宝级的文物因为是罩在笼子里,你看到的还是有限,(裸眼3D)这样可以更深入性了解,你再辅助一些文字,甚至再配一些音乐,这样做文物欣赏可能更有意义。我们现在也有一些合作方在谈,我想未来两三年,可能在不少的展馆里都能看到我们的这个东西。

Q:如果大众每个人都需要的话,需要多长时间?或者说你觉得它以后会不会像智能手机一样,像家里的电视一样普及?

桑新柱:这个就要看社会进步还有人的生活习惯和方式,包括现在,大家电视看得也越来越少了。还有一个,你想要什么,你要播全是信息获取的文字类的,可能不需要3D,我觉得我们一定要在你需要3D的时候给你提供3D。你说我要看文字,这个跟看屏幕的差别没有那么大。但如果在展厅场合可能是需要的,我们要看一些比较炫的东西,那我们就需要这种玄乎的感觉,我觉得我们抽拉式的跟产品结合起来会更好,需要它的时候用它,不需要它的时候不用它,不让它发挥作用,所以我觉得要让每一种技术在它发挥作用的场合去体现它的价值,这个更有意义。

Q:咱们这个产品涉及到光线、传播、折射之类的,对光的环境有什么比较强的要求吗?

桑新柱:其实咱们现在的显示设备进步也很快,他也有这种调光的功能,包括手机,你在阳光下也能看,在室内也能看,实际是有这种调光功能的。我不知道我们那个你看了没有,至少在室内灯光下都是没有什么问题的。就是所谓的用光环境,就是你的对比度,也跟我们平面的屏幕类似,就是你如果在室外,可能LED就不太合适,亮度达到一定的程度,强光一照就看不见了,所以如果用LED,我们要在不同场合考虑光照环境,去配置光照强度。我们现在至少做到了室内灯光都可以观看,这是没有问题的。

Q:咱们展示的,这个资源是像普通的3D建模就可以做出来,还是需要专门去调控?

桑新柱:从内容来看,跟传统的3D动画是一样的模式,我们其实是对这种素材通过我们的软件做一次编码处理,做的方式跟传统的完全是兼容的。

Q:天去展区看到了一个0.1毫米的超薄柔性面板,我想请教一下您,在专家看来,这种柔性面板需要做到这么薄吗?或者说这种极致的技术有能够量产的可能性吗?

桑新柱:我觉得量产还是两个方面,一个是市场的刚性需求,要看这个有多大。再有一个,之所以没量产,实际就是工艺的问题。一个是说你的成本能够降到这个市场,有一些是不是真正的刚性需求,有刚性的需求,可能成本就降下来了。就相当于我们以前的手机,90年代那种大砖头三万块钱一个,然后到了现在,其实技术进步还是可以的,实际上随着量上来了,它的成本就下来了,他们可能就是一次性前期投入的成本会大一些,但围绕着做一个样品或样机,可能会采用精雕的各种加工技术,或者是慢工艺去做。所以我觉得量产的可能性是有的,只要样品出来了,需求上有了,就是说市场的定位能定到哪,能不能有足够大的市场量。有的东西我觉得挺好,但用也行不用也行,没有到非用不可的地方。