文/陳根

縱觀顯示技術的發展，從平面的畫面發展到立體的3D畫面，已經是顯示技術發展的重大突破。更早以前，許多報刊圖片上都有紅藍3D的插頁，配有一副紅藍眼鏡，但立體效果不明顯，顏色也有差異。

現在，除了佩戴3D眼鏡觀看3D畫面外，3D顯示技術也已經發展至不用佩戴眼鏡，就可以直接觀看超清效果質量非常高的裸眼3D。裸眼3D顯示器，也稱立體顯示器，是利用人兩眼具有視差的特性，在不需要任何輔助設備，比如3D眼鏡，頭盔等的情況下，即可獲得具有空間、深度的逼真立體形象的顯示器。

目前，裸眼式3D主要有光屏障式、柱狀透鏡技術、光場顯示等。其中，光場顯示器是指使用密集的光線場來產生全彩的實時3D視頻，這樣就不需要戴眼鏡也能觀看。這種創建3D顯示器的方法允許幾個人同時觀看虛擬場景，并且很像一個真實的3D物體。

然而，大多數光場3D顯示器的觀看范圍有限，這導致3D虛擬圖像隨著觀察者遠離設備而退化。基于此，來自蘇州大學的研究人員，采用了新開發的平面透鏡，該系統大大加長了觀看距離。該系統則是朝著可用于電視、便攜式電子產品和桌面設備的緊湊型、外觀逼真的3D顯示器邁出的重要一步。

具體來看，研究人員通過將納米結構以聚焦光線的方式圖案化在一個平面上精心設計出一個新的衍射式平面透鏡。將這些透鏡中的幾個交織在一起，使他們能創造出一個像素化的視圖調制器，這是一種在光場顯示中為場景創造各種視角的光學組件。比如，一個創建四個視角的3D顯示器將使用四個這樣的鏡頭，每個鏡頭都將光線匯聚成一個獨特的視角。

探究人員指出：“由于跟傳統的玻璃透鏡相比，平面透鏡提供了卓越的光線操縱能力，它們可以用來解決三維顯示器中有限的運動視差、串擾、視覺疲勞和有限的觀看距離等棘手的問題。”

從測試結果來看，在表明透鏡在聚焦液晶顯示器用于創建圖像的紅、綠和藍光時實現了高分辨率后，研究人員將其納入了一個4英寸的原型3D光場顯示器，觀看距離則在24至90厘米之間。

該顯示器形成了一個平滑的水平視差，在所有觀看距離上的串擾率低于26%，這意味著很少有會導致眼睛疲勞或使圖像看起來不真實的錯誤。

該顯示器還表現出高達82%的光效率，遠遠高于其他已報道的類似3D顯示系統。高光效對于創造一個明亮的虛擬圖像非常重要，特別是對于諸如便攜式電子產品等耗電量大的應用。

研究人員發表在《光學》上的報告中指出，他們的原型顯示器在24厘米至90厘米的觀看距離上表現出高效率和高色彩保真度。通過將這些特點結合起來創造出了一個更真實的觀看體驗。