裸眼3D技术
摘要
裸眼3D技术是一种无需辅助设备即可提供三维视觉体验的显示技术，是终端从二维向三维演进的重要路线。与传统2D显示相比，裸眼3D提升了用户沉浸感和冲击感，且无负重感和续航问题。该技术可结合其他技术开拓3D观影、直播、通话、会议等场景和应用。
什么是裸眼3D技术
裸眼3D（Glasses-Free 3D）涵盖所有不借助外部工具实现三维立体视觉效果的技术。狭义上，基于双目视差原理，通过向双目投送不同图像实现裸眼三维立体效果。该技术具有三维立体感强、空间信息丰富等特点，与智能媒体网络、数字人、AIGC等技术融合，可带来沉浸、虚实融合的体验，赋能教育、游戏、娱乐、通话等场景。
裸眼3D技术特点：
- 三维体验突出：模拟人类视觉产生三维影像，带来冲击感强烈的沉浸式体验。
- 使用成本低：无需佩戴辅助设备，硬件实现成本低，支持2D/3D显示热切换。
- 软硬件系统协同：需要硬件分光、软件编码渲染和3D内容的系统协作。
- 高流量带宽：3D内容传输带宽和流量需求约为2D内容的1.5～3倍。
- 内生AI：通过AI技术将单视图2D信息转换为双视图的3D信息，并自动化生成3D内容。
裸眼3D技术原理
裸眼3D技术通过对SBS（Side-by-Side）内容进行渲染处理后，向目标用户左右眼分别投送不同视图从而形成3D效果。核心是3D编码算法和光栅硬件，协同工作形成三维效果。整体流程为：获取SBS内容后，3D编码算法通过识别定位算法获取目标用户双目位置，结合该位置信息、光栅硬件参数等对SBS内容进行编码形成光栅化数据。之后由光栅硬件按照编码数据分布对其进行分光，控制光线向不同位置进行投射，从而使得对应图像进入目标用户左眼和右眼形成3D视觉体验。
目前裸眼3D产业上主要有光屏障、柱状透镜和指向光源三类具体技术实现路线：
- 光屏障技术：通过遮挡光线实现将不同视点的信息分别投影到左右眼的位置。优势是简单易实现成本低，缺点是光栅不透明挡光导致整体亮度下降。
- 柱状透镜技术：采用微纳的柱透镜结构折射光线实现对左右眼的分光效果。优势是亮度损失低成本低，缺点是2D显示会存在一定的锯齿效果。
- 指向光源技术：增加一层指向性背光，配合快速反应的LCD面板和驱动方法，让3D内容以排序方式进入观看者的左右眼互换影像产生视差。优势是亮度高、可无损切换2D/3D效果，劣势是设备厚度大且成本高。
裸眼3D技术应用场景
- 裸眼3D直播：通过普通单目摄像头采集2D图像并编码传输，经过平台转码形成SBS格式3D内容，发送至具有裸眼3D显示能力的终端完成定位、编码和分光投射后为用户呈现3D效果。咪咕公司在24年6月的欧洲杯直播中首次使用裸眼3D直播，并在7月的巴黎奥运会直播中进一步优化升级。
- 裸眼3D观影：将制作或者转制生成的SBS视频存储在云端或者终端，当用户发出点播指令时进行传输、解码和终端的渲染显示后为用户提供3D体验。咪咕视频爱看版已上线裸眼3D视频专区，用户通过裸眼3D专用设备就可观看预制好的3D视频源。
- 裸眼3D通信：包括彩铃、点亮屏幕等视频播放类业务和实时3D通话业务。3D视频彩铃、点亮屏幕能够带来具有视觉冲击效果的业务体验，有效彰显彩铃、点亮屏幕在广告和个性化展示方面的产品特性。裸眼3D通话基于VoLTE/VoNR视频通话，整合高性能2D转3D等技术实现为用户带来沉浸式三维通话新体验。
结束语
裸眼3D通过软件、硬件和内容的系统配合完成左右眼图像的准确投送和响应控制，利用双目视差形成三维视觉。用户无需佩戴额外设备即可获得3D效果，带来新颖的冲击性和沉浸感体验。目前裸眼3D仍面临仅支持单人使用、视角受限、虚影等问题，但随着相关技术的不断发展，这些问题都将逐步得到解决和优化。裸眼3D将在直播、观影、通话、游戏、会议等众多场景逐步推广应用。随着裸眼3D的大规模应用，其高带宽流量、内生AI等特性将大幅拉动网络流量和算力资源需求增长，成为驱动网络演进发展的新动力。
