创新引领的科研突破——访南昌大学机电工程学院梁发云博士

本刊记者 王海涛

在人类文明的发展过程中，科学技术总是扮演着历史推动者的角色。每一个技术革命，都引领人类迈进新的时代。就在我们当前所处的信息时代，一项新技术往往能够在短短几年内，形成产值上百亿的产业，并且在其所在的领域成为领导者。技术的创新带来的价值，史无前例地达到了极致。

裸眼3D是未来显示技术发展的必然趋势与终极方向，随着光栅、指向光源、全息、体显示等裸眼3D技术的快速发展，为人们带来了全新的视觉体验与消费方式，同时手机、广告、展览、军事、医疗等先行行业对于裸眼3D显示也有着极其迫切强烈的应用需求。

而究竟何为裸眼3D，缘何如此吸引大众关注呢？

南昌大学机电工程学院副教授梁发云解释说：裸眼3D技术是一种采用视差障壁技术、柱状透镜技术或者够通过一定间隔重叠的两块液晶面板MLD技术，实现在不使用专用眼镜的情况下，观看图像及文字时呈现突出屏幕的3D效果。裸眼3D技术可以广泛应用于台式计算机显示器、笔记本计算机显示器、3D广告机、移动3D电视、手机、平板电脑等领域，具有巨大的市场价值。

立足国需 服务产业

梁发云2005年毕业于合肥工业大学仪器科学与光电工程学院，先后在国营企业、船舶重工集团研究所、高新技术企业任职。随后在南昌大学机电工程学院从事教学科研工作。其研究团队在裸眼3D技术、机器人立体视觉交互技术等领域做出了出色的成绩，获得多项科技成果奖，并承担国家自然科学基金、省部级科技项目的研究工作。发表论文近20多篇，获得国家专利10余项。

2012年12月16日，江西省教育部门在南昌组织有关专家召开了“裸眼3D技术理论及应用研究”科技成果鉴定会。鉴定结论为，项目研究内容及成果丰富，创新性明显，在裸眼3D技术参数评价方法和自动多视点技术研究方面达到了国内领先水平，具有重要的理论意义和实际应用价值。

这一成果研究的光学差分式裸眼3D技术可以作为图像、视频、文字的视觉接口，广泛应用于图文显示设备。在攻关过程中，梁发云团队使用光学差分板固定在液晶显示屏的前面（或后面）构成前置式与后置式的裸眼3D液晶屏，液晶屏是用TFT－LCD作为图像显示单元，左右眼图像分别显示在奇列和偶列构成的亚屏幕上，其光学差分组件改变图像显示单元上的左右眼图像传输光线，在观看区域会聚后形成左右眼独立视区，双眼接收到各自独立的互不干扰的图像，从而获得立体视觉效果。

技术的关键在于裸眼3D光学机理的研究、光学差分组件参数的计算仿真及其设计加工和组装。成果中的光学差分组件使用液晶技术加工制造，液晶层的厚度控制在8微米，使用电极上的动态驱动信号使液晶分子产生扭转形成电子光栅，从而产生3D光学差分效应。而在电极无驱动信号时，光学差分组件处于不工作状态，不对光线进行调制,使得LCD屏兼容于2D显示。

通过攻关，他们提出了亚屏幕分区、独立视区及其空间分布特征等理论，完善了裸眼3D技术的光学机理研究；探索了立体度参数及相应测试方法，完成裸眼式3D显示器的质量评价和视觉特性测试研究；提出一种具有特色的不同于柱透镜原理的自动多视点技术实现方法，在眼睛识别与跟踪算法和播放软件等方面进行了深入研究；设计并研制了视差分离光学板，开发了前置式和后置式的多种规格尺寸的裸眼3D显示器样机：样机能形成左右眼图像完全分离的独立视区，满足裸眼观看3D影像的要求。

他们的成果完善了裸眼3D技术的光学研究，研制了裸眼3D显示器，具有良好的3D视觉效果；研究了裸眼式3D显示器的技术质量评价方法及测试仪器，为技术质量测试和建立国家标准提供了依据；自动多视点技术的研究充实了裸眼3D技术研究的内涵。

“裸眼3D技术理论及应用”研究在光学机理、技术质量评价及测试、自动多视点技术等方面的研究成果，对新型显示技术的发展做出了一定的贡献。技术性的研究成果可产业化推广，与光电显示技术公司合作开发适用产品，服务于社会经济建设。”

创新前沿 领航发展

裸眼3D技术是光电显示的重要研究领域，在多行业有重要的应用，为了凝聚研究方向，在光学机理、评价标准和测试方法、视觉特性、3D图像与视屏信号处理方法、微电子3D电路、3D传感器、虚拟图像、3D人机交互等领域加强研究，梁发云组建了裸眼3D技术与虚拟现实技术研究中心。

中心目前承担了厅委重点科技项目和产学研科技项目的研究开发工作，在产业化应用方面承担了中小企业创新基金支持的产业化研究。为此，研究团队成立了南昌兴亚光电科技发展有限公司，专门从事裸眼3D技术的成果转化及产业化工作。

身为科技领军人的梁发云，不仅是一名孜孜不倦的垦荒者，在科技创新上持之以恒，克服经费和设备短缺等困难，坚持研以之致用，在科学技术的原野上无惧无畏地探索与开拓；而且是一名传道授业解惑的良师，因为他深知要想有长久不竭的发展动力，技术能力和真才实学在人才培养中至关重要。梁发云在科研中着重培养研究生的实践能力和创新创业意识，目前已毕业的8名硕士研究生都就职于大型企业和研究所，6名在读研究生继续钻研3D技术的纵深问题。

“裸眼3D技术是新型显示技术领域的重点发展方向，科技部“十二五”计划专门规划了其理论和应用的发展目标。3D技术已经进入产业化阶段，特别在消费电子领域具有巨大的市场前景。裸眼3D技术在平板电脑、手机、监控、广告机、车载等产业方面具有重要应用。市场容量巨大，产业链的产值每年上千亿。”梁发云说。

最后，他向我们描绘了裸眼3D的蓝图：随着3D市场的启动和逐步普及，3D影视作品将加快生产步伐，使大部分的影视剧及视频节目开始采用3D技术拍摄发行，3D动漫领域也将形成巨大的产能。裸眼3D技术的影像产品适合于中小尺寸的家庭电视机、电脑显示器、监控设备、楼宇广告设备、车载影像设备、便携娱乐影音设备、通讯设备等，产品模块化、标准化的发展趋势日益明显。裸眼3D技术的应用体系非常广泛，可以形成不同尺寸规格、功能多样化的技术产品，丰富用户需求，促进产业链发展。

因裸眼3D技术涉及面广，产业发展依赖于片源、播放及前后产业链，所以在产业化过程中无法一步到位。对于新技术新产品的开发、促进和应用，将是一个较长的周期。把科研成果尽快转化，形成生产力，既是工科科学研究的目标，也是一种尝试。在当前产业转型和倡导实体经济建设的环境下，致力于自主创新创业，具有很强的示范意义。

可以预见，在不久的将来，裸眼3D技术将会彻底改变我们的生活，我们每一个人都将随着它的构建者们一同漫步其中。