三維（3D）顯示是指采用光學(xué)、圖像處理和計(jì)算機(jī)等各種技術(shù)手段模擬實(shí)現(xiàn)人眼的立體視覺特性，將空間物體以3D 信息再現(xiàn)出來，呈現(xiàn)出具有縱深感的立體圖像的顯示方式。近些年來，3D 顯示技術(shù)發(fā)展迅猛，已廣泛應(yīng)用于科技、教育、醫(yī)學(xué)、軍事和娛樂等領(lǐng)域，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重大戰(zhàn)略意義與經(jīng)濟(jì)前景日益凸顯。3D 顯示是當(dāng)前發(fā)展的重要前沿技術(shù)之一，其新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。隨著高分辨率2D 顯示屏和相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，3D 顯示器的性能也在不斷提升。在眾多3D 顯示技術(shù)中，光場(chǎng)裸眼3D 顯示技術(shù)解決了眩暈等立體觀看中的視疲勞問題，其實(shí)用化指日可待，特別將為元宇宙提供重要的顯示設(shè)備。

基于此背景，北京航空航天大學(xué)王瓊?cè)A教授（SID Fellow）組織了“3D 顯示技術(shù)及應(yīng)用”這一?？?，圍繞光場(chǎng)3D 顯示、多視點(diǎn)3D 顯示、全息3D 顯示、近眼顯示和3D 交互等內(nèi)容進(jìn)行原創(chuàng)成果的展示和研究進(jìn)展的專題綜述。

在光場(chǎng)3D 顯示方面，高鑫等人提出了基于預(yù)處理卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提升3D 光場(chǎng)顯示視覺分辨率的方法，展示了70 度視角的光場(chǎng)顯示效果；鄧歡等人提出了基于回返器和反射偏振片的分辨率增強(qiáng)集成成像3D 顯示器，改善了顯示器的黑網(wǎng)格效應(yīng)；喬文等人綜述了基于微納光子器件的光場(chǎng)裸眼3D 顯示技術(shù)，并總結(jié)了阻礙其走向?qū)嶋H應(yīng)用的兩大瓶頸問題；于迅博等人提出了一種裸眼3D 顯示中的多視點(diǎn)校正方案，解決了空間視點(diǎn)分布和采集分布不匹配的問題；閆興鵬等人提出了宏透鏡陣列位置誤差度量與校正方法，改善了成像質(zhì)量；呂國皎等人提出了基于掩膜板陣列的消串?dāng)_集成成像3D 顯示方法，有效提升了集成成像3D 顯示的觀看體驗(yàn)。

在多視點(diǎn)3D 顯示方面，李海峰等人提出了基于多指向型背光源的3D 顯示系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了低串?dāng)_、全分辨、多視點(diǎn)的3D 顯示效果；于迅博等人提出了一種視點(diǎn)均勻分布的桌面式光場(chǎng)顯示系統(tǒng)，改善了視點(diǎn)間的串?dāng)_問題。

在全息3D 顯示方面，曹良才等人綜述了基于液晶空間光調(diào)制器的計(jì)算全息波前編碼方法，并總結(jié)了波前編碼算法的側(cè)重方向；桑新柱等人提出了基于數(shù)字微鏡器件的高分辨率計(jì)算全息顯示，實(shí)現(xiàn)了大尺寸高分辨率的動(dòng)態(tài)全息顯示效果；李勇等人提出了基于數(shù)字化全息的虛實(shí)混合場(chǎng)景動(dòng)態(tài)三維顯示，實(shí)現(xiàn)了30 幀/秒的彩色動(dòng)態(tài)全息三維顯示。

在近眼顯示和3D 交互方面，王梓等人綜述了視網(wǎng)膜投影顯示技術(shù)的研究進(jìn)展，并對(duì)其未來的前景進(jìn)行了展望；滕東東等人提出了基于時(shí)序-偏光特性條狀近眼孔徑的超多視圖3D 顯示，實(shí)現(xiàn)了大視角無閃爍3D 顯示；王瓊?cè)A等人提出了基于Leap Motion 手勢(shì)識(shí)別的懸浮真3D 顯示實(shí)時(shí)交互系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了30 幀/秒的交互幀率。

以上一系列3D 顯示技術(shù)及應(yīng)用研究成果的展示，希望能為廣大3D 顯示領(lǐng)域同行提供借鑒，帶來一些有益的啟發(fā)，同時(shí)希望能推動(dòng)3D 顯示的技術(shù)進(jìn)步和應(yīng)用推廣。總而言之，3D 顯示作為新型顯示技術(shù)，是未來顯示技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，隨著諸如高分辨率2D 顯示屏、平面液晶光學(xué)器件和超表面透鏡等硬件的不斷升級(jí)，以及人工智能等計(jì)算機(jī)技術(shù)的迭代更新，3D 顯示將產(chǎn)生更多新的成果并且推動(dòng)其應(yīng)用的普及，屆時(shí)全真再現(xiàn)人眼所見3D 世界的夢(mèng)想將成為現(xiàn)實(shí)。

吳詩聰

美國中佛羅里達(dá)大學(xué)飛馬教授

美國發(fā)明家學(xué)院首批院士

Optica/IS&T Edwin H. Land medal（2022）獲得者

SPIE Maria Goeppert-Mayer award（2022）獲得者

《液晶與顯示》編委

2022 年4 月6 日