裸眼3D核心難題被攻破，AI加持即能實現無眩暈沉浸體驗

我們能否像《頭號玩家》那樣伸手就能觸摸到虛擬世界？像《阿凡達》那樣植物和動物仿佛就在眼前飛舞？這不再只是科幻。11 月 26 日，在一篇最新 Nature 論文中，來自復旦大學團隊和上海人工智能實驗室的研究人員打造出一款名為 EyeReal 的裸眼 3D 顯示器。

它的屏幕很普通，就是使用普通的液晶顯示屏。它把好幾層液晶顯示屏疊在一起，中間加上偏光片，再使用一個白色液晶顯示屏做背光，用“便宜貨”做出了“黑科技”，即在普通液晶顯示屏上實現了全方位、無閃爍、不眼暈的裸眼 3D 效果，未來的玩游戲、學知識和做手術都可能因為 EyeReal 變得完全不同。

EyeReal 解決了兩個大問題：它不會讓你眼暈，因為它能模擬真實的焦距變化，你看近處的東西時眼睛會自動對焦近處，你看遠處的東西時眼睛會自動放松，就像真實世界一樣；它還不挑人，不管你的兩眼眼距是寬還是窄，它都能適應，不再會出現以前觀看 3D 電影時的那種重影或模糊。

它不像 3D 電影需要特制眼鏡，也不像 VR 游戲需要笨重的頭盔，也不像以前的屏幕那樣平均地分配光的信息，而是把最亮的光打在你眼睛最需要的地方。

它知道你的眼睛在哪里：其屏幕上方有一個小小攝像頭就像手機的前置攝像頭一樣，能夠捕捉到你雙眼的位置。你動、它也動，也就是說它永遠知道你在看哪里。它能為你定制光線：通過一個深度學習模型，它會為你實時計算出最適合你雙眼的光線圖案，讓左眼和右眼分別看到最適合的圖像。

核心突破：AI 如何實現“千人千面”的裸眼 3D？

由于我們的左眼和右眼的位置不同，因此看到的圖像有著細微差別，大腦正是利用這個差別來感知立體感。如前所述，在 EyeReal 里有一個深度學習算法，它可以在百分之一秒內完成一場復雜的思考。

它會在數字世界里根據你真實的雙眼位置創造出兩個虛擬的眼睛攝像機。然后，它開始進行逆向推演。同時，它還要確保為右眼準備的光線，不會跑錯路鉆進左眼里搗亂。

由于深度學習算法經過了特殊訓練，因此能同時為你的左右眼計算完全不同的復雜光線指令，并且確保它們互不干擾。

前面提到，EyeReal 并不需要昂貴和復雜的設備，它只需使用三四塊液晶顯示屏像疊三明治一樣疊在一起，中間加上一些特殊的偏光薄膜，再用一個白色的液晶顯示屏燈從后面照亮。

之所以無需使用昂貴、復雜的光學元件，是因為它把“魔法”都交給了深度學習算法。這意味著一旦技術成熟，其完全有可能以大家都能接受的價格走進千家萬戶。

（來源：https://www.nature.com/articles/s41586-025-09752-y#）

基于以上設計，讓 EyeReal 在百分之一秒的時間就可以完成以下復雜工作：

首先，可以構建虛擬攝像機，它可以在數字世界里根據你真實的雙眼位置，創建出兩個虛擬的眼睛攝像機。

其次，它可以逆向推演光路，比如它會做這樣一個思考過程：“要讓你左眼的攝像機看到正確的圖像，得讓屏幕上的哪些像素點發出怎樣的光？這些光線要經過幾層液晶屏？每層屏幕應該呈現出什么樣的相位圖，才能最終精準地匯入你的左眼？”

再次，它還需要解決“光打架”的難題，它必須確保設計給右眼的光線不會跑錯路鉆進左眼以至于造成干擾。因此，它通過一個互斥損失函數的規則，學會了如何讓左右眼的光線和諧共處，互不干擾。這一切計算都在瞬間完成，速度超過每秒 50 次。所以無論你怎么移動，看到的永遠都是為你專門打造的立體畫面。

當 EyeReal 這樣的技術得到普及之后，我們的學習、工作和娛樂可能會迎來以下變化。當玩游戲時，不再是從上帝視角俯視，而是感覺自己真的站在那個方塊世界里，需要側身才能穿過峽谷、抬頭才能望見山頂的雪。當觀看足球比賽直播時，從沙發走到餐桌就能看到球門的角度隨之變化。

當上地理課時，一個立體的地球儀懸浮在空中，就可以“伸手”撥動它，并能觀看季風的流動和板塊的飄移。汽車設計師在屏幕前就能全方位地審視新車的外觀，從而不會放過任何一個微小的曲線瑕疵。

外科醫生可以在 EyeReal 上針對病人器官進行解剖演習，從多個角度觀察腫瘤與血管、腫瘤與神經的位置關系，從而制定出最安全和最精準的手術方案。

（來源：https://www.nature.com/articles/s41586-025-09752-y#）

總結一下 EyeReal 的工作流程就是：用攝像頭實時捕捉雙眼位置-AI 根據位置計算出需要投射給每只眼睛的光線圖案-將指令下達給液晶顯示屏-屏幕協同工作并發射出兩束為你定制的光-兩束光投入你的左眼和右眼-你的大腦將它們融合并產生一個生動和立體的世界。

（來源：https://www.nature.com/articles/s41586-025-09752-y#）

背后的魔法：深度學習與多組屏幕的協同

很多人看 3D 電影或者玩 VR 游戲時間長了都會頭暈和惡心，而 EyeReal 從根源上解決了這一問題。

其一，它解決了視覺輻輳-調節沖突的問題。

在現實世界中，假如你近距離觀看自己的手指，你的雙眼會向內轉動也就是輻輳，同時眼內的肌肉會收縮，讓晶狀體變凸以便聚焦也就是進行調節。需要說明的是，這兩個動作是聯動的。

但是，對于傳統 3D 屏幕來說，無論影像看起來是近還是遠，你的眼睛始終聚焦在屏幕本身的平面上。這種輻輳和調節的信號沖突，會讓大腦非常困惑，從而引發疲勞和眩暈。

EyeReal 則通過多層屏幕和精確的光線控制，能夠模擬出不同深度的真實焦距。當你觀看近處的虛擬物體，眼睛就需要對焦；當你觀看遠處的虛擬物體，就需要放松眼睛。這完全符合我們觀看真實世界的習慣，因此可以極大地減輕視覺疲勞。

其二，它解決了瞳距不匹配的問題。

每個人兩眼之間的距離也就是瞳距都是不一樣的。以前的裸眼 3D 屏幕有預設的最佳觀看點位，如果你的瞳距與之不符，就會看到重影非常難受。而 EyeReal 是以動態形式工作的，它通過攝像頭能夠獲悉你的精確瞳距，然后可以為你生成合成的影像。

（來源：https://www.nature.com/articles/s41586-025-09752-y#）

尾聲：從屏幕魔法到世界之窗

EyeReal 只是一個起點，研究團隊還在繼續構想它的未來：

一方面，其希望實現多人同時觀看。當前的 EyeReal 可服務于一位用戶。未來，通過時分復用或定向背光等技術，它可以讓圍坐在屏幕前的一家人都能看到屬于自己的、正確的立體圖形；

另一方面，其希望實現更大的尺寸和更高的效率。結合更先進的 mini-LED 背光和技術，未來的屏幕可以做得像整個墻面那么大，亮度和色彩也會更加驚艷；

最后，其將與交互進行結合，通過使用手勢識別技術和力反饋技術，人們將不僅能看到立體影像，還能觸摸并移動影像，實現真正的隔空操作。未來，客廳墻壁就是一整塊屏幕，當你需要時，它可以變為通向任何地區的傳送門，也許是熱帶雨林、也許是海底深淵、也許是火星表面。

1965 年，美國科學家、“虛擬現實之父”伊萬·薩瑟蘭（Ivan Sutherland）提出了終極顯示的概念：一個無法與真實世界區分的虛擬世界。在過去，這只是一個瘋狂的夢想。但在今天，像 EyeReal 這樣的技術正在一步步地將這個夢想變為現實。

這群來自中國的科學家用他們的智慧找到了一條在現有物理規律下鉆空子的巧妙路徑，把不可能變為了可能，更和我們的學習、娛樂和生活有著緊密聯系，期待有一天 EyeReal 能夠真正走進你我生活之中。

參考資料：

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09752-y