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一文读懂裸眼3D技术

中国移动研究院业务研究所

2024年10月

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摘要

视觉是人类获取信息的主要方式之一，占人类感官获取所有信息的80%左右。显示技术是终端为用户提供视觉体验的关键技术，是通信传输内容的重要呈现方式，并对网络的承载能力和业务特性产生较大的影响。

裸眼3D技术是一种无需借助辅助设备为使用者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技术路线，已有多款裸眼3D手机、Pad生产上市。与传统2D显示相比，裸眼3D显示不仅提升了用户使用的沉浸感和冲击感，而且无头戴式设备等存在的负重感强、续航时间受限问题，用户可轻松获得裸眼三维视觉体验。此外，裸眼3D技术因其深度信息丰富、

沉浸体验强烈的特点，可结合其他技术开拓3D观影、直播、通话、会议等多种场景和应用。

一、什么是裸眼3D技术

裸眼3D（Glasses-Free3D）当前业界并无完全统一标准的

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定义。一般而言，广义的裸眼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，比如利用折角屏幕搭配内容特效制造3D体验的成都春熙路裸眼3D大屏、利用半透半反膜投影结合舞台设计形成的2013周杰伦演唱邓丽君3D影像等；狭义的裸眼3D则特指基于双目视差原理，通过向双目投送不同图像实现裸眼三维立体效果的技术，比如中兴Nubia系列Pad和手机等。本文出于技术发展和业内共识考虑，采用狭义的裸眼3D概念作为定义。该定义中的双目视差原理利用人类左右眼输入对应视差图像时大脑会合成三维体验的机制实现三维效果。所谓视差图像，可理解为人类两只眼睛（成人眼睛瞳孔平均间距为65mm）从不同的方位观察同一物体，获得的左右两幅存在微小区别的目标物体二维图像。

裸眼3D技术通过内容与显示软硬件技术的配合，可以实现富有冲击感、沉浸式的视觉效果，具有三维立体感强、空间信息丰富的特点。裸眼3D技术与智能媒体网络、数字人、人工智

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能生成内容（AIGC）等技术融合，可带来沉浸、虚实融合的体验，打破屏幕内外的次元壁，赋能教育、游戏、娱乐、通话等一系列场景，塑造面向未来的沉浸式业务体系推动产业向3D时代格局演进。例如，医学领域可以实现远程手术培训，医生可以在沉浸式环境中与专家进行互动，提升医疗专业技能；教育方面，学生可以通过裸眼3D全面体验历史事件，使学习变得更为生动有趣。此外，裸眼3D也将推动娱乐行业的创新，裸眼3D游戏、体育赛事将变得更加引人入胜，吸引观众更深度参与内容，创造出更为身临其境的娱乐体验。这一技术的广泛应用将在社交网络中促使人们更加紧密地连接，无论身处何地，都能够共享更为丰富和有趣的体验。

裸眼3D技术不仅可以带来超越二维的沉浸式立体视觉体验，同时因其特殊的技术原理、数据格式具有众多场景应用潜力，

有望为用户带来新的体验推动业务由二维向三维升级。裸眼3D技术具有以下特点：

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三维体验突出：裸眼3D可对目标用户左右眼分别投送不同的图像从而模拟人类视觉产生三维影像，与单一画面投送的2D相比可带来冲击感强烈的沉浸式体验。此外，丰富的空间信息为三维模型等虚拟内容的接入和展示提供了天然的便利条件。

使用成本低：成本低包含佩戴负担低和硬件实现成本低两方面。首先，裸眼3D用户无需佩戴其他辅助设备，没有VR等头戴设备因电池、显示计算设备重量导致的用户佩戴不适感，并且相对头戴设备因其屏幕远离眼球故而不易产生视觉辐辏调节引发的晕动症。第二，裸眼3D显示相对现行的2D显示，硬件分光可通过增加一层光栅膜的方式支持光线的投射，膜片成本可控且边际效应明显。此外，类似手机贴膜的外贴柱状透镜膜片升级方式逐渐成熟，无需更换设备即可支持现有2D终端的裸眼3D升级。第三，裸眼3D支持对2D显示的兼容。通过对内容和编码方式进行调整，可完成2D/3D显示的热切换。

软硬件系统协同：裸眼3D的实现需要硬件分光、软件编码

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渲染和3D内容的系统协作实现。作为业内常用3D内容格式，SBS（Side-By-Side）格式特点是将左右视点两路数据合并为单路传输，比如将左右视点图像水平拼接为SBS格式图像。3D内容首先经过软件的编码渲染形成光栅数据，之后通过显示硬件对目标进行分光和投射产生3D视觉效果。

高流量带宽：裸眼3D的效果实现需要3D内容的配合，该类型内容因同时包含左、右眼视图，所需分辨率相对同层次2D效果分辨率更高。因此，对于同一素材，裸眼3D内容传输带宽和流量