近日，我校纳米科学与应用研究院执行院长、电子与电气工程系讲席教授孙小卫因其在提升柱状透镜3D显示器显示性能方面的突破性研究获SPIE DCS 2024年度 “The Fumio Okano Best Paper Prize”。相关研究成果以“Increasing Depth of Field for Slanted Lenticular 3D Displays”为题发表在SPIE会议论文集上。

孙小卫在SPIE2024发表主题演讲

“The Fumio Okano Best Paper Prize”荣誉证书

在裸眼3D显示技术中，景深和视场角是衡量显示器性能的重要指标，代表了显示器对物体深度和观看范围的表现能力。孙小卫教授研究团队采用长焦距的柱状透镜，并结合人眼追踪技术成功研发出了一款大景深、大视场的裸眼3D显示器。

大景深、大视场裸眼3D显示器样机

由于柱状透镜的作用，屏幕上的子像素光会在空间中形成体素（Voxel），这些体素在空间中构成3D物体。因此，体素的大小决定了3D物体的分辨率。当物体位于屏幕上时，分辨率最高；随着物体离屏幕越来越远，体素变大，分辨率降低。

在显示相同深度的体素时，长焦距的体素比短焦距的体素更小。然而，长焦柱状透镜会减小裸眼3D显示器的视区，降低用户的观看自由度。为了解决这一问题，研究团队研发了一种人眼追踪技术，通过定位用户位置并实时调整子像素的映射关系，将3D显示器的视场扩大到了原来的三倍以上。

同时，孙小卫团队还开发出了一种新的景深测量方法，景深的定义为物体分辨率下降到屏幕分辨率一半时的出入屏深度之和。该方法可以准确清晰的测定光场3D显示屏幕的景深。采用此方法，作者测量了两种光场显示屏的景深，确定了长焦3D显示器的景深是短焦3D显示器的1.6倍。

这一研究成果推动了裸眼3D显示技术的发展，为开发大景深、大视场的裸眼3D显示器开辟了新道路，提升了从娱乐到医学成像等多种应用的视觉体验，并在元宇宙等前沿工程应用领域展现出巨大的应用潜力和价值。

南方科技大学—鹏城实验室联合培养博士研究生郑昌雄为本论文的第一作者，Phil Surman为该文第二作者，孙小卫教授为该论文通讯作者（报告人）。

据悉，“The Fumio Okano Best Paper Prize”由NHK基金会赞助，以纪念Fumio Okano博士对3D电视和显示技术领域的持久贡献，该奖项每年仅颁发一次。

供稿：纳米科学与应用研究院

通讯员：谢阅

编辑：周易霖