实现沉浸式人机交互的新型3D显示技术

中国科学技术大学教授庄涛涛研究小组和俞书宏教授研究小组在设计的高性能圆偏振发光装置的基础上，构建了新的电子控制3D显示面板，并在信息交互领域实现了功能应用。最近，相关成果发表在《科学进步》上，并被选为本期的封面。

在科学研究、远程医疗、救援和空间探索等领域，具有空间成像功能的自适应显示是不可或缺的，促进了非常规方法要求的扩展现实技术的发展。然而，目前的手动灯源在通电显示过程中很难获得足够的电致发光不对称性。目前迫切需要进一步构建独特的深度信息交互核心技术，如何通过低成本、简单的工艺实现具有高感知体验的3D显示设备。

与非偏振光相比，圆形偏振光可以显著提高信息密度和交互水平。基于圆形偏振光的3D显示技术可以大大减少视觉疲劳，在更大的观察范围内实现高质量的立体成像。与使用物理光学方法产生圆形偏振光相比，具有圆形偏振发光特性的手动光学材料在可加工性和设备集成方面具有独特的优势。目前，基于圆形偏振发光的静态3D成像技术已经取得进展，但仍难以通过模拟信号输入实时动态控制发光模块，即基于圆形偏振发光的电子控制3D显示。

在这项工作中，研究人员通过开发的自定位合成技术和微电子印刷，构建了一系列不同尺寸的3D显示面板，实现了圆偏振亮微器件的集成制备。在交流电场的驱动下，最大的亮度不对称因素可以达到1.0。研究人员进一步建立了基于双眼视差原理的深度信息检测设备，完成了深度信息的重构和可视化。

在被困人员救援场景的应用模拟中，基于3D显示屏提供的深度信息，机器手臂的远程操作“沉浸式”完成，被困“人员”的成功救援工作完成。

研究人员表示，这一探索的适应性空间显示技术消除了虚拟与现实之间的差距，并在手工发光领域进行了新的尝试，以扩展现实，超越现实。沉浸式人机交互成功模拟了灾难现场的理想安全救援，并在现实世界和数字宇宙之间架起了一座桥梁。