索尼|索尼3D显示技术路径：升级8K，探索变焦全息、实时光场渲染裸眼3D|算法|传感器

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【索尼|索尼3D显示技术路径：升级8K，探索变焦全息、实时光场渲染】此前，青亭网曾报道索尼在2020年发布的3D显示屏ELF-SR1 ，该产品采用8英寸设计，分辨率达4K ，亮度500nit ，对比度1400:1 ，特点是加入眼球追踪功能，识别双眼后可分别为每只眼睛显示2K分辨率的画面，具备3D视差效果。据悉， ELF-SR1的定位主要面向电影、动画、产品设计、建筑、AR/VR开发等专业领域。

实际上，索尼已经公布ELF-SR1背后的技术细节，包括开发这款产品仅用2年时间，目的是解决3D空间显示效果，打造一种未来化的电视。近期，该公司在官网上进一步透露了一直以来在3D空间显示技术领域的探索，以及未来的研发路径和战略。
索尼表示：Eye-sensing Light Field Display（直译为眼球追踪光场显示屏）是一种根据人类视觉特性而开发的显示系统。它是一种支持眼球追踪的光场显示方案，可带来逼真的裸眼3D视觉效果。
目前，市面上已经存在多种3D显示技术，比如3D电影、裸眼3D相框等等。相比之下，索尼眼球追踪光场显示系统号称优于市面上已有的3D显示技术。
逼真还原3D空间的显示方案
据青亭网了解，索尼的光场显示屏的特点是具备高空间分辨率，可显示具有空间感、支持任意视角查看的3D图像，与空间融合的效果也足够好。因此，其显示的3D图像看起来就像在你眼前真实存在一样，效果比传统3D显示单元更沉浸。
在2020年10月，索尼在日本发布15.6英寸的4K空间显示屏商用机型ELF-SR1 ，后来该产品也进入北美和中国市场。后来，还发布了32英寸的8K型号， 8K型号与ELF-SR1 4K版的像素密度相同，而垂直和水平宽度则是后者二倍，分辨率也提升一倍。
在2021年夏天索尼合作举办的恐龙科学展上，展示了这款8K全息屏幕。
三大核心技术
眼球追踪光场显示屏（ELF）的关键词之一是光场，其原来是利用光来渲染空间。实际上，人类生存的空间中存在各种光源，你看到的世界也是由光构成的，因此利用无数光线组成的光场，将有望重现3D空间。

不过，考虑到空间中存在大量光线，重现全部光线并不实际，因此索尼ELF技术仅渲染对图像必要的光线。索尼开发的3D显示系统，结合眼球追踪数据来计算并显示，观看者视角能看到的光线，而且可以根据视角变化而动态更新渲染内容。
据了解， ELF系统首先确定人眼能看到的3D空间画面，接着仅渲染能够进入人眼的光线。因此，将需要采用一种快速、准确的眼球和注视点追踪技术。除了根据视角变化动态渲染3D场景外，该系统还可以通过眼球追踪来生成左右眼不同的画面，形成双目视差。

为了实现观感自然、舒适的3D显示效果，索尼在ELF显示屏中使用了三项核心技术，包括：眼球追踪、实时光场渲染、微型光学透镜。
1 ，眼球追踪
人在移动时，观看3D物体的视角也会变化，为了渲染动态视角的图像， ELF显示屏采用了索尼研发的高速视觉传感器，以及支持高准确性人脸识别算法的眼球追踪系统，实时追踪用户眼球位置，同时动态捕捉用户的运动。

据悉，索尼高速视觉传感器每几秒捕捉一次图像，用于检测面部位置、眼睛和面部轮廓等特征，然后通过这些特征信息来预测人脸的3D形态、人脸的距离和方向、运动变化。
ELF配备的摄像头采用优化的成像镜头，可捕捉到水平50°、垂直60°范围内的视角变化，用于渲染自然、流畅的运动视差。同时， ELF显示方案从成像到渲染的整个过程的延迟足够低，从而缓解视角变化产生的重影，或是可能导致晕动症的图像延迟等问题。
人脸检测算法则基于深度神经网络（DNN）开发，经过优化后，人脸检测算法更加适应高速视觉传感器，为用户带来舒适和稳定的视觉体验，降低成像噪音和环境光造成的模糊。即使用户戴着口罩，也能检测到面部。