在前不久結(jié)束的一個(gè)行業(yè)研討會(huì)上，諾基亞北京研究院亞洲創(chuàng)新系統(tǒng)工程總監(jiān)許亮峰博士系統(tǒng)闡述了自己對(duì)3D顯示和微投影技術(shù)在手機(jī)應(yīng)用中的看法以及諾基亞在相關(guān)領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展。

【中國(guó)數(shù)字視聽(tīng)網(wǎng)訊】 顯示效果是手機(jī)等便攜設(shè)備的門面，它對(duì)用戶和數(shù)字世界的交流將產(chǎn)生直接的影響，甚至決定著消費(fèi)者的購(gòu)買意愿。這也是為什么觸摸顯示技術(shù)會(huì)促進(jìn)iPhone的大賣，即便是山寨手機(jī)廠家也會(huì)盡量把有限的成本多向顯示器件上傾斜的原因。除了能耗、可靠性、耐壓和顯示質(zhì)量等方面的基本要求，對(duì)于智能手機(jī)來(lái)說(shuō)，消費(fèi)者對(duì)更真實(shí)有趣的顯示體驗(yàn)的要求越來(lái)越高，這些要求促進(jìn)了3D顯示和微投影技術(shù)在手機(jī)中的應(yīng)用。前者可以為消費(fèi)者帶來(lái)更真實(shí)的使用體驗(yàn)，而后者則在解決手機(jī)顯示屏幕過(guò)小的基礎(chǔ)上還可以衍生出很多有趣、實(shí)用的應(yīng)用。在前不久結(jié)束的一個(gè)行業(yè)研討會(huì)上，諾基亞北京研究院亞洲創(chuàng)新系統(tǒng)工程總監(jiān)許亮峰博士系統(tǒng)闡述了自己對(duì)3D顯示和微投影技術(shù)在手機(jī)應(yīng)用中的看法以及諾基亞在相關(guān)領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展。

增加TC層解決3D顯示視角受限和分辨率受損難題

目前的三維立體顯示技術(shù)可以分為分光立體眼鏡、自動(dòng)分光立體顯示、全息術(shù)和體三維顯示四大類。其中前兩類都采用了視差的方式給人以3D顯示的感覺(jué)，讓觀察者的左右眼看到有視差的圖像，從而欺騙大腦，令人產(chǎn)生3D的感覺(jué)；全息術(shù)利用的不是數(shù)字化手段，而是光波的干涉和衍射，它一般只能生成靜態(tài)的三維光學(xué)場(chǎng)景，并且對(duì)觀察角度還有要求，它形成的三維圖像信息量非常大，因此對(duì)于手機(jī)等帶寬有限的移動(dòng)設(shè)備應(yīng)用來(lái)說(shuō)，采用全息技術(shù)的3D顯示并不適合；體三維顯示技術(shù)目前大體可分為掃描體顯示和固態(tài)體顯示兩種，由于可靠性和性能等方面的制約，體三維顯示技術(shù)目前還沒(méi)有到大規(guī)模商用的階段。

比較而言目前使用較為廣泛的三維技術(shù)還是以前兩種所謂的“偽三維”技術(shù)為主。第一種技術(shù)是《阿凡達(dá)》等3D電影所采用的技術(shù)，在這類應(yīng)用中，觀察者佩戴特殊的眼鏡，通過(guò)眼鏡光柵和屏幕上的圖像進(jìn)行協(xié)調(diào)，從而產(chǎn)生立體效果。在手機(jī)等便攜應(yīng)用中，佩戴眼鏡并不方便，因此將光柵放置在顯示屏幕上，即所謂的自動(dòng)分光立體顯示技術(shù)，綜合比較，該技術(shù)是目前手機(jī)應(yīng)用中三維顯示技術(shù)的最現(xiàn)實(shí)選擇。

任天堂、LG和HTC都推出了采用自動(dòng)分光立體顯示技術(shù)的產(chǎn)品，即裸眼3D顯示應(yīng)用，但該技術(shù)也存在一些嚴(yán)重影響用戶體驗(yàn)的問(wèn)題。比如必須位于顯示屏前的某個(gè)最佳角度才可以觀看到3D顯示效果，稍微移動(dòng)位置就會(huì)受到嚴(yán)重影響。但在手機(jī)應(yīng)用場(chǎng)合，一方面使用者經(jīng)常處于運(yùn)動(dòng)當(dāng)中，另外一些動(dòng)作類的游戲(比如賽車等)內(nèi)容也是不斷變化的，如果必須在特定的角度才能欣賞到3D效果，這顯然會(huì)嚴(yán)重影響到用戶的使用體驗(yàn)。不僅如此，由于視角問(wèn)題帶來(lái)的2D顯示效果和3D顯示效果的非正常頻繁切換甚至?xí)屜M(fèi)者產(chǎn)生頭暈等不適的感覺(jué)。另外，絕大多數(shù)此類三維技術(shù)需要將圖像分辨率減半，盡管《阿凡達(dá)》這樣的立體電影已經(jīng)采用時(shí)序控制等技術(shù)解決了該問(wèn)題，但在移動(dòng)終端產(chǎn)品上很多時(shí)候它還依然存在，而如果要保證多人觀看的3D效果，遇到的問(wèn)題還將會(huì)更多。

許亮峰表示，他的團(tuán)隊(duì)為了解決這些問(wèn)題做了一些探索。解決的方法是將一層用特殊的液晶制成的傳輸單元(TC)層放置在背光和LCD之間，或者直接將其放在LCD上，給TC層加上電場(chǎng)后，根據(jù)液晶本身的特性，其中的液晶單元會(huì)重新排序，從而實(shí)現(xiàn)這種可以用電控制的特殊光柵。舉例來(lái)說(shuō)，如果不加電場(chǎng)，所有的光都可以透過(guò)顯示屏的表面；當(dāng)加了電場(chǎng)后，TC層的液晶將按照設(shè)計(jì)者的意圖轉(zhuǎn)向，只有設(shè)計(jì)者希望透過(guò)的光才可以通過(guò)，從而控制觀看者的視角，這種技術(shù)用一句話概括，就是給顯示屏幕增加了一層起到特殊光柵作用、用來(lái)控制視角的TC層。

利用該技術(shù)，諾基亞做了幾個(gè)有益的嘗試。首先是對(duì)于2D顯示，利用TC層對(duì)視角的控制為手機(jī)提高私密性。之前的手機(jī)顯示角度為30°~45°，如果使用者在公共場(chǎng)合觀看一些不愿意被旁人看到的短信或者圖片，會(huì)有隱私被人有意無(wú)意看到的心理顧慮。增加了TC層后，只有垂直的光線可以出來(lái)，旁邊的光線被吸收掉，手機(jī)上的顯示內(nèi)容在正面看得非常清楚，但30°以外就變得模糊，有效消除了用戶這種隱私被偷窺的心理不適。第二種，通過(guò)多個(gè)TC層的配合控制光線的透過(guò)方向，將圖像按照需求以足夠快的速度分別進(jìn)入到觀察者左眼或者右眼，可以實(shí)現(xiàn)和電影一樣的對(duì)于圖像分辨率沒(méi)有損失的3D顯示效果。而且在不加電場(chǎng)的時(shí)候，TC層并不影響手機(jī)顯示屏原有的2D顯示效果，這樣就可以通過(guò)TC層上電場(chǎng)的通斷實(shí)現(xiàn)2D圖像和3D圖像的自動(dòng)切換。第三種，利用手機(jī)的前照相機(jī)進(jìn)行人臉跟蹤，根據(jù)人臉和手機(jī)距離以及角度動(dòng)態(tài)算出手機(jī)上光柵的排列方式，這樣人臉稍微地移動(dòng)位置，顯示屏上的光柵會(huì)隨之動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而解決之前3D顯示可視角度受限的問(wèn)題。

非接觸手勢(shì)輸入方法提升手機(jī)微投影使用體驗(yàn)

微投影在手機(jī)上的應(yīng)用已經(jīng)逐漸開(kāi)始，三星將其內(nèi)置在手機(jī)當(dāng)中，而LG則將其作為外設(shè)使用。在印度市場(chǎng)，消費(fèi)者有較強(qiáng)烈的通過(guò)手機(jī)收看電視的需求，這是因?yàn)橛《鹊幕A(chǔ)設(shè)施條件較差，停電是家常便飯，如果消費(fèi)者此時(shí)正在收看一部非常喜歡的電視劇或者是他們最著迷的板球比賽，通過(guò)微投影手機(jī)在手機(jī)上繼續(xù)觀看可以幫助這些用戶解決燃眉之急。

微投影在手機(jī)中的使用受到亮度、功耗、散熱和成本等問(wèn)題的影響，不過(guò)這些方面正在逐漸提高和改善的過(guò)程當(dāng)中。除了這些硬指標(biāo)的影響，許亮峰認(rèn)為，一些不夠舒適的使用體驗(yàn)也嚴(yán)重影響了微投影在手機(jī)中的普及。比如，用戶使用微投手機(jī)就必須要為其找到一個(gè)較為穩(wěn)定的使用位置，因?yàn)榉旁谑稚系脑挘杂幸苿?dòng)圖像的聚焦就產(chǎn)生變化而需要重新調(diào)整設(shè)置，但即使放在固定的位置上，當(dāng)用戶操作微投的功能時(shí)，只要有接觸產(chǎn)生的振動(dòng)和位置變化也會(huì)帶來(lái)同樣的問(wèn)題。此時(shí)可以采用非接觸手勢(shì)輸入方法來(lái)解決這一問(wèn)題。

具體來(lái)講，就是用手機(jī)的照相機(jī)來(lái)跟蹤人的動(dòng)作，再用處理器分析動(dòng)作進(jìn)行判斷，從而發(fā)出相應(yīng)的指令。實(shí)現(xiàn)這樣的功能也存在一些困難，首先是把微投影模塊放進(jìn)手機(jī)，對(duì)機(jī)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有挑戰(zhàn)。第二點(diǎn)，怎樣解決微投影模塊的發(fā)熱問(wèn)題，不僅對(duì)微投本身，它發(fā)出的熱量還會(huì)對(duì)周圍的其他手機(jī)關(guān)鍵零部件產(chǎn)生影響。這些還僅僅是實(shí)現(xiàn)微投功能的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)手勢(shì)識(shí)別也存在一些挑戰(zhàn)。手勢(shì)識(shí)別對(duì)手機(jī)的處理器運(yùn)算能力有較高的要求，如果想減少手機(jī)處理器的運(yùn)算負(fù)荷，手勢(shì)識(shí)別的算法要做到盡量簡(jiǎn)單可靠。另外光源也是一個(gè)非常大的問(wèn)題，因?yàn)槭遣捎檬謾C(jī)照相機(jī)跟蹤人的動(dòng)作，在不同的光線環(huán)境下實(shí)現(xiàn)的效果可能會(huì)大相徑庭。在光線好的日光條件下是一種方法，室內(nèi)燈光下可能需要另一種算法，而且投影需要在較暗的環(huán)境下使用才能達(dá)到較好的效果。在較暗的環(huán)境下進(jìn)行有效的手勢(shì)識(shí)別需要解決光源的問(wèn)題，據(jù)許亮峰介紹，他的團(tuán)隊(duì)采用了紅外光源、紅外照相機(jī)的形式來(lái)檢測(cè)人的手勢(shì)。

現(xiàn)在許亮峰團(tuán)隊(duì)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了一些投影手機(jī)簡(jiǎn)單的手勢(shì)控制，比如手的上下左右揮動(dòng)分別可以實(shí)現(xiàn)圖片的翻頁(yè)和移動(dòng)電視頻道的轉(zhuǎn)換等，而且即使在比較暗的環(huán)境下，此類手勢(shì)識(shí)別的可靠性也已經(jīng)較高。

此外，許亮峰團(tuán)隊(duì)還開(kāi)發(fā)了一種稱之為“Touch on the wall”的技術(shù)，該技術(shù)需要對(duì)現(xiàn)有手機(jī)作如下改動(dòng)：增加微投影功能、配置前置照相機(jī)、配置兩個(gè)紅外光源。使用時(shí)，在將手機(jī)的內(nèi)容投到墻上之后，使用者可以直接在墻上對(duì)顯示的內(nèi)容進(jìn)行觸摸操作，比如書寫文字和畫圖等。實(shí)際上是把在較小的手機(jī)屏幕上的觸摸放大到了足夠大的墻面上進(jìn)行，從而也改善了消費(fèi)者的使用體驗(yàn)，為手機(jī)拓展了新的應(yīng)用模式和環(huán)境。