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此前，青亭網曾報道索尼在2020年發布的3D顯示屏ELF-SR1，該產品采用8英寸設計，分辨率達4K，亮度500nit，對比度1400:1，特點是加入眼球追蹤功能，識別雙眼后可分別為每只眼睛顯示2K分辨率的畫面，具備3D視差效果。據悉，ELF-SR1的定位主要面向電影、動畫、產品設計、建筑、AR/VR開發等專業領域。

實際上，索尼已經公布ELF-SR1背后的技術細節，包括開發這款產品僅用2年時間，目的是解決3D空間顯示效果，打造一種未來化的電視。近期，該公司在官網上進一步透露了一直以來在3D空間顯示技術領域的探索，以及未來的研發路徑和戰略。

索尼表示：Eye-sensing Light Field Display（直譯為眼球追蹤光場顯示屏）是一種根據人類視覺特性而開發的顯示系統。它是一種支持眼球追蹤的光場顯示方案，可帶來逼真的裸眼3D視覺效果。

目前，市面上已經存在多種3D顯示技術，比如3D電影、裸眼3D相框等等。相比之下，索尼眼球追蹤光場顯示系統號稱優于市面上已有的3D顯示技術。

逼真還原3D空間的顯示方案

據青亭網了解，索尼的光場顯示屏的特點是具備高空間分辨率，可顯示具有空間感、支持任意視角查看的3D圖像，與空間融合的效果也足夠好。因此，其顯示的3D圖像看起來就像在你眼前真實存在一樣，效果比傳統3D顯示單元更沉浸。

在2020年10月，索尼在日本發布15.6英寸的4K空間顯示屏商用機型ELF-SR1，后來該產品也進入北美和中國市場。后來，還發布了32英寸的8K型號，8K型號與ELF-SR1 4K版的像素密度相同，而垂直和水平寬度則是后者二倍，分辨率也提升一倍。

在2021年夏天索尼合作舉辦的恐龍科學展上，展示了這款8K全息屏幕。

三大核心技術

眼球追蹤光場顯示屏（ELF）的關鍵詞之一是光場，其原來是利用光來渲染空間。實際上，人類生存的空間中存在各種光源，你看到的世界也是由光構成的，因此利用無數光線組成的光場，將有望重現3D空間。

不過，考慮到空間中存在大量光線，重現全部光線并不實際，因此索尼ELF技術僅渲染對圖像必要的光線。索尼開發的3D顯示系統，結合眼球追蹤數據來計算并顯示，觀看者視角能看到的光線，而且可以根據視角變化而動態更新渲染內容。

據了解，ELF系統首先確定人眼能看到的3D空間畫面，接著僅渲染能夠進入人眼的光線。因此，將需要采用一種快速、準確的眼球和注視點追蹤技術。除了根據視角變化動態渲染3D場景外，該系統還可以通過眼球追蹤來生成左右眼不同的畫面，形成雙目視差。

為了實現觀感自然、舒適的3D顯示效果，索尼在ELF顯示屏中使用了三項核心技術，包括：眼球追蹤、實時光場渲染、微型光學透鏡。

1，眼球追蹤

人在移動時，觀看3D物體的視角也會變化，為了渲染動態視角的圖像，ELF顯示屏采用了索尼研發的高速視覺傳感器，以及支持高準確性人臉識別算法的眼球追蹤系統，實時追蹤用戶眼球位置，同時動態捕捉用戶的運動。

據悉，索尼高速視覺傳感器每幾秒捕捉一次圖像，用于檢測面部位置、眼睛和面部輪廓等特征，然后通過這些特征信息來預測人臉的3D形態、人臉的距離和方向、運動變化。

ELF配備的攝像頭采用優化的成像鏡頭，可捕捉到水平50°、垂直60°范圍內的視角變化，用于渲染自然、流暢的運動視差。同時，ELF顯示方案從成像到渲染的整個過程的延遲足夠低，從而緩解視角變化產生的重影，或是可能導致暈動癥的圖像延遲等問題。

人臉檢測算法則基于深度神經網絡（DNN）開發，經過優化后，人臉檢測算法更加適應高速視覺傳感器，為用戶帶來舒適和穩定的視覺體驗，降低成像噪音和環境光造成的模糊。即使用戶戴著口罩，也能檢測到面部。

2，實時光場渲染

ELF顯示屏根據用戶的視角變化而動態渲染3D場景，不過其輸出的投影圖像是扭曲的。因此，通過調整3D投影圖像的呈現方式，給觀看者一種圖像沒有扭曲的錯覺，甚至看起來足夠逼真，不像是顯示器而更像是真實存在的場景。

考慮到近年來游戲引擎的渲染效果得到明顯提升，尤其是在3D渲染場景，因此索尼認為，未來開發者們也許能通過游戲引擎，來為ELF顯示屏開發裸眼3D應用和內容。

3，微型光學透鏡

ELF采用微型光學透鏡，負責將實時生成的3D圖像傳送到雙眼。據了解，傳統裸眼3D顯示屏采用雙凸透鏡或視差光柵來覆蓋多個不同的視角，這些透鏡的缺點容易產生視角重疊，導致分辨率和圖像質量下降。

為了改變這一問題，索尼的微型光學透鏡結合注視點傳感和實時光線重建算法，來實現一種為左右眼獨立生成不同動態視角的光學設計。接著，ELF還通過生成足夠多的合成視角，以及控制人眼能看到的圖像，來緩解視角重疊、分辨率降低的問題。

索尼表示：如果微型光學透鏡與3D顯示屏沒有對準，那么將難以實現優質的動態視角變化，因此設備的精確校準相當重要。于是，索尼研發了一種精準的制造技術，可以將元器件位置誤差降低至幾十微米，此外還有一個檢測成品元器件位置的調整系統。根據調整系統設置的數據，ELF在實時圖像處理過程中可同步校正元件錯位問題，進一步提升3D圖像質量。

前所未有的3D觀感

除了上述三項核心技術外，ELF顯示屏還采用了相機技術、顯示技術，以及基于注視點的精準校正系統，并通過處理校正信號來進一步減少視角重疊現象。

索尼還表示：ELF的軟件和算法基于微VR頭顯開發的技術，此外還優化了人體工學設計。比如，ELF顯示屏以傾斜角度放置，更容易營造一種3D空間感。

應用場景

這種裸眼3D顯示系統不僅可以用于娛樂場景，也將適用于教育、企業解決方案、醫療保健等領域。目前，隨著容積捕捉等技術發展，3D內容的應用場景越來越廣泛，而理想的觀看方式不只有AR/VR，用裸眼3D顯示屏查看也同樣沉浸。

不過，該方案目前僅限個人使用，因為眼球追蹤系統只能追蹤一個人的注視點。它可以用來向客戶展示3D設計和模型。索尼認為，未來該技術有望與實時3D視頻捕捉和傳輸技術結合，帶來具有臨場感的裸眼3D視頻通話體驗。

對于未來，索尼也在探索用全息技術來顯示更廣泛的深度圖像。據悉，索尼開發了一款臺式的相位調制SLM光學原型，并通過該原型驗證，RGB全息圖可有效實現多焦距呈現。此外，還訓練了一種可實時計算和生成高質量圖像的深度神經網絡算法。總之，為了進一步實現更自然的3D顯示效果，索尼接下來還將面臨更多技術挑戰，比如圖像質量、計算量、視角和顯示范圍等等。而這些挑戰，可能在未來隨著硬件和信號處理技術發展而得到優化。

實際上，谷歌也在探索基于3D全息顯示的視頻通話系統，不過由于成本較高，目前僅在內部測試。相比之下，索尼ELF顯示技術已經商業化，期待未來在此基礎上加入實時視頻功能。