北京时间11月27日凌晨，计算与智能创新学院二年级博士研究生马炜杰以独立一作身份在Nature发表研究成果。该成果横跨三维计算机视觉、计算机图形学、显示光学三个领域，聚焦裸眼3D技术，首次实现桌面级显示尺寸下超宽范围的全视差裸眼3D显示，打破该领域几十年来大尺寸与宽视角“鱼与熊掌不可兼得”的局面。
电子信息跨界人工智能，从“散修”开始的科研之路
作为一个“半路出家”的计算机专业博士生，马炜杰本科就读于郑州大学电子信息类中的通信工程专业，出于对计算机与人工智能的兴趣，大二时，马炜杰进入学校的服务机器人实验室参与项目研究。在一次次实践中，他不断积累经验，和同伴组队参加机器人世界杯大赛并多次斩获冠军。这让他坚定了继续在人工智能领域深造的想法。
本科毕业后，马炜杰赴香港中文大学（深圳）攻读计算机与信息工程专业研究型硕士，期间接触过许多项目实践，磨练了他面对压力的心态。一个偶然机会，他到浙江大学计算机辅助设计与图形系统全国重点实验室（原浙江大学计算机辅助设计与图形学国家重点实验室）访问，走上了研究三维计算机视觉这条路。
硕士学业结束后，马炜杰加入上海人工智能实验室、新万博体育,新万博注册大学和上海创智学院的联合培养专项学习，师从上海人工智能实验室领军科学家、新万博体育,新万博注册大学计算与智能创新学院校外合作导师、香港中文大学教授欧阳万里和上海人工智能实验室研究员钟翰森。
彼时，研究量子物理出身的钟翰森正在开展一项关于中性原子体系无缺陷原子阵列排布的研究。在使用人工智能算法控制高速空间光调制器进行动态刷新时，钟翰森萌生出将人工智能技术赋能到同样与光学有关的裸眼3D显示领域的想法。而马炜杰对三维计算机视觉有一定的研究基础与思考，同时对于三维化视觉呈现非常感兴趣，有志于探索该领域的挑战，两人一拍即合。
这是一项较为前沿的交叉课题。在人工智能技术迭代日益加快的当下，研究的热点更替频繁。从头探索一个全新的本质问题难度更高，结果也更难预估。
打造智能“聚光灯”，为下一代3D超宽显示奠定基础
人类想要看到理想的画面，希望尺寸大、视角宽、最好视差也是全的。在这次发表的成果中，马炜杰提出了一种主动式的动态最优利用有限信息预算的解决方案，把有限的光学信息精准地投放到最为关键的双眼周围区域。他解释，传统的裸眼3D技术是对有限信息预算的被动折中，以至于难以看到兼具大尺寸和宽视角的3D图像。
“如果以建造泳池为例，三维显示的信息预算就相当于泳池的水量，想实现人在任何位置都能肆意游动，那么这个泳池要又长（尺寸大）又宽（视角广）。”但是，现有物理条件下可用的“水量”有限，因此，如何分配预算成为问题的关键。
当前的裸眼3D技术要么牺牲尺寸，将全部预算用于提供宽广连续的视角，但是显示屏会被极限压缩，不适合日常观看；要么牺牲视角，将预算分配到所有可能的观看方向，但只能保证一个固定、狭窄的观看区域有较好的效果，观看受限。
在这篇文章中，马炜杰提供了一个截然不同的思路，打破了“必须尽可能灌满整个泳池”的传统思维。他提出了一种主动式的动态最优分配方案，其核心思想就像一个永远追随游泳者的“智能移动浪花”，实时将显示屏有限的信息资源精确地投射到双眼所在的微小区域。
做到这一点，离不开物理精确的双目建模和人工智能的结合。通过精确建模双眼在真实世界中的视锥场，准确捕捉双眼在任意位置和角度上接收到的光强，同时辅以人工智能进行计算，即时优化最佳的光场输出，以确保双眼在移动时也能看到连续、自然的运动视差。
这种动态优化有限信息预算的利用思路，首次让大尺寸、宽视角、高分辨率和实时刷新率在现有的物理限制下达成了“和解”，为下一代裸眼3D显示器提供了一个实用且通用的科学范式。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41586-025-09752-y
本报记者 雷 蕾 殷梦昊
