摘要:2049年我们能有“虚拟朋友”吗？ 虽然不知道未来如何，但现在我们已经有了空中三维成像技术。 《银冀杀手2049》中，虚拟她勇敢的懒汉受到大家的喜爱，她美丽、亲切、懂人心，在意男人的点滴，总是在适当的时候给予鼓励和帮助，在陨石坠落前我说我爱你，透过投影的人工智能产品让灵魂
2049年我们能有这样的“虚拟朋友”吗？ 虽然还不知道未来，但现在我们已经空中三维成像技术这意味着我们的视觉方式很快就会发生翻天覆地的变化。 打开手机，无论是网购、游戏、视频，呈现在我们眼前的图像不再是手机屏幕上的二维扁平图像，而是极具空间感的三维立体图。
来自听他们自己说北京邮电大学的年轻人经过6年的时间，终于实现了无媒体空中图像。 观众完全不需要佩戴机器和眼镜，裸眼就可以看到距离物理屏幕40厘米以上的三维画面，具有漂浮感和立体感。 教育部组织、权威专家组成的专家委员会认为，该技术是世界上第一个，核心指标在国际上处于领先地位。 并在第六届中国国际“互联网”大学生创新创业大赛上取得全国总决赛银奖的好成绩。 北京邮电大学95后团队是如何实现无媒体空中成像的？ 看看他们怎么说！
点击观看视频：这95之后，在三维世界中将科幻照亮现实！
文可敲代码，武可住工厂这个平均年龄为26岁的团队，由北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室的10余名博士、硕士生组成。 本科生期间，当我第一次接触三维显示器时，这些年轻人被眼前的图像效果所吸引。 科幻电影中想象的场景与现实生活联系在一起，其视觉带来的震撼力让他们热血沸腾。
“超凡幻境——未来全息光场显示的定义者”这个名字是从一直以来害怕孤独的鸡那里继承过来的。 人们习惯把这项技术与“3D”进行对比，其实两者是完全不同的概念。 “全息图”在物理上被称为物体的全信息。 例如，拍摄苹果的话，在普通的照片中可以看到颜色和亮度等信息，而在全息图中，从手机和平板电脑上“跳”下来，非常逼真的苹果就会浮现在眼前。 前后左右可以看到各自维度的立体影像。 那就是物体的全部信息。 全息图不需要VR眼镜或3D眼镜等辅助设备，只需技术上的表现，就能使图像从显示画面中弹出，裸眼看到悬浮在空中的物体。
从2010年开始，教师带领学生们研究裸眼显示领域。 课题在一代代年轻人的热血中持续着。 他们一个劲儿地学习、学习，在三维显示领域花了很多时间和精力，每天都在研究如何提高视觉效果。 一点进步也能让他们欢呼。 但是，着迷的年轻人，由于没有意识领域的未来性，找不到一致的硬软件条件，有时只是光学部件就能长期瓦解他们。
为了更好地成像，每个光学部件经过团队反复设计，但由于他们技术的前沿性，在市场上找不到相应的硬件支持，辛苦制作的设计，往往不能随心所欲地生产，厂家在看到设计后，直接拒绝太难加工后，拿到手后会发现商品错了，要么就是这样。
设备问题没有解决，技术再好也没有意义。 既然工厂不能直接按设计生产，他们就和工人一起去打磨。 “既然谁都做不到，我们就和那些人联系，一起学习。 ”
为了找到合适的厂家，那些原本在实验室做技术和研发的人到工厂，和工人们一起讨论如何加工，在持续寻找30多家工厂后，终于找到了深圳的工厂。
工厂位于深圳郊外，周边没有其他任何设施。 这些从小没吃过什么苦的年轻人，开始拖着行李和工人同住，和工人一起讨论、研发，把自己的专业理论知识和工人的实际技能经验结合起来。 工厂条件很艰苦，但每次有新方案出台，队伍都会马上火速赶到，一会儿就二十多天了。 一个陌生的工厂成了他们的第二大本营，一些曾经不熟悉的工人也成了一片，总是互相开玩笑。 他们说工人都掌握了绝妙的技术，工人感慨他们的头发量太浓密了。
所有的光学部件都是这样打磨的，所有的产品也是这样慢慢拼接加工的。 每次看到产品一点点成型，这些年轻人都忘记了在工厂里辛苦过。
只有这样一门心思搞行业执拗，设备才能落地。
设备外观
目前项目已取得阶段性胜利，但仍面临一些挑战的——成像装置太大，重量轻，难以携带。 但是，因为他们的这种拼命，我相信这个问题最终会解决的。 毕竟，74年前世界上第一台通用计算机“ckdls”是占地170平方米、重量30吨的无心柠檬。 「
用万事俱备，巧遇华为现在来定义未来，这个研发过程比想象的要困难，除了设备的生产、打磨以外，还有很多由于现在软件的局限性而带来的挑战。 全息场景课题从2010年开始着手研究，到2016年发展迅速，之后保持每年一次的迭代速度，在分辨率、视角、离屏距离三个重要参数上提高了2到3倍。 2018年，在技术方案引进过程中与华为结下不解之缘，缘分延续至今。 在产品更新的反复中，华为提供了很大的帮助。
首先，要实现华为解决了海量数据存储问题映像
三维立体，从采集过程开始，就要比二维图像更加复杂。一个三维物体在图片采集阶段，至少需要五六十台相机全方位的拍摄，这些高清图片叠加在一起就是一个不小的储存量，图片在传输、渲染时也会造成非常大的运算量。将三维成像与普通电影做对比，大概会在一千倍左右。三维显示展现一张8K图片，需要7680×4320的像素，每个像素有3个子像素，每个子像素分开编码，一共有7680×4320×3，大概是1亿个子像素需要计算。在实验阶段，团队往往要耗费大量的时间来等待程序运行完毕，有时只是渲染一帧图像，就需要一天一夜。
而目前正在研究的3D全息通信技术，需要上传视频或者实时直播，单张图片就有1亿子的运算，而每一秒的视频大概有30帧左右，这样每秒的计算量就是30×1亿，目前团队使用的光线追踪技术，需要发射1亿的光线合成一张图像，速度慢，消耗时间长。
基于华为的海量存储、海量运算的技术，团队开发了一个平台，将它命名为“海量光场数据集成并行渲染平台”，通过平台将8K图片进行区域的拆分，拆成几百个小区域，每一个区域同步计算，这样一来，整个运算效果得到了显著提升，而且每一个区域同步的计算量也比之前使用CPU计算的速度快很多，同时降低渲染时间，达到实拍实时传输，实时显示的状态。相比于自行购买硬件，市面上高性能显卡都极其昂贵，如RTX3090价格超过一万元，使用华为云在经济上也更节省。
分布式光场图像渲染软件平台结合华为云弹性计算的特性，避免了前期的硬件投入，解决高质量光场图像渲染效率低下的难题。通过REST接口对模型数据进行管理和使用，结合华为提供的SQS点对点服务完成了此分布式系统中异步消息的构建，实现了多渲染任务的并行执行。
另外，华为解决了实时动态的问题。比如空气中浮现了一个苹果的三维影像，我们用手去触碰，它能展现出触碰后的形态，旋转或者变形，这个就要求三维数据实时发生变化，引入华为技术之后，帮助团队实现实时数据转化，完全实现实时的交互。
▲人体器官全息再现
2018年，团队与华为共同合作研究全息通信领域。我们目前的通信方式都是二维层面的，脸、身体禁锢在屏幕中，虽然解决了大多数通话需求但未来肯定不仅局限于此，一位远方的母亲是否想要看见孩子立体的脸庞，并触碰到他呢？除了日常通信，会议也逐渐成为人们工作沟通的方式，即使远隔千里，利用技术将对方一颦一笑清晰的呈现在眼前，就像科幻电影里的场景一样，听听就很兴奋。
而不论是全息视频还是全息会议都需要两个基本技术来支撑。第一个技术就是通信，2019年世界进入5G商用元年，华为将5G技术推向了全世界，它带来的不仅仅是速度上的提升，还有万物互联的构建。华为提出了“智能体”概念，以AI为核心，以云为基础，云网边端协同。通过联接、人工智能、云、计算及行业应用的有机协同，构建一个立体感知、全域协同、精准判断、持续进化的开放的智能系统。而5G的发展正好是实现网络无缝覆盖和万物互联的基础。未来将是一个物理世界和数字世界的融合。另外一个就是显示终端，华为在技术上帮助团队传输数据再实时转化成空间的真实人物浮现。目前项目第一期已经结束，团队和华为正在为第二期的研究做准备。
科幻现实化，还远吗如今，超凡幻境项目成果已经申请国家发明专利21项、授权11项，成功应用到了国家20多个重要单位和企业中，涉及展览、通信、金融等多个领域，用颠覆三维显示的技术同时也颠覆了其他领域的传统应用方式。
北京天文馆里，使用全息光场显示技术展示宇宙中八大行星绕着太阳转的场景，不再是依靠屏幕中的二维图像或3D动画来展示，而是能够用真正的三维图像让人身临其境。
同时，在教育部举办的全球首届世界慕课大会中，超凡幻境项目组被邀请到现场，全球直播展示未来互联网+线上教育的可能性。
对于学习几何、空间的孩子来说，不用再惧怕缺乏想象力而感觉学习吃力、困难。
相信不久的未来，孩子们都能够在学习中直接看到呈现出的几何图像，无须想象，就能看到书本中描绘的物体全貌，这就意味着，未来关于立体、空间等等需要想象的知识，都可以变成我们能够看到的三维立体图像。
而这只是超凡幻境项目未来场景的一个缩影，这群年轻人所做的事情，就是要颠覆大众习以为常的二维视觉方式，用全新的三维视觉改变我们生活的方方面面。目前团队正在与华为联合研发下一代交互式全息视频通信系统，已经取得重大进展。
▲华为将本产品应用到宽带通信业务
这世界终究是靠有追求、有热爱的年轻人在推动，当越来越多的年轻人能把心血都投入到定义未来领域里，那么这个社会定将会飞速发展。
作为一家拥有高端技术和人才的企业，华为一直都在为这样的年轻人提供技术支持、项目帮扶。但从去年开始，华为将不再只限于此，与高校联合培养更多能够定义未来的高端人才。
华为联合教育部，在有关高校建设“智能基座”产教融合协同育人基地，现已在北京大学、清华大学、上海复旦大学、上海交通大学、西安交通大学、哈尔滨工业大学等72所高校，把鲲鹏、昇腾系列课程融入计算机专业、软件工程专业、人工智能专业、电子信息专业进行首批试点。
中国的未来看高端技术的发展，高端技术的发展看各大高校的年轻人，现如今，华为带着技术走进了各大高校，相信不久的未来会有越来越多有技术、有想法、有热情的年轻人喷涌而出，到那时智能化还会远吗？
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