西电科大“Holoscreen空间立体显像仪”夺得大学生
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2019-07-11 03:45

  2018年10月13-15日,第四届中国“互联网+”大学生创新创业大赛全国总决赛在厦门大学举办。经过激烈角逐,由西安电子科技大学第一期创新创业实验班多名本科生组成的holoscreen团队在大赛中脱颖而出,其项目“Holoscreen三维空间立体显像仪”一举夺得全国金奖,属于本届大赛全国金奖项目中为数不多的本科生项目团队。

  现实的物理世界是三维的。而众所周知,现有的二维图像采集及显示技术无法记录和重现出场景的三维深度感。从1922年第一部立体电影上映,人们就一直在寻求更好的立体成像技术。无论是科幻电影里的全息画面,还是出现在各大游戏厅里的VR体验区,人类都在不断追求着立体成像塑造的真实感,以求享受三维显示带来的视觉盛宴。然而,市面上现有的三维成像技术并不能满足用户需求。

  针对这一困境,HoloScreen团队成员耗费一年的时间,研发出Holoscreen空间立体显像仪,该显像仪无需任何辅助设备,就能实现观众裸眼看3D的美好愿望。

  2017年9月,在西电举办的第三届中国“互联网+”大学生创新创业大赛全国总决赛舞台上,还是一名大赛志愿者的张文虎同学,在观看全国这么多优秀的创新创业团队和项目展示时,也深受激励和启发,作为一名“三维显示发烧友”的张文虎同学,立马就迸发出了奇思妙想:做一款线D,带给人们真正意义上的视觉盛宴。

  “临渊羡鱼不如退而结网。”张文虎与一群志同道合的小伙伴组成Holoscreen团队,立即开始项目调研。调研过程中他们发现:市面上有关如何实现真正的三维显示的资料很少,而传统的二维显示器都是从人眼的结构特点入手,利用双目视差原理达到视觉欺骗的效果,从而实现“伪”立体视觉感。市面上的VR眼镜,金字塔展柜等都利用了此原理。

  真三维显示技术不同于传统二维显示技术,它可以突破二维采集及显示技术的缺陷,真实地记录和再现出三维场景,带给观察者完整的心理及生理上的三维感知信息,因此具有重要意义。

  在考察过程中,Holoscreen团队了解到:目前真三维技术主要是体三维显示技术和全息技术,后者一般只能生成静态的三维光学场景,很多技术原理还未应用。而体三维显示技术作为三维显示最前沿、最实用化的技术,受到了国内外的广泛重视。因此,研制出真正属于中国的高性能体三维显示技术,对于我国占据真三维显示领域的科技制高点十分有利。

  艰难困苦,玉汝于成。Holoscreen三维立体显示仪的打造,经历了漫长的打磨过程。从最初的空间立体显像算力不够、结构不稳定、投影帧率低到后来采用GPU算法优化、激光校准反馈、DLP高端光学芯片,产品几代更迭,最终突破了软件算法技术壁垒,实现无需任何辅助设备,通过肉眼就可以看到无死角线D的效果。

  精密的机械结构、高速的处理芯片、高性能的光学引擎以及新型空间成像仪的切换速率,使得HoloScreen可达到每秒钟 4000 帧的速率,是市面上 3D 电影的 33 倍,能让人拥有超3D的电影体验,实现了高端三维交互体验。

  作为纯本科生团队的Holoscreen,在校赛前默默无闻,团队成员们抱着“重在参与”的态度参加了“互联网+”校赛。事实证明,原创项目尤其是本科生原创项目是有竞争力的。校赛的顺利晋级证明了他们的创新,同时也在所有成员的心里埋下了更为坚定的种子——让他们的三维显示仪,开启新的篇章。

  宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来。于团队成员而言,记忆最为深刻的,便是国赛前的磨砺。项目成员、创新创业实验班一期学员、大学生科协副主席、通信工程学院本科生李诗瑶感慨道:“我们从星火杯起步,历经创青春,再到互联网+,从默默无闻到被所有人看好,十分感谢所有项目指导老师和其他工作者给予我们团队的一系列培训指导。从PPT的文字、排版该怎么排到路演怎么讲,我们所走的每一步,背后都凝聚着所有人的努力。特别感谢学校对本科教育的重视,尤其是对本科生创新创业的大力支持。感谢创新创业学院、学校团委为我们项目发展提供的场地、众创空间、经费支持以及组织的多次培训指导与打磨,在大赛参与的过程中,更要感谢项目导师张文博、王新怀、朱伟、尹鹏老师,创业导师谭老师对于我们的专业化指导和全方位的帮扶。”

  “互联网+”决赛前期,经西电创新创业学院推荐和栏目组遴选,团队项目 “HoloScreen空间立体显像仪”经过学校专场路演晋级中央电视台《创业英雄汇》总决选,与全国优秀创业者同台竞技。项目负责人、创新创业实验班一期学员、物理与光电工程学院本科生张文虎参加了此次节目的项目和路演和节目录制。

  “对我来说,这是一次很不错的锻炼自我的机会,节目录制结束后我拿到了三个满额投资意向,这也为我后期将项目付诸创业实践提供了很好的合作伙伴。这次参加央视的节目,扩充了我对各行各业的了解,这也将作为我的知识储备、能力培养,为我以后解决各种问题提供思路。”张文虎坦然道。

  从最初抱着“重在参与”的心态参赛到走上决赛舞台,团队成员们的内心发生了翻天覆地的变化。走出学校,他们代表西电而战,西电人身上那股敢于拼搏的精神牢牢地镌刻在每一个成员的血液中。在国赛途中,团队成员见识到许多研究时间长,专利数目多的项目,与之相比,holoscreen团队只有一年多的研究时间,大家难免会产生心理上的落差。有不足便要改进,团队每一位成员都付出了十二分的努力,从自身产品和别人项目两方面着手,不断改进自身的同时寻找突破点,一击中的。

  功夫不负有心人,在最终的金奖争夺赛中,项目凭借出色的表现以小组第五的成绩直接晋级,一举夺得第四届“互联网+”大赛金奖。

  回想最初,holoscreen团队成员从星火杯做起,一开始只是运用全息膜通过运动视差来实现面部追踪,在二维领域达到“伪”三维的显示效果。从做尝试性工作的小团队,慢慢地做到了后来的国创、创青春、互联网+。在不断创新、不断突破的过程中,越来越多的人加入到研究中来,形成现如今的Holoscreen团队。

  “校大学生科协的平台让我们聚集在了一起,做项目的过程让我们更加团结坚定,一路走来,经历过质疑与否定,也曾因准备不充分而失去过机会,但我们之间彼此信任、彼此支持,也感谢老师们的支持和鼓励,让我们更加相信自己,坚持到底。我相信,后续会有更多的人才加入我们的项目,为实现裸眼3D而不懈奋斗。”团队成员、大学生科协主席、创新创业实验班一期成员,软件学院15级本科生付家瑄感慨道。

  在交流的过程中,思想会产生碰撞,而碰撞的过程中,也许就会产生新的火花。Holoscreen团队在研究过程中,也有过产生分歧的时刻。面对技术上的分歧,团队的解决办法是每个人先按照自己的想法去做,最后做出来的成品哪个更有说服力就采用哪个。

  “唯一一次印象深刻的是关于项目的市场营销点应该放在哪里,队员们每个人都有不同的想法,几个人在电话里讨论到凌晨三点,在一次又一次的想法提出、分析质疑、驳倒重提的过程后终于敲定。”团队成员说道。正是由于这样的讨论与争辩,队员们在提出新奇的想法后也了解了他人的思想,更重要的是无形之中周全地考虑到了许多在答辩中可能会出现的问题,为答辩做好了铺垫。

  一路走来,出色的成果验证了holoscreen团队协作能力的突出及分工安排的合理性。团队成员幽默地将他们的分工比作“画饼”和“揉面”。研发过程中,“画饼”组主要负责市场调研、文案和技术报告的编写、市场的宣传、推出和策划;而“揉面”组主要负责技术的研发和改进。这样有序的分工为团队进一步提升产品性能打下了良好的基础。

  “从第三届‘互联网+’大赛志愿者到第四届‘互联网+’创业者,从普通本科生到西电创新创业实验班一期学员,holoscreen团队的成员们从没停下他们创新和前进的脚步。作为本科生他们只是刚刚开始创业,项目真正的成熟化和市场化还有很长一段路要走;但作为大学生,他们的行动正彰显着‘双创’的意义,证明着大学生也能推动这个时代向前发展。”创新创业学院副院长朱伟说道。

  下一步,“HoloScreen空间立体显像仪”将与对人流量有极大需求的品牌连锁游戏厅和高端商场等对象达成战略合作协议,为其提供更新颖、更吸睛的引流方式。

  未来已至,如同科幻电影呈现的一样,空中悬浮的酷炫全息虚拟景象将会应用于各行各业。Holoscreen的项目再次验证了“科技让生活更美好”。(文/图 杨旭景)