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持續(xù)攻關(guān)20多年，白建榮團(tuán)隊(duì)研發(fā)新型顯示材料的光纖光波導(dǎo)屏
由5塊小曲面屏拼接成的半圓形大曲面屏上，正在播放著電影視頻。這個(gè)高1米、沒(méi)有邊框的曲面屏，播放的是普通二維畫面，顯示出來(lái)的卻是色彩飽滿、立體感非常強(qiáng)的三維影像。人站在大屏前觀看，仿佛置身其中、被炫酷的立體影像包圍……這種不用借助3D眼鏡就能產(chǎn)生裸眼3D效果的曲面屏，是我國(guó)科技人員自主研發(fā)的新型顯示屏——光學(xué)纖維光波導(dǎo)成型屏（以下簡(jiǎn)稱“光纖光波導(dǎo)屏”）。
白建榮（左）在講解光纖光波導(dǎo)沉浸式內(nèi)圓柱面顯示大屏工作原理
與主流顯示屏相比，光纖光波導(dǎo)屏的立體視覺(jué)效果更好、能源消耗更低、對(duì)人體健康損傷更小、應(yīng)用場(chǎng)景更多……不少業(yè)內(nèi)專家這樣評(píng)價(jià)。研發(fā)團(tuán)隊(duì)帶頭人、北京方瑞博石數(shù)字技術(shù)有限公司創(chuàng)始人兼技術(shù)總監(jiān)白建榮介紹：“不少國(guó)內(nèi)外大公司都曾布局研發(fā)過(guò)這項(xiàng)技術(shù)，但后來(lái)都放棄了，只有我們堅(jiān)持了下來(lái)。”
組建專業(yè)團(tuán)隊(duì)，研發(fā)光纖光波導(dǎo)顯示技術(shù)
1983年，白建榮以優(yōu)異成績(jī)考入北京鋼鐵學(xué)院（現(xiàn)北京科技大學(xué)）冶金系。1990年研究生畢業(yè)后，他先是被分配到首鋼設(shè)計(jì)院當(dāng)設(shè)計(jì)員，幾經(jīng)輾轉(zhuǎn)，來(lái)到清華泰豪智能科技有限公司。從那時(shí)開始，白建榮便一頭扎進(jìn)顯示系統(tǒng)研發(fā)領(lǐng)域。
白建榮牽頭研制的CRT（陰極射線顯像管技術(shù)）大屏幕，曾在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占據(jù)一席之地，但他還有更高的追求，“對(duì)于CRT大屏幕的技術(shù)攻關(guān)，更多的是集成創(chuàng)新。我們要做的創(chuàng)新，就要瞄準(zhǔn)世界前沿，研發(fā)更先進(jìn)的原創(chuàng)顯示技術(shù)。”
2000年夏天，白建榮在和北京理工大學(xué)一位老教授的交流中，了解到國(guó)際前沿的背投影屏幕技術(shù)，并看到了一塊5分錢硬幣大小的光纖背投影屏幕樣品。“光纖成像技術(shù)可以把入光面的像素位移到顯像面，并把二維的平面顯示升級(jí)為三維的立體面顯示。這很可能成為未來(lái)主流的顯示技術(shù)。”白建榮認(rèn)為。
于是，白建榮馬上著手組建光纖光波導(dǎo)顯示項(xiàng)目組，開展前期預(yù)研。但是，在2005年夏天舉行的項(xiàng)目論證會(huì)上，公司管理層認(rèn)為這個(gè)項(xiàng)目研發(fā)周期太長(zhǎng)、投入太大、風(fēng)險(xiǎn)太高，把它否決了。
“你們不搞，我自己搞！”2006年秋，白建榮重新組建研發(fā)團(tuán)隊(duì)，繼續(xù)向光纖光波導(dǎo)顯示技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)軍。
不怕累不怕苦，每道工序、每個(gè)模具都反復(fù)試錯(cuò)試驗(yàn)
光纖光波導(dǎo)顯示技術(shù)涉及光學(xué)、高分子化學(xué)、材料學(xué)、熱力學(xué)、視覺(jué)科學(xué)等多個(gè)學(xué)科，還涉及鍍膜配料、光纖拉絲、模具制造等10多道工序，必須有一支過(guò)硬的科研團(tuán)隊(duì)。為此，除了招聘一批科班出身的碩士、博士，白建榮還聘請(qǐng)了多位技術(shù)專家：一專多能的“863”項(xiàng)目專家魯士亮、劉占軍，從事顯示系統(tǒng)集成研發(fā)10余年、曾獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)的李洪林，能在幾分鐘內(nèi)把設(shè)計(jì)圖紙變成精準(zhǔn)模型的能工巧匠樊勝利……
為節(jié)省經(jīng)費(fèi)，白建榮把研發(fā)基地搬到北京遠(yuǎn)郊一個(gè)廢棄的廠房里，在這里帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)繼續(xù)攻關(guān)。盡管條件非常簡(jiǎn)陋，但白建榮團(tuán)隊(duì)的研發(fā)工作卻極為嚴(yán)謹(jǐn)。這從白建榮辦公桌上的30個(gè)實(shí)驗(yàn)筆記本上就可見(jiàn)一斑：每個(gè)本子上都寫滿了詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和記錄，時(shí)間跨度從2002年3月到2023年2月。
2003年加盟該團(tuán)隊(duì)的樊勝利，如今已是精通多種技術(shù)的骨干人才。他一邊仔細(xì)察看屏幕熱壓成型進(jìn)展，一邊記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。“不同形狀、大小的屏幕熱壓成型所需的時(shí)間、溫度都不一樣，必須詳細(xì)記錄，以便分析對(duì)比。”樊勝利介紹。
“現(xiàn)在回想，我們憑的就是一股闖勁。”站在一旁的白建榮接過(guò)話頭，“每一項(xiàng)技術(shù)、每一道工序、每一個(gè)模具都進(jìn)行過(guò)無(wú)數(shù)次的試錯(cuò)試驗(yàn)，耗費(fèi)了大量的時(shí)間和精力。”
“用‘千難萬(wàn)險(xiǎn)’來(lái)形容，一點(diǎn)都不夸張。”頭發(fā)灰白的李洪林告訴記者，“宏觀上，我們要把幾千萬(wàn)根微米級(jí)直徑的光纖不錯(cuò)位地垂直排列，并做到光學(xué)無(wú)痕粘接；微觀上，既要讓幾千萬(wàn)根光纖無(wú)間隙粘接，又要避免光串?dāng)_、雙折射等問(wèn)題，差一點(diǎn)都不行。”
堅(jiān)持不懈、持續(xù)攻關(guān)，白建榮團(tuán)隊(duì)攻克了一個(gè)又一個(gè)難關(guān)：直徑小于0.2毫米的光纖拉制技術(shù)，光纖的順序排列技術(shù)，光學(xué)復(fù)合材料的再結(jié)晶凝固技術(shù)，成型屏的熱處理技術(shù)、防變形技術(shù)，平面、曲面無(wú)縫隙拼接大屏幕的系統(tǒng)集成技術(shù)……
最終，白建榮在2014年底試制出第 一批比較理想的光纖光波導(dǎo)屏，并拿給相關(guān)企業(yè)試用。
攻克技術(shù)難關(guān)，推進(jìn)光纖光波導(dǎo)屏產(chǎn)業(yè)化
然而產(chǎn)品出廠沒(méi)多久，李洪林就接到客戶電話：光纖光波導(dǎo)屏不如剛開始清晰，有時(shí)像蒙上了一層霧，怎么調(diào)也不清楚。
經(jīng)過(guò)仔細(xì)分析，團(tuán)隊(duì)判斷導(dǎo)致上述問(wèn)題的是“光串?dāng)_”。所謂“光串?dāng)_”，是指光纖光波導(dǎo)屏內(nèi)相鄰光纖之間“串光”——某根光纖內(nèi)的光線“跑”到相鄰光纖的內(nèi)部，并和其中的光線相交叉，影響圖像的清晰度。
為找到故障原因，他們用笨辦法，一道工序一道工序、一個(gè)環(huán)節(jié)一個(gè)環(huán)節(jié)地排查。起初，團(tuán)隊(duì)以為問(wèn)題的關(guān)鍵在光纖光波導(dǎo)屏毛坯的成型溫度上。他們反復(fù)調(diào)整溫度參數(shù)，但折騰了幾年，圖像模糊的問(wèn)題始終沒(méi)有得到解決。
這時(shí)，研發(fā)經(jīng)費(fèi)快用完了。技術(shù)問(wèn)題難以解決，經(jīng)費(fèi)又捉襟見(jiàn)肘，員工們開始陸續(xù)離職，100多人的公司最后只有十幾名研發(fā)骨干和技術(shù)工人留了下來(lái)。有人勸白建榮：“這么沒(méi)日沒(méi)夜地干，也不一定有結(jié)果。”但他依舊堅(jiān)持，繼續(xù)苦干、摸索。
白建榮帶著團(tuán)隊(duì)順著工藝流程細(xì)細(xì)摸排，最后把目標(biāo)鎖定在光纖皮層外鍍膜上。鍍膜材料有好幾十種配方，每個(gè)配方的試驗(yàn)周期都要一兩個(gè)月。“那段日子真難熬！”樊勝利告訴記者，調(diào)整好配方后，他們把模具和光纖放到加熱臺(tái)上烘干、成型，大伙24小時(shí)輪流值班，調(diào)節(jié)溫度、觀察變化；中間休息時(shí)只能打個(gè)盹兒，繼續(xù)工作……
廠房里一無(wú)暖氣二無(wú)空調(diào)，大伙夏天熱得一身汗，冬天凍得直跺腳。2022年7月的一天，他們終于把光纖皮層外鍍膜的配方調(diào)配好，徹底解決了影響屏幕清晰度的“光串?dāng)_”難題。
回想研發(fā)路上的艱辛，白建榮說(shuō)：“把光纖光波導(dǎo)屏技術(shù)與人工智能、新一代信息技術(shù)等相結(jié)合，能催生新產(chǎn)業(yè)、打造新業(yè)態(tài)，給人們的生產(chǎn)、生活帶來(lái)意想不到的改變。我想，我們所有的辛苦都是值得的。”
做成內(nèi)圓柱面、內(nèi)圓球面沉浸式顯示大屏幕，既可用于大小影院，又可用于展覽展示、文化旅游、游戲娛樂(lè)、教育培訓(xùn)、模擬仿真、舞臺(tái)舞美等，打造沉浸式元宇宙視景仿真顯示空間；
虛實(shí)融合，打造各種視景仿真現(xiàn)實(shí)或真三維混合現(xiàn)實(shí)景觀，可用于各類主題公園；
研制面部表情惟妙惟肖、對(duì)話自如的仿真機(jī)器人，可在家庭陪護(hù)、歷史人物復(fù)原等方面大顯身手；
“總之，光纖光波導(dǎo)屏使‘萬(wàn)物仿真’成為可能。”白建榮對(duì)未來(lái)充滿信心，“經(jīng)過(guò)20多年的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品調(diào)試，目前主要的技術(shù)障礙都已基本解決，下一步就是產(chǎn)業(yè)化了。剛開始研究的時(shí)候，我就有個(gè)夢(mèng)想——用中國(guó)人自主研發(fā)的原創(chuàng)顯示技術(shù)造福全人類。如今，距離這個(gè)夢(mèng)想的實(shí)現(xiàn)越來(lái)越近了……”
白建榮介紹
1965年生，河北石家莊人，視景仿真顯示技術(shù)專家。他發(fā)明的低成本光纖光波導(dǎo)屏材料/器件，可實(shí)現(xiàn)將二維平面圖像轉(zhuǎn)換成真三維自由立體圖像?；谶@種原創(chuàng)性的光學(xué)新材料，他研制出零邊框顯示屏、內(nèi)圓球面顯示屏、自由立體面顯示屏、全彩自由立體面壁畫等新型顯示產(chǎn)品。這些新型顯示產(chǎn)品可大幅提升顯示視景的仿真度，可廣泛應(yīng)用于虛擬現(xiàn)實(shí)、未來(lái)影院、展覽展示等領(lǐng)域。20多年來(lái)，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)獲得授權(quán)發(fā)明專利近40項(xiàng)、實(shí)用新型專利近20項(xiàng)。
