白建榮(左)在講解光纖光波導沉浸式內圓柱面顯示大屏工作原理。 尚靜川攝

白建榮在查閱研究資料。 本報記者 趙永新攝

(資料圖片)

人物小傳

白建榮：1965年生，河北石家莊人，視景仿真顯示技術專家。他發明的低成本光纖光波導屏材料/器件，可實現將二維平面圖像轉換成真三維自由立體圖像。基于這種原創性的光學新材料，他研制出零邊框顯示屏、內圓球面顯示屏、自由立體面顯示屏、全彩自由立體面壁畫等新型顯示產品。這些新型顯示產品可大幅提升顯示視景的仿真度，可廣泛應用于虛擬現實、未來影院、展覽展示等領域。20多年來，他帶領團隊獲得授權發明專利近40項、實用新型專利近20項。

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。這個高1米、沒有邊框的曲面屏，播放的是普通二維畫面，顯示出來的卻是色彩飽滿、立體感非常強的三維影像。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眼鏡就能產生裸眼3D效果的曲面屏，是我國科技人員自主研發的新型顯示屏——光學纖維光波導成型屏(以下簡稱“光纖光波導屏”)。

與主流顯示屏相比，光纖光波導屏的立體視覺效果更好、能源消耗更低、對人體健康損傷更小、應用場景更多……不少業內專家這樣評價。研發團隊帶頭人、北京方瑞博石數字技術有限公司創始人兼技術總監白建榮介紹：“不少國內外大公司都曾布局研發過這項技術，但后來都放棄了，只有我們堅持了下來。”

組建專業團隊，研發光纖光波導顯示技術

1983年，白建榮以優異成績考入北京鋼鐵學院(現北京科技大學)冶金系。1990年研究生畢業后，他先是被分配到首鋼設計院當設計員，幾經輾轉，來到清華泰豪智能科技有限公司。從那時開始，白建榮便一頭扎進顯示系統研發領域。

白建榮牽頭研制的CRT(陰極射線顯像管技術)大屏幕，曾在國內市場占據一席之地，但他還有更高的追求，“對于CRT大屏幕的技術攻關，更多的是集成創新。我們要做的創新，就要瞄準世界前沿，研發更先進的原創顯示技術。”

2000年夏天，白建榮在和北京理工大學一位老教授的交流中，了解到國際前沿的背投影屏幕技術，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為三維的立體面顯示。這很可能成為未來主流的顯示技術。”白建榮認為。

于是，白建榮馬上著手組建光纖光波導顯示項目組，開展前期預研。但是，在2005年夏天舉行的項目論證會上，公司管理層認為這個項目研發周期太長、投入太大、風險太高，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團隊，繼續向光纖光波導顯示技術領域進軍。

不怕累不怕苦，每道工序、每個模具都反復試錯試驗

光纖光波導顯示技術涉及光學、高分子化學、材料學、熱力學、視覺科學等多個學科，還涉及鍍膜配料、光纖拉絲、模具制造等10多道工序，必須有一支過硬的科研團隊。為此，除了招聘一批科班出身的碩士、博士，白建榮還聘請了多位技術專家：一專多能的“863”項目專家魯士亮、劉占軍，從事顯示系統集成研發10余年、曾獲國家科技進步獎二等獎的李洪林，能在幾分鐘內把設計圖紙變成精準模型的能工巧匠樊勝利……

為節省經費，白建榮把研發基地搬到北京遠郊一個廢棄的廠房里，在這里帶領團隊繼續攻關。盡管條件非常簡陋，但白建榮團隊的研發工作卻極為嚴謹。這從白建榮辦公桌上的30個實驗筆記本上就可見一斑：每個本子上都寫滿了詳細的實驗數據和記錄，時間跨度從2002年3月到2023年2月。

2003年加盟該團隊的樊勝利，如今已是精通多種技術的骨干人才。他一邊仔細察看屏幕熱壓成型進展，一邊記錄相關數據。“不同形狀、大小的屏幕熱壓成型所需的時間、溫度都不一樣，必須詳細記錄，以便分析對比。”樊勝利介紹。

“現在回想，我們憑的就是一股闖勁。”站在一旁的白建榮接過話頭，“每一項技術、每一道工序、每一個模具都進行過無數次的試錯試驗，耗費了大量的時間和精力。”

“用‘千難萬險’來形容，一點都不夸張。”頭發灰白的李洪林告訴記者，“宏觀上，我們要把幾千萬根微米級直徑的光纖不錯位地垂直排列，并做到光學無痕粘接；微觀上，既要讓幾千萬根光纖無間隙粘接，又要避免光串擾、雙折射等問題，差一點都不行。”

堅持不懈、持續攻關，白建榮團隊攻克了一個又一個難關：直徑小于0.2毫米的光纖拉制技術，光纖的順序排列技術，光學復合材料的再結晶凝固技術，成型屏的熱處理技術、防變形技術，平面、曲面無縫隙拼接大屏幕的系統集成技術……

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屏，并拿給相關企業試用。

攻克技術難關，推進光纖光波導屏產業化

然而產品出廠沒多久，李洪林就接到客戶電話：光纖光波導屏不如剛開始清晰，有時像蒙上了一層霧，怎么調也不清楚。

經過仔細分析，團隊判斷導致上述問題的是“光串擾”。所謂“光串擾”，是指光纖光波導屏內相鄰光纖之間“串光”——某根光纖內的光線“跑”到相鄰光纖的內部，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、一個環節一個環節地排查。起初，團隊以為問題的關鍵在光纖光波導屏毛坯的成型溫度上。他們反復調整溫度參數，但折騰了幾年，圖像模糊的問題始終沒有得到解決。

這時，研發經費快用完了。技術問題難以解決，經費又捉襟見肘，員工們開始陸續離職，100多人的公司最后只有十幾名研發骨干和技術工人留了下來。有人勸白建榮：“這么沒日沒夜地干，也不一定有結果。”但他依舊堅持，繼續苦干、摸索。

白建榮帶著團隊順著工藝流程細細摸排，最后把目標鎖定在光纖皮層外鍍膜上。鍍膜材料有好幾十種配方，每個配方的試驗周期都要一兩個月。“那段日子真難熬!”樊勝利告訴記者，調整好配方后，他們把模具和光纖放到加熱臺上烘干、成型，大伙24小時輪流值班，調節溫度、觀察變化；中間休息時只能打個盹兒，繼續工作……

廠房里一無暖氣二無空調，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配好，徹底解決了影響屏幕清晰度的“光串擾”難題。

回想研發路上的艱辛，白建榮說，“把光纖光波導屏技術與人工智能、新一代信息技術等相結合，能催生新產業、打造新業態，給人們的生產、生活帶來意想不到的改變。我想，我們所有的辛苦都是值得的。”

做成內圓柱面、內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、教育培訓、模擬仿真、舞臺舞美等，打造沉浸式元宇宙視景仿真顯示空間；

虛實融合，打造各種視景仿真現實或真三維混合現實景觀，可用于各類主題公園；

研制面部表情惟妙惟肖、對話自如的仿真機器人，可在家庭陪護、歷史人物復原等方面大顯身手；

…………

“總之，光纖光波導屏使‘萬物仿真’成為可能。”白建榮對未來充滿信心，“經過20多年的技術研發和產品調試，目前主要的技術障礙都已基本解決，下一步就是產業化了。剛開始研究的時候，我就有個夢想——用中國人自主研發的原創顯示技術造福全人類。如今，距離這個夢想的實現越來越近了……”

《 人民日報 》( 2023年08月03日 06 版)

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