近期，一场“看我天地中轴”虚拟现实技术体验展在北京王府井举行。走进展览，戴上一套头显设备，观众就能看到北京中轴线的三维高保真场景。体验展以一种独特新颖的方式，实现与文化和历史现场的沉浸式互动。
穿越虚拟世界与现实世界，这些昔日只有在科幻小说中才会出现的场景，正逐步走进现实。伴随着5G时代的到来和AI技术的发展，虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、混合现实（MR）、扩展现实（XR）技术的发展步入快车道，有望革命性地改变人们的交互方式，成为通往“元宇宙”的入口。这一切的背后，离不开一种基础性技术——近眼显示技术。
比如，芬兰科技公司Varjo推出的XR-4系列头显设备，搭载了“仿生显示”技术，不仅实现了单眼分辨率达到视网膜级清晰度，更突破性地将动态观测范围提升至人眼感知范围的99%；利用美国一家公司发布的MR头显设备，用户可沉浸式观看高清影像，还能通过手势操控虚拟界面中的文档、图片甚至3D模型。
那么，这种将显示屏贴近人眼、通过光学系统投射图像的近眼显示技术，为何能在短短数十年间从实验室走向千家万户？其蕴含着怎样的科学原理？又将如何重塑未来社会的交互模式？请看本期关注。
3月3日，在西班牙巴塞罗那举行的2025年世界移动通信大会上，人们正在体验头显设备。新华社发
观察物体时，人眼能够轻松分辨物体的远近与立体形态。这得益于人类视觉系统独特的“双目视差”机制。
具体而言，在观察同一物体时，人的左右眼会形成微小的视角差。这种视角差最终形成了左右眼看到的二维图像差异化。随后，二维图像传入大脑，经过视觉皮层复杂的合成运算，最终形成具有深度信息的三维立体感知。
从本质上看，近眼显示技术是对人类视觉系统的工程学重构——通过模拟人眼自然成像规律，将数字信息直接投射到视网膜感知范围内，使虚实内容以符合生理习惯的方式无缝融合。
在虚拟现实近眼显示设备中，工程师们通过精密的光学系统完美“复刻”了人类的自然视觉机制。
当用户佩戴设备时，计算机会根据头部追踪数据，实时生成两套不同视角的立体图像。就像为左右眼各配置了一台专属显示器，这些图像先经过微型显示屏呈现，再通过特制的菲涅尔透镜或Pancake透镜组进行光学放大，将原本微小的画面扩展至覆盖人眼90~120度的视场范围。而最终呈现的效果，相当于在人眼前创造出一个如同置身于IMAX巨幕场景中的沉浸体验空间。
更巧妙的是，近眼显示设备中内置的瞳距调节机，能自动校准镜片间距，确保每帧画面都能精准对应不同用户的眼球位置。这种个性化的适配技术，让不同年龄段的人都能获得舒适的立体视觉体验。
目前，根据虚实融合程度不同，近眼显示技术大致上可以分为两大技术流派。一种是“虚拟现实”流派——借助全封闭式头显完全遮蔽现实环境，用高分辨率显示屏和空间音效构建全数字世界，这种类型很适合需要深度沉浸体验的作品。还有一种是“增强现实”流派——通过特殊的光学元件，将数字信息叠加在现实场景中。例如，微软HoloLens 2全息眼镜，突破了传统光学设计的物理限制。在厚度仅为1.7毫米的镜片内部，数以万计的纳米级光栅像迷宫般排列，将微型投影仪发出的光线次以上的全反射“折叠”后精准导向人眼。这既保持了镜片的轻薄透明，又能让用户清晰看见悬浮在空气中的全息操作界面。
此外，当用户注视不同距离的虚拟物体时，近眼显示设备的镜片会自动调整光线发散角度，让眼球肌肉如同观察真实物体般自然运动，从根本上避免了长时间用眼导致的视觉疲劳。
我们由此能够大体概括近眼显示技术的“工作流程”：通过微型显示器件与精密光学系统，在眼球前方极近距离内生成高分辨率虚拟图像，重构人类视觉的“数字视网膜”，进而达到让人类“看见”的目的。
1838年，英国科学家查尔斯·惠斯通发明了立体镜。人的左右眼借助该立体镜，分别观看两张略有差异的平面图像，通过大脑合成产生立体感。这一装置虽然简陋，但首次揭示了通过光学手段欺骗视觉、创造沉浸式体验的可能性。
20世纪60年代，计算机图形学的发展为近眼显示技术注入了新动力。1968年，被誉为“虚拟现实之父”的伊万·萨瑟兰在美国麻省理工学院开发出首款头戴式显示设备——“达摩克利斯之剑”。操作中，用户需佩戴沉重的头盔，透过镜片观看由计算机生成的简单线框图形。尽管这款显示设备外形笨拙、画面粗糙，却首次将“头戴显示”与“计算机生成图像”结合，奠定了近眼显示技术的雏形。
不过，受限于显示技术和光学系统，早期的近眼显示设备都会存在体积大、分辨率低、延迟高等问题。例如，1995年日本任天堂公司推出的Virtual Boy游戏机，仅能显示单色像素画面，用户佩戴后易产生眩晕感，最终因市场反响惨淡退场。
转机出现在21世纪初。当时，随着液晶显示、有机发光二极管等屏幕技术的成熟，近眼显示设备的显示屏尺寸得以缩小至毫米级，同时分辨率大幅度的提高。2012年，美国Oculus公司推出首款消费级VR近眼显示设备“Oculus Rift”，该设备是采用两块7英寸LCD屏幕，提高了单眼分辨率，同时搭配低延迟头部追踪技术，首次为用户更好的提供了相对舒适的沉浸式体验。此后，近眼显示技术进入加快速度进行发展期。
2014年，谷歌发布AR眼镜“Google Glass”，这款眼镜首次将显示屏集成至普通眼镜形态。尽管因隐私争议最终未能普及，该眼镜却开创了轻量化近眼显示的先河。
2016年，微软公司推出HoloLens AR近眼显示设备。这款设备是采用了全息波导技术，能够将虚拟图像叠加于真实环境，实现虚实融合的交互体验。
2024年9月，美国Meta互联网科技公司发布Orion AR眼镜。据悉，这款眼镜采用碳化硅镜片，重量只有98克，镜框内嵌有7个摄像头，而且折射率更高。此外，为提升交互体验，该设备还配备了肌电手环。有了肌电手环，用户都能够通过手腕的微小运动来控制眼镜，实现更自然流畅的交互体验。
从“沉重头盔”到“轻薄眼镜”，从第一代近眼显示设备到即将融入日常穿搭的智能眼镜，近眼显示技术的持续进化，本质上也是人类对自身生理局限的不断突破。当未来不到100克重的近眼显示设备成为“新世代”的标准配置，我们或将真正的完成科幻小说中描绘的超现实主义数字空间——“元宇宙”中的图景。
2023年，全球VR游戏市场规模突破180亿美元，一些游戏作品凭借逼真的交互体验，重新定义了游戏的叙事边界。游戏中，用户可通过手势抓取虚拟物体、攀爬悬崖峭壁，甚至能与AI角色进行眼神交流。
在工业维修领域，德国西门子公司研发的AR辅助系统，可以通过智能眼镜将设备内部的三维模型与真实机械结构精准叠加——当工程师检修燃气轮机时，目光所及之处会浮现红色箭头标记故障点；蓝色线条指引拆解路径，甚至浮现半透明动画，演示螺栓旋转角度。据悉，这套系统使复杂设备的检修效率提升40%，新手工程师的培训周期从6个月缩短至8周。
在医学教育领域，美国约翰·霍普金斯大学打造的VR手术模拟器，内置2000多种人体组织物理特性参数。在腹腔镜等模拟操作中，虚拟血管会因操作力度过大而“破裂”，脏器组织也能呈现真实解剖层次的阻力感。此外，模拟操作系统实时生成患者生命体征曲线，若操作失误导致“血压骤降”，场景将立即冻结并弹出三维错误分析图谱。目前，这种零风险的“虚拟手术室”已培养出3000余名通过腹腔镜专项考核的外科医生。
在军事领域，近眼显示技术的出现，为拨开“战场迷雾”提供了新利器，进一步拓展了人机交互的可能性，有利于形成作战中的新优势。一方面，指挥员佩戴近眼显示头显，可“透视”山体查看隐藏工事，手势拖拽即可模拟敌方兵力移动路径，有助于增强态势感知、提高决策速度和准确性。另一方面，近眼显示技术在班组作战和夜战中具有较大的价值，士兵装备AR战术眼镜后，可通过近眼显示设备界面获得多重信息流：弹道计算机实时显示瞄准修正参数、敌我识别标签悬浮于数百米外目标头顶、夜视微光图像等数字信息……这些能力在提高单兵作战以及班组协同作战方面具备极其重大作用。
如今，近眼显示技术在医疗、教育、工业、军事等领域深度渗透，推动“元宇宙”逐步应用于网络社交、在线游戏、网络经济等领域，预示着一个打破虚实界限的时代正在到来。正如19世纪立体镜的发明者没办法想象今天的近眼显示设备进步之快，我们亦难以预言未来近眼显示技术将如何重塑千行百业。唯一确定的是，这场关于视觉的革命，才刚刚拉开帷幕。
由美国国家科学基金会和能源部支持的薇拉·C·鲁宾天文台，首次捕捉到的太空景象呈现出一场由恒星“托儿所”及邻近星系的密集星团构成的粉蓝视觉盛宴。鲁宾天文台的科学团队还开发了面向公众的工具“天空查看器”，用户可通过平移和缩放功能探索这些超高分辨率图像中的恒星和星系。
中国海油25日宣布，公司在南海水域的“深海一号”大气田二期项目全面投产，标志着我国最大海上气田建成。“深海一号”大气田分一期和二期开发建设（一期于2021年6月投产），探明天然气地质储量超1500亿立方米，最大作业水深超1500米，最大井深达5000米以上，是我国迄今为止自主开发建设的作业水深最深、地层温压最高、勘探开发难度最大的深水气田。
2017年启动的第二次青藏高原综合科学考察，为新一代草地植被图的绘制提供了新的契机。“我们共识别出65种主要草地类型，其中高山嵩草草甸、紫花针茅草原、矮生嵩草草甸、垂穗披碱草草甸和线
6月24日，“应急使命·2025”极端灾害事故场景新质救援能力检验性演习在黑龙江省东宁市、河南省濮阳市等地举行。“源网荷储”应急供电中，国家电网运用新技术、设备，实现小型水电站“黑启动”“光伏+储能”协同供电，保障重点区域电力供应。
研究团队通过发育表达分析、原位杂交和免疫组化技术，在甜菜孢囊线虫早期寄生阶段鉴定出两个关键分泌效应蛋白——Hs28B03和Hs8H07。该研究首次发现，植物寄生线虫会“劫持”植物细胞的“垃圾处理系统”——泛素化系统来摧毁免疫。
24日，记者从中国农业科学院棉花研究所获悉，中国农业科学院棉花研究所、西部农业研究中心棉花分子遗传改良创新团队杨作仁研究员与中国农业科学院生物技术研究所柳小庆研究员，合作创制了可生产虾青素的工程棉花。
“智慧光源大脑”是国内首个同步辐射人工智能数据解析平台，能够更高效地处理同步辐射实验产生的海量复杂数据。
新修订的《中华人民共和国科学技术普及法》实施半年，近日，有媒体采访多位科研人员，梳理新科普法落实效果。受访的多位科研人员表示，新科普法为科研人员开展科普工作提供了制度保障。
6月初，依托东南大学共建的南京紫金山实验室发布全球首个6G广域低空覆盖的无蜂窝通智感融合外场试验网，赋能低空经济、数字能源、智能制造等应用场景，有望催生千亿级产业链，助力南京打造“6G之城”。这是东南大学勇挑硬核科学技术创新大梁，支撑服务新质生产力发展的生动缩影。
从国铁集团获悉，近期，沪昆高铁杭州东至长沙南段（以下简称“沪昆高铁杭长段”）安全标准示范线建设拉通试验圆满成功，复兴号动车组列车最高试验时速达385公里，各项设备指标表现良好。
专家建议，预防糖尿病足，糖尿病患者每日需用38℃以下温水泡脚，擦干后检查趾间有无破损，穿透气棉 袜与宽松鞋，并每年至少做一次足部血管神经专项检查。基因疗法主要是通过刺激血管生成来改善近端肢体的血液流入，从而改善单个血管小体中的血液再分。
既能上天飞行，也能踏海遨游，我国完全自主研制的AG600“鲲龙”飞机，正是这样的“跨界”航空装备。近期，“鲲龙”喜讯频传——4月20日，获颁中国民航局型号合格证；5月6日，批产首架机总装下线日，顺利完成生产试飞；6月11日，获颁中国民航局生产许可证。
记者从展会上感受到，过去几年氢燃料汽车的发展倒逼氢能产业的发展，而今，氢能的应用从燃料电池车的单一赛道向别的行业辐射。丰田智能电动汽车研发中心（中国）有限公司丰田中国氢能事业总部领域长线年百万辆燃料电池汽车规模的目标面临挑战。
近日，总医院第五医学中心血液病医学部高晓宁教授团队和周杰教授团队合作，在国际著名期刊《Oncogene》发表突破性研究成果，首次揭示PHF19基因在急性髓系白血病中的“致命开关”作用，为破解白血病复发耐药难题带来全新解决方案。团队首次阐明WTAP-PHF19调控轴的双重表观遗传调控机制，这相当于找到了癌细胞的“能量总控开关”。
科研之路道阻且长，如何选对方向？如何坚定信念走得更好、走得更远？我们邀请了几名在不相同的领域从事科研工作的青年科技工作人员，请他们讲述自己当初为何选择投身科研，并勇毅前行、不断攀登科技高峰的故事。
一种能够为任何3D打印器官快速设计血管网络的计算模型，可能让我们离无需供体即可移植人工肝脏、肾脏或心脏的目标更近一步。研究人员利用模型，为一个由肾细胞3D打印而成的1厘米宽环形结构设计了由25条血管组成的网络，整一个完整的过程仅用了几分钟。
在6月18日至20日举行的2025年世界移动通信大会（上海）（MWC上海2025）上，一系列新技术、新产品、新应用集中亮相。
每年春天，在南半球夜空的指引下，数十亿只布冈夜蛾会向南迁徙1000公里，到达澳大利亚的阿尔卑斯山脉。
厦门大学柔性电子（未来技术）研究院教授梁亮亮团队联合新加坡国立大学教授刘小钢团队，在镧系元素掺杂光子雪崩上转换纳米晶研究中取得进展。
