天天快資訊丨車載大屏還沒普及就將過時？AR-HUD才是未來

看完《鋼鐵俠》或許你會和我一樣，被電影中托尼·斯塔克隨手一揮，就能出現(xiàn)一塊透明顯示屏的場景所震撼到，不僅能夠顯示信息，還能進行各種操作。

【資料圖】

其實，在現(xiàn)實生活中，類似的顯示技術也能夠看到，那就是汽車的HUD抬頭顯示。比如最近上市的理想L9，就是取消了駕駛員面前的儀表盤,通HUD顯示時速、導航等行車信息。

HUD的起源和分類

其實，HUD抬頭顯示并不是什么新鮮事物，更不是新能源汽車的專屬。并且，最早應用HUD技術的也并非汽車，而是軍用戰(zhàn)斗機。

HUD是Head Up Display 的簡稱，直接翻譯過來就是抬頭顯示的意思，也叫平視顯示。這項顯示技術最早是在1958年量產，被美國海軍的A-5攻擊機搭載。

飛行員在操控飛機時，不需要低頭就能夠看到飛行數(shù)據(jù)，減少低頭查看儀表的頻率，從而避免分散注意力，以提高飛行的安全和空戰(zhàn)優(yōu)勢。

隨著技術的發(fā)展，這個項功能也開始被民用化。

HUD可以讓飛行員在飛行時集中注意力，同樣道理，駕駛員在駕駛汽車時，也需要集中注意力。于是，人們就想到了把HUD移植到汽車上。

早在1988年，HUD作為一項安全駕駛輔助配置，首次出現(xiàn)在通用旗下的奧茲莫比爾 Cutlass Supreme車型上。在當時，HUD的應用被當作是一項高科技配置，地位如同當前的自動駕駛一樣。

它顛覆了保持半個多世紀的汽車中控顯示模式。自此之后，HUD逐步開始在汽車上應用。

目前，HUD按實現(xiàn)方法的不同，分為三大類，即C-HUD（Combiner HUD）、W-HUD（windshield HUD）和AR-HUD（Augmented Reality-HUD）。

C-HUD是將一塊透明的玻璃樹脂放在儀表臺上，從而實現(xiàn)車輛信息的投影。優(yōu)點是成本低，但缺點也很多，比如顯示面積小、亮度低等；W-HUD直接使用汽車的擋風玻璃作為顯示屏，亮度高，顯示效果也更加一體化，不過擋風玻璃需要經(jīng)過單獨匹配和設計。目前，大部分車采用的都是這種方案。

而今天要聊的AR-HUD，則更能代表未來的方向。

所謂AR-HUD，其實就是AR技術的延伸應用，可以將導航等信息實時投射到前風擋玻璃上，并且能與實景相結合。再結合ADAS功能，不僅能夠顯示車輛信息，還能顯示車輛周邊環(huán)境信息。

例如，在城市道路上，不僅能夠顯示車輛行車信息，還能顯示周邊車輛和行人信息，甚至橋梁高度都能顯示。豐富的信息顯示，不僅實用，而且還能提高行車安全。

但就是這樣一項既實用又好用的技術，為什么沒能大規(guī)模普及呢？

AR-HUD的發(fā)展道阻且長

最近幾年，我們已經(jīng)能夠看到一小部分汽車已經(jīng)使用了AR-HUD顯示技術，比如紅旗E-HS9、大眾ID.4、飛凡R7等車型，但相比W-HUD來說，仍屬小眾。

說起AR-HUD，也并非近幾年才出現(xiàn)。早在2014年，大陸集團就已經(jīng)展示過他們的AR-HUD技術，但是直到2020年，這項技術才實現(xiàn)落地。

然而，AR-HUD要想實現(xiàn)真正的AR顯示效果，不僅需要對現(xiàn)實世界進行精準感知，還需要實時、準確呈現(xiàn)數(shù)字化的虛擬影像，并與實景道路環(huán)境進行融合。

也就是說，AR-HUD技術實現(xiàn)起來并不容易，目前還面臨著諸多技術難點。

首先，就是虛擬影像與實景的虛實融合問題。

在AR-HUD技術里面，最難的就是通過3D光場顯示技術呈現(xiàn)虛擬世界，以及虛實實時融合技術。AR-HUD的畫面不像C-HUD和W-HUD一樣是個2D平面圖形，AR-HUD需要在駕駛員視線前方投射出一個三維圖像，就像全息投影一樣，將虛擬影像立體地呈現(xiàn)。

由于車輛是移動的，所以想要達到虛擬影像與現(xiàn)實很好地融合，就需要雙焦面技術。所謂雙焦面，就是把投影畫面投射到兩個不同的焦面當中，其中近距離焦面顯示車速、行駛里程等信息，而遠距離焦面用于顯示導航指引、切線指引等信息。此前大眾ID系列用的就是雙焦面AR-HUD方案。

其次，是AR-HUD投影光機體機占用問題。

AR-HUD是一個光學投影系統(tǒng)，在投影單元內部集成了投影光機、反射鏡、投影鏡、調節(jié)電機及控制單元。其中光機是決定了整個AR-HUD體積的最大因素。

想要保證虛實結合的效果，就需要光機供比較大的FOV（視場角）以及VID（虛擬圖像距離)，隨著顯示尺寸變大，成像設備的尺寸也會隨之增大，直接導致AR-HUD體積變大。比如，奔馳S級采用的AR-HUD體積達27L，這對于座艙空間布局來說非常不利，而普通的W-HUD的體積只僅有4-6L。

最后，是成本問題。

由于制造工藝難度大、定制化程度高等因素，導致AR-HUD成本居高不下。以奧迪為例，如果選裝一套AR-HUD抬頭顯示，其價格大約需要11000多元。

AR-HUD因為投射在前擋風玻璃，而擋風玻璃又是曲面，為了保證投射出的影像不失真，就要求HUD中的鏡片能反射出非常精確的圖像，所以在制造HUD鏡片時，對其的容差要求非常嚴苛，要求5微米以下，而且還需使用萬級無塵車間。

此外，汽車進行更新?lián)Q代，如果擋風玻璃角度發(fā)生變化，那么，相應地HUD光路設計方案也許進行調整，所以，AR-HUD很難實現(xiàn)批量化、模塊化打造。

AR-HUD目前體驗仍不算完美，還有很多問題需要解決，但是它的技術以及市場潛力不言而喻。隨著AR技術在HUD領域的加速滲透，HUD產業(yè)也將迎來較大發(fā)展空間。

根據(jù)億歐智庫的預計，AR-HUD市場規(guī)模將在2024年超過W-HUD的市場規(guī)模，達到128.7億元。

隨著AR-HUD進一步普及，未來汽車座艙可能會迎來又一次的“革命”,到那時，人們關注的焦點已經(jīng)不是車內屏幕夠不夠大、夠不夠多了，而是AR-HUD功能夠不夠豐富、選裝價格夠不夠便宜。

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