车载大屏还没普及就将过时？AR-HUD才是未来

看完《钢铁侠》或许你会和我一样，被电影中托尼·斯塔克随手一挥，就能出现一块透明显示屏的场景所震撼到，不仅能够显示信息，还能进行各种操作。

其实，在现实生活中，类似的显示技术也能够看到，那就是汽车的HUD抬头显示。比如最近上市的理想L9，就是取消了驾驶员面前的仪表盘,通HUD显示时速、导航等行车信息。

HUD的起源和分类

其实，HUD抬头显示并不是什么新鲜事物，更不是新能源汽车的专属。并且，最早应用HUD技术的也并非汽车，而是军用战斗机。

HUD是Head Up Display 的简称，直接翻译过来就是抬头显示的意思，也叫平视显示。这项显示技术最早是在1958年量产，被美国海军的A-5攻击机搭载。

飞行员在操控飞机时，不需要低头就能够看到飞行数据，减少低头查看仪表的频率，从而避免分散注意力，以提高飞行的安全和空战优势。

随着技术的发展，这个项功能也开始被民用化。

HUD可以让飞行员在飞行时集中注意力，同样道理，驾驶员在驾驶汽车时，也需要集中注意力。于是，人们就想到了把HUD移植到汽车上。

早在1988年，HUD作为一项安全驾驶辅助配置，首次出现在通用旗下的奥兹莫比尔 Cutlass Supreme车型上。在当时，HUD的应用被当作是一项高科技配置，地位如同当前的自动驾驶一样。

它颠覆了保持半个多世纪的汽车中控显示模式。自此之后，HUD逐步开始在汽车上应用。

目前，HUD按实现方法的不同，分为三大类，即C-HUD（Combiner HUD）、W-HUD（windshield HUD）和AR-HUD（Augmented Reality-HUD）。

C-HUD是将一块透明的玻璃树脂放在仪表台上，从而实现车辆信息的投影。优点是成本低，但缺点也很多，比如显示面积小、亮度低等；W-HUD直接使用汽车的挡风玻璃作为显示屏，亮度高，显示效果也更加一体化，不过挡风玻璃需要经过单独匹配和设计。目前，大部分车采用的都是这种方案。

而今天要聊的AR-HUD，则更能代表未来的方向。

所谓义AR-HUD，其实就是AR技术的延伸应用，可以将导航等信息实时投射到前风挡玻璃上，并且能与实景相结合。再结合ADAS功能，不仅能够显示车辆信息，还能现实车辆周边环境信息。

例如，在城市道路上，不仅能够显示车辆行车信息，还能显示周边车辆和行人信息，甚至桥梁高度都能显示。丰富的信息显示，不仅实用，而且还能提高行车安全。

但就是这样一项既实用又好用的技术，为什么没能大规模普及呢？

AR-HUD的发展道阻且长

最近几年，我们已经能够看到一小部分汽车已经使用了AR-HUD显示技术，比如红旗E-HS9、大众ID.4、飞凡R7等车型，但相比W-HUD来说，仍属小众。

说起AR-HUD，也并非近几年才出现。早在2014年，大陆集团就已经展示过他们的AR-HUD技术，但是直到2020年，这项技术才实现落地。

然而，AR-HUD要想实现真正的AR显示效果，不仅需要对现实世界进行精准感知，还需要实时、准确呈现数字化的虚拟影像，并与实景道路环境进行融合。

也就是说，AR-HUD技术实现起来并不容易，目前还面临着诸多技术难点。

首先，就是虚拟影像与实景的虚实融合问题。

在AR-HUD技术里面，最难的就是通过3D光场显示技术呈现虚拟世界，以及虚实实时融合技术。AR-HUD的画面不像C-HUD和W-HUD一样是个2D平面图形，AR-HUD需要在驾驶员视线前方投射出一个三维图像，就像全息投影一样，将虚拟影像立体地呈现。

由于车辆是移动的，所以想要达到虚拟影像与现实很好地融合，就需要双焦面技术。所谓双焦面，就是把投影画面投射到两个不同的焦面当中，其中近距离焦面显示车速、行驶里程等信息，而远距离焦面用于显示导航指引、切线指引等信息。此前大众ID系列用的就是双焦面AR-HUD方案。

其次，是AR-HUD投影光机体机占用问题。

AR-HUD是一个光学投影系统，在投影单元内部集成了投影光机、反射镜、投影镜、调节电机及控制单元。其中光机是决定了整个AR-HUD体积的最大因素。

想要保证虚实结合的效果，就需要光机供比较大的FOV（视场角）以及VID（虚拟图像距离)，随着显示尺寸变大，成像设备的尺寸也会随之增大，直接导致AR-HUD体积变大。比如，奔驰S级(图片|配置|询价)采用的AR-HUD体积达27L，这对于座舱空间布局来说非常不利，而普通的W-HUD的体积只仅有4-6L。

最后，是成本问题。

由于与制造工艺难度大、定制化程度高等因素，导致AR-HUD成本居高不下。以奥迪为例，如果选装一套AR-HUD抬头显示，其价格大约需要11000多元。

AR-HUD因为投射在前挡风玻璃，而挡风玻璃又是曲面，为了保证投射出的影像不失真，就要求HUD中的镜片能反射出非常精确的图像，所以在制造HUD镜片时，对其的容差要求非常严苛，要求5微米以下，而且还需使用万级无尘车间。