AR-HUD：融合AR與HUD的車載顯示技術(shù)，市場(chǎng)滲透率快速提升
AR-HUD（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)抬頭顯示）是一種將信息投影到車輛前擋風(fēng)玻璃上的技術(shù)，通過將導(dǎo)航等信息與實(shí)際路面相結(jié)合，為駕駛員提供更加直觀的用戶體驗(yàn)。今年以來，AR-HUD的市場(chǎng)搭載量顯著增長(zhǎng)，從新車的標(biāo)配率到上游廠商的技術(shù)迭代，都能看出這一技術(shù)正在加速普及。
蔚來ET9的AR-HUD創(chuàng)新：行業(yè)領(lǐng)先的藍(lán)寶石全焦段技術(shù)
在去年12月21日的蔚來NIO Day 2024上，蔚來發(fā)布了全新旗艦車型ET9，該車首發(fā)搭載了藍(lán)寶石全焦段AR-HUD。其核心亮點(diǎn)包括：
變焦能力：實(shí)現(xiàn)近焦5米處31英寸畫面與遠(yuǎn)焦15米120英寸等效畫面的切換，帶來行業(yè)領(lǐng)先的空間感。
高精度算法：采用全球最高標(biāo)準(zhǔn)的空間貼合算法，實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的精準(zhǔn)融合。
低延遲表現(xiàn)：端到端延遲低于20ms，確保顯示內(nèi)容與實(shí)際路況無縫銜接。
相比傳統(tǒng)W-HUD（寬視角抬頭顯示），ET9的AR-HUD不僅能顯示基礎(chǔ)駕駛信息（如車速、導(dǎo)航、智駕場(chǎng)景渲染等），還可通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)將導(dǎo)航箭頭、標(biāo)識(shí)等信息直接疊加到實(shí)際路面上，提供更真實(shí)的駕駛體驗(yàn)。
AR-HUD的技術(shù)挑戰(zhàn)與解決方案
傳統(tǒng)HUD的痛點(diǎn)
傳統(tǒng)W-HUD在實(shí)際應(yīng)用中面臨以下問題：
顯示效果受環(huán)境影響：在強(qiáng)光條件下，亮度、對(duì)比度和色彩表現(xiàn)可能不足。
畫面清晰度不足：分辨率低或光學(xué)設(shè)計(jì)不佳可能導(dǎo)致模糊感。
眩暈感：大尺寸畫面可能因擋風(fēng)玻璃畸變導(dǎo)致用戶長(zhǎng)時(shí)間使用后出現(xiàn)不適。
AR-HUD的新增難題
AR-HUD在繼承傳統(tǒng)HUD問題的同時(shí)，還需解決以下技術(shù)挑戰(zhàn)：
與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的精準(zhǔn)結(jié)合：需要實(shí)現(xiàn)縱向深度的視覺感知，確保虛擬內(nèi)容與真實(shí)環(huán)境無縫貼合。
延遲問題：從感知現(xiàn)實(shí)到渲染畫面再投影到HUD的延遲必須盡量降低，否則會(huì)影響導(dǎo)航箭頭等內(nèi)容的準(zhǔn)確性。
技術(shù)創(chuàng)新：共軸光場(chǎng)與AR Kernel引擎
共軸光場(chǎng)技術(shù)：由FUTURUS推出，通過結(jié)合近層大尺寸W-HUD與遠(yuǎn)層連續(xù)變焦AR光場(chǎng)成像，提供更真實(shí)的深度感和距離感，同時(shí)優(yōu)化光路設(shè)計(jì)，減少眩暈感。
AR Kernel引擎：通過高幀率的3D渲染、多傳感器融合以及延時(shí)補(bǔ)償算法，實(shí)現(xiàn)AR內(nèi)容與真實(shí)環(huán)境的精準(zhǔn)匹配，進(jìn)一步降低延遲問題。
AR-HUD的技術(shù)路線與市場(chǎng)現(xiàn)狀
AR-HUD的硬件核心在于圖像生成單元（PGU），其成本占比約為50%，其次是光學(xué)鏡組，占比約20%。目前市面上主要的PGU技術(shù)路線包括：
1. TFT（薄膜晶體管）
特點(diǎn)：以TFT液晶顯示為光源，技術(shù)成熟，成本較低。
局限性：投影距離固定，需通過光學(xué)設(shè)計(jì)與軟件優(yōu)化模擬AR效果，體驗(yàn)相對(duì)有限。
應(yīng)用場(chǎng)景：常用于傳統(tǒng)W-HUD，部分入門級(jí)AR-HUD也采用此方案。
2. DLP（數(shù)字光處理）
特點(diǎn)：通過數(shù)百萬個(gè)微型鏡片反射光源，亮度高、視場(chǎng)角大，可實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)的虛擬成像距離。
優(yōu)勢(shì)：極高的亮度和清晰度，適合AR-HUD對(duì)大畫面與遠(yuǎn)焦點(diǎn)的需求。
局限性：技術(shù)被德州儀器壟斷，成本較高。
應(yīng)用案例：奔馳S級(jí)的AR-HUD、日本精機(jī)、國(guó)內(nèi)華陽(yáng)等企業(yè)均采用DLP技術(shù)。
3. LCoS（硅基液晶）
特點(diǎn)：反射型顯示技術(shù)，通過液晶層調(diào)制光線，具有高亮度、高分辨率和高對(duì)比度。
優(yōu)勢(shì)：光路緊湊，可縮小設(shè)備體積，同時(shí)避免光衰減。
局限性：為避免彩虹效應(yīng)，需采用三片LCoS系統(tǒng)，增加成本。
應(yīng)用案例：華為已推出相關(guān)產(chǎn)品，水晶光電、瀚思通、華陽(yáng)等企業(yè)也開始布局。
4. LBS（激光束掃描）
特點(diǎn)：通過MEMS振鏡投射激光光源，具備高分辨率和緊湊設(shè)計(jì)的潛力。
局限性：目前尚未大規(guī)模量產(chǎn)，技術(shù)處于探索階段。
未來技術(shù)方向：光波導(dǎo)
除了上述主流路線，光波導(dǎo)技術(shù)也正在開發(fā)中。其優(yōu)勢(shì)在于可以實(shí)現(xiàn)更大面積的顯示與更輕薄的設(shè)備設(shè)計(jì)，有望成為AR-HUD的下一代技術(shù)方案。
AR-HUD市場(chǎng)前景
根據(jù)市場(chǎng)數(shù)據(jù)顯示，在25萬-30萬元價(jià)格區(qū)間的車型中，2024年4月AR-HUD的標(biāo)配率已達(dá)到16.1%。隨著汽車智能化的加速普及，AR-HUD的滲透率有望進(jìn)一步提升。
未來，隨著技術(shù)路線的進(jìn)一步成熟和成本的下降，AR-HUD將成為更多車型的標(biāo)配，尤其是在中高端市場(chǎng)。而“共軸光場(chǎng)”等創(chuàng)新技術(shù)的落地，將推動(dòng)AR-HUD在用戶體驗(yàn)上的持續(xù)優(yōu)化，助力智能駕駛體驗(yàn)邁向新高度。
