第四次工業(yè)革命下，AI、無(wú)人駕駛、VR／AR、工業(yè)4．0這些領(lǐng)域，無(wú)疑是目前的熱門產(chǎn)業(yè)。

尤其是在元宇宙概念被熱炒的當(dāng)下，作為曾紅極一時(shí)的VR／AR，再度站上了時(shí)代的風(fēng)口。

至于 HUD，如果時(shí)間回退到2015年，或許這也是個(gè)熱門詞，但時(shí)至今日，HUD的吸引力已經(jīng)不如往常，但AR加上HUD，似乎讓其再度成為第四次工業(yè)革命的一個(gè)新興風(fēng)口。

近期，蘋果一項(xiàng)光場(chǎng)AR－HUD專利曝光：光場(chǎng)平視顯示器，可在擋風(fēng)玻璃上向駕駛員投射信息。

事實(shí)上，除蘋果之外，部分科技廠商也在發(fā)力AR－HUD，目前，松下、WayRay、哈曼等都在對(duì)AR－HUD進(jìn)行研究。而放眼到國(guó)內(nèi)，2021年也被稱為國(guó)內(nèi)AR－HUD元年，長(zhǎng)城摩卡、吉利星越L等自主品牌搭載AR－HUD上市。

AR－HUD作為下一代人機(jī)交互的新技術(shù)，正受到車企、科技廠商、甚至是資本圈的關(guān)注，有看到這項(xiàng)技術(shù)前景的有志之士已經(jīng)出走創(chuàng)業(yè)，而光場(chǎng)AR－HUD的出現(xiàn)，是否也意味著AR－HUD發(fā)展到新的高度。

光場(chǎng)AR HUD為何成為“香餑餑”？

說(shuō)到光場(chǎng)AR－HUD，不得不說(shuō)的就是AR－HUD。

能夠明確一點(diǎn)的是，AR－HUD技術(shù)并不是什么新技術(shù)，早在2014年，大陸就已經(jīng)展示過(guò)他們的AR－HUD技術(shù)，而到了2017年左右，市場(chǎng)也給出預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)在2017年就可以實(shí)現(xiàn)AR－HUD的量產(chǎn)，不過(guò)，受制于當(dāng)時(shí)技術(shù)及應(yīng)用等多方面的因素，最終也了無(wú)音訊。

AR－HUD是指增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)型虛擬抬頭顯示，簡(jiǎn)單點(diǎn)來(lái)說(shuō)，AR－HUD就是將抬頭顯示與駕駛輔助、跟增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)相結(jié)合的一種技術(shù)，其目的是增強(qiáng)駕駛員的行車安全。

AR－HUD又分為光場(chǎng)AR－HUD（“真AR－HUD”）和“假AR－HUD”，兩種技術(shù)的本質(zhì)區(qū)別就在于AR虛擬成像與道路場(chǎng)景的融合程度。

目前，市場(chǎng)上所量產(chǎn)的AR－HUD，與光場(chǎng)AR－HUD存在本質(zhì)上的不同。現(xiàn)有AR－HUD，我們可以稱之為“假AR－HUD”，是基于普通W－HUD硬件基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā)的一種新形式，其功能和效果上都要落后于光場(chǎng)AR－HUD，奔馳、大眾、奧迪、包括特斯拉等車型上，目前主要是運(yùn)用“假AR－HUD”。

這種交互體驗(yàn)的最終表現(xiàn)形式，就是飄在駕駛員視線前方的各種UI動(dòng)畫，一定程度上會(huì)對(duì)駕駛產(chǎn)生干擾。

光場(chǎng)AR－HUD，是將AR虛擬成像和道路實(shí)景完美融合，在不影響駕駛安全的前提下為用戶創(chuàng)造更多價(jià)值，這也是很多科技廠商，包括車企發(fā)力光場(chǎng)AR－HUD的關(guān)鍵所在。

從技術(shù)層面出發(fā)，光場(chǎng)AR－HUD是HUD發(fā)展的新里程，同時(shí)也是AR－HUD真正意義上的落地，是多年的技術(shù)積累帶來(lái)了使用上的新體驗(yàn)。

與C－HUD和W－HUD最大的不同之處在于，AR－HUD擁有更大的視場(chǎng)角和更遠(yuǎn)的成像距離，傳統(tǒng)的W－HUD虛像距離基本上在2．5米左右，而AR－HUD的虛像距離至少能達(dá)到7．5米；W－HUD 則是 4°x2° －10°x2．5° ，而 AR－HUD 最少能顯示17°x6．5°的視角，可以讓駕駛員幾乎不用低頭看，低頭的角度調(diào)整到 1° 以內(nèi)， 這兩點(diǎn)也正好是影響用戶體驗(yàn)的關(guān)鍵因素，光場(chǎng)AR－HUD的出現(xiàn)能最大程度地降低汽車的安全隱患。

從應(yīng)用上講，光場(chǎng)AR－HUD是展現(xiàn)智能汽車智能化程度的重要配置的徹底升級(jí)。近年來(lái)，隨著智能汽車概念的不斷成熟，智能化逐漸成為汽車，特別是新能源汽車上的標(biāo)配，隨著這種趨勢(shì)的增強(qiáng)，光場(chǎng)AR－HUD能成為新的重要賣點(diǎn)。

目前，疆程技術(shù)、大陸、華人運(yùn)通、車蘿卜等科技廠商都在發(fā)力AR－HUD，運(yùn)用到車企上，特斯拉、紅旗、長(zhǎng)城、大眾等一批玩家，都在自家的車型上線了AR－HUD。當(dāng)“假AR－HUD”成為智能汽車的標(biāo)配后，光場(chǎng)AR－HUD的出現(xiàn)，或許會(huì)成為汽車智能化的一種新的趨勢(shì)。

不過(guò)，在國(guó)內(nèi)AR－HUD領(lǐng)域中，也僅是FUTURUS研發(fā)出了基于3D光場(chǎng)的“真AR HUD”光學(xué)系統(tǒng)。

可以說(shuō)，HUD本身帶來(lái)的增強(qiáng)行車安全以及AR－HUD成為類似于智能汽車的一種重要配置后，造就了當(dāng)前包括車企以及一批科技廠商在內(nèi)，布局光場(chǎng)AR－HUD的熱潮現(xiàn)象。

數(shù)字孿生互聯(lián)網(wǎng)，智能汽車的終局？

但也正如前文所說(shuō)，盡管很多科技廠商、以及車企將最終的落地放在光場(chǎng)AR－HUD上，不過(guò)就當(dāng)下形勢(shì)而言，很多廠商都是退而求其次，先以量產(chǎn)“假AR－HUD”為主。

造就這樣的情形，主要也是相比“假AR－HUD”，光場(chǎng)AR－HUD的落地存在很多主客觀因素。

一方面，需要改變當(dāng)前非假UI或過(guò)場(chǎng)動(dòng)畫模擬的方式，實(shí)現(xiàn)HUD畫面虛像從4米到無(wú)窮遠(yuǎn)的連續(xù)變焦，達(dá)到光學(xué)級(jí)別的虛擬和實(shí)景道路的完美融合。理想狀態(tài)下的光場(chǎng)AR－HUD，可以在駕駛者視野前方的現(xiàn)實(shí)世界中，連續(xù)投射出適應(yīng)不同遠(yuǎn)近對(duì)焦距離的三維虛擬信息，將虛擬與現(xiàn)實(shí)的相關(guān)物體實(shí)現(xiàn)在同一位置的顯示，顯然，這會(huì)對(duì)算法提出更高的要求。

光場(chǎng)AR－HUD需要同時(shí)滿足對(duì)開發(fā)多傳感器的融合算法，具體點(diǎn)來(lái)說(shuō)，就是這種算法要滿足算法對(duì)單個(gè)傳感器的獨(dú)立控制，同時(shí)也要實(shí)現(xiàn)算法對(duì)多個(gè)傳感器的共同操作，需要多傳感器的融合算法來(lái)提升精確感知度，確保準(zhǔn)確性、真實(shí)性以及穩(wěn)定性。

另一方面，還要解決多傳感器帶來(lái)的實(shí)時(shí)融合、多空間坐標(biāo)系融合、“0延遲”時(shí)間坐標(biāo)系融合等感知顯示延遲問(wèn)題。如果光學(xué)距離差距太大，或是時(shí)間間隔過(guò)長(zhǎng)，虛擬和現(xiàn)實(shí)物體強(qiáng)行融合，就會(huì)在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生視覺輻輳沖突，出現(xiàn)頭暈惡心，或是出現(xiàn)反應(yīng)不及時(shí)、過(guò)慢等狀況，影響駕駛安全。

光場(chǎng)AR－HUD需要通過(guò)3D光場(chǎng)顯示技術(shù)精確呈現(xiàn)出光場(chǎng)級(jí)的虛擬世界，同時(shí)實(shí)現(xiàn)與空間多坐標(biāo)系、“0延遲”、時(shí)間坐標(biāo)等多融合算法的結(jié)合，完成實(shí)時(shí)交互。

最后，還要解決顯示器等硬件迭代更新帶來(lái)的升級(jí)，也就是說(shuō)光能夠?qū)崿F(xiàn)光場(chǎng)AR－HUD技術(shù)的成熟還不夠，還得顯示設(shè)備能夠搭載光場(chǎng)AR－HUD。

實(shí)際上，就是光場(chǎng)顯示單元的陣列和相應(yīng)的透鏡能夠?qū)⒐鈭?chǎng)輸出導(dǎo)向觀看者，而透鏡也要將顯示單元的重疊光場(chǎng)輸出引向觀看者，在車輛擋風(fēng)玻璃上形成一個(gè)放大的無(wú)縫光場(chǎng)觀看區(qū)，才能夠保證從AR－HUD所傳遞出的畫面，準(zhǔn)確無(wú)誤的呈現(xiàn)在駕駛者面前。

如此，能夠明確一點(diǎn)，光場(chǎng)AR－HUD的落地，將會(huì)是系統(tǒng)、算法和軟件、硬件的共同作用，特別是要能夠很好地匹配L2、L3、L4級(jí)別輔助駕駛的要求。

今年6月，中國(guó)汽車藍(lán)皮書論壇上，F(xiàn)UTURUS創(chuàng)始人徐俊峰曾表示，基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的數(shù)字孿生互聯(lián)網(wǎng)將會(huì)是智能汽車的發(fā)展終局。

目前，蘋果、微軟、Meta、谷歌、騰訊、字節(jié)等互聯(lián)網(wǎng)大廠都在加速布局增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和數(shù)字孿生互聯(lián)網(wǎng)，其他科技企業(yè)也在逐步進(jìn)入，預(yù)計(jì)隨著AR硬件的逐步普及，在2022－2025年，將會(huì)實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生互聯(lián)網(wǎng)的加速普及，而基于3D光場(chǎng)的“真AR HUD”似乎成為汽車智能化向數(shù)字孿生互聯(lián)網(wǎng)演進(jìn)過(guò)程中的重要基石。

當(dāng)下，還只有少數(shù)車企級(jí)廠商進(jìn)行光場(chǎng)AR－HUD的研發(fā)投入，這也可以理解，畢竟AR－HUD本身都沒(méi)有大規(guī)模普及，但能夠預(yù)測(cè)到的是，作為AR－HUD新的高度，未來(lái)也一定會(huì)涌入更多的車企和廠商。在自動(dòng)駕駛等智能化設(shè)施日漸成熟的情境下，依托光場(chǎng)AR－HUD，智能汽車將實(shí)現(xiàn)人、車、環(huán)境的互聯(lián)互通，向數(shù)字孿生互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代邁入。

文章來(lái)源：新工業(yè)洞察