即使在10年後的今天,汽車廠商對“屏幕”的追求依然執著。華為最新的AITO接口M5配備了10.4英寸曲面全液晶儀表盤和15.6英寸半懸浮式中控大屏。除了14.6英寸的儀表屏和16.9英寸的中控屏,高河HiPhi X還配備了19.9英寸的乘客屏。最新的李ONE實現了“四屏聯動”。除了打造新玩家,傳統車企也在大屏上下足了功夫。寶馬最新的iDrive 8采用了寶馬史上最大最清晰的曲面懸浮屏。奔馳在其旗艦電動車型EQS上配備的屏幕達到了1.4m!要知道,這輛車的寬度只有1.9米。
但另壹方面,“大屏”時代的開創者特斯拉對車內屏幕的態度也變得保守起來,僅在其新發布的車型Slaid版本中安裝了可“左右移動”的17英寸屏幕。這讓人不禁懷疑,特斯拉是不是“打不滾”了?還是埃隆·馬斯克認為技術可以再壹次突破?
2021上海車展期間,華為不僅展示了令人驚艷的自動駕駛技術,還發布了其最新的HUD技術,可以在7.5米的距離投射70英寸的高清幀,讓掙紮在汽車“大屏”中的車企看到了新的希望。
HUD(Head Up Display)又稱平視顯示系統,是由戰鬥機光學瞄準鏡技術演變而來,可以將車輛信息投射在車輛前擋風玻璃上,使駕駛員無需低頭看儀表信息,就能時刻關註前方路況,確保行車安全。隨著技術的發展,車載HUD只能顯示車速、提醒圖標等基本信息。從最早的,逐漸演變到顯示範圍更大,畫面更清晰,完全可以替代儀表盤的階段。
自動駕駛技術的進步可以將駕駛員或乘員的註意力從道路上解放出來,對HUD的娛樂功能提出了更高的要求,也推動了HUD向屏幕更大、顯示更清晰的方向發展。上面提到的華為HUD就是這個路線。
自動駕駛技術的發展對HUD提出的另壹個要求是集成。自動駕駛系統要在感知周圍環境後,在建立的虛擬空間中規劃行駛路線。特斯拉人工智能部門總監Andrej Karpathy在2021特斯拉AI日提出,自動駕駛系統建立的虛擬空間需要“空間融合”,即道路上所有物體的位置必須正確,“時間融合”,即不能有任何延遲。
自動駕駛系統建立的虛擬空間通常會顯示在汽車的大屏幕上,供駕駛員監督。而當駕駛員的視線離開路面,就失去了監管的意義,於是HUD上的虛擬信息和顯示世界的融合就成為了最好的解決方案,也就誕生了AR-HUD。
AR-HUD在2021年初奔馳全新S級上市時開始被廣泛關註,飛箭成為各大車企必備的演示功能。在剛剛結束的2022CES展會上,AR-HUD也成為各大廠商比拼實力的新賽道。
松下發布了具有眼球追蹤技術的AR-HUD 2.0,可根據駕駛員凝視點的變化優化眼距,確保無論駕駛員如何移動頭部和視線,都能享受清晰準確的AR導航效果。高通驍龍汽車駕駛艙平臺將引入Phiar的計算機視覺和空間AI技術,實現可以感知環境和導航的車載AR HUD系統。CY Vision發布了下壹代AR-HUD,具有3D顯示、動態聚焦顯示、眼球追蹤、模擬人類視覺效果的AR圖像、大視場、高亮度、適用於各種距離和天氣條件,並宣布將與寶馬合作開發最新的AR技術。EyeLights和AGC共同將工業化的AR功能引入該系列車輛,並聲稱他們可以在50m的投影距離上投影高達550英寸的虛擬屏幕。
雖然AR-HUD在CES 2022上已經開啟了“量”的潮流,但在技術上實現起來並不容易。妳可能經常會看到這種利用“借用”的魔術視頻,但如果妳在現場,這種“魔術”就會很容易被揭穿,因為相比“獨眼”相機,人眼對物體的空間和距離的感知要靈敏得多。這會導致人眼如果想看清楚附近的物體,看不清楚遠處的物體,但是如果想看遠處的物體,附近的物體會非常幹擾視線。
目前大多數HUD技術只是在車前固定距離投射壹個二維畫面。如果在這個屏幕上用動畫效果來模擬融合,那就和上面說的“借勢”魔術壹樣尷尬了~以這個奔馳S級發布的AR-HUD演示視頻為例,雖然虛擬箭頭會隨著方向盤的轉動而移動,但是當眼睛盯著箭頭時,遠處的道路是虛擬的,當眼睛聚焦在遠處的道路上時,附近的箭頭就會變成壹團藍色。
所以對於AR-HUD來說,虛擬信息的投射距離是不能固定的,需要和真實物體的位置相匹配,才不會幹擾駕駛。而且路上的人、車、環境都很復雜,所以AR-HUD投射信息的空間不是壹個面,而是壹個有深度的3D光場,光場中投射的信息和自動駕駛感知的虛擬環境是壹樣的,需要精確的空間融合和“零延遲”的時間融合。目前世界上擁有這種顯示技術的公司非常少。總部位於蘇黎世的全息增強現實初創公司WayRay聲稱,其深度現實顯示技術可以在不同距離投射虛擬信息,實現真正的“真AR”。
如果能做到虛擬與現實的完美融合,AR-HUD的想象空間就不僅僅局限於投射駕駛信息。2021年,臉書創始人紮克伯格提出了震驚世界的“超宇宙”概念,而超宇宙概念的核心就是虛實結合的沈浸式交互體驗。WayRay還發布了“車輪上的元宇宙”的Holograktor概念車。目前,WayRay Ray僅憑借“真AR”概念就獲得了阿裏巴巴、保時捷、現代汽車等巨頭共計65438美元+0.4億元的融資,可見市場對真AR-HUD技術未來的期待。
除了WayRay,國內創業公司Futureus也有3D光場AR-HUD的技術。Futureus獨有的光場AR-HUD系統,可以實現HUD虛擬圖像從4米到無限遠的連續變焦,真正實現了光學層面的虛實道路完美融合。目前,FUTURUS已成功完成AR HUD實車硬件在3D光場的三代叠代,系統經過三年的實際路測優化。據悉,該公司將在2022年的北京車展上發布其AR-HUD產品。
除了創業公司,科技巨頭蘋果也將AR-HUD作為顛覆汽車的秘密武器之壹。2021年,美國專利商標局授予蘋果壹項泰坦項目專利:光場平視顯示器。其專利內容顯示,蘋果汽車上的HUD“可以是壹個光場顯示器,它產生的光場輸出可以讓觀眾觀察平視顯示器上的三維內容。光場顯示單元陣列和相應的透鏡可用於將光場輸出引導至觀察者。透鏡可以將顯示單元的重疊光場輸出引導至觀看者,從而在窗口上形成放大的無縫光場觀看區域。”
2007年,蘋果徹底改造了手機,用幹凈的屏幕改變了鍵盤手機的壽命。2012年,特斯拉發布的Model S也用壹塊屏幕徹底顛覆了汽車駕駛艙的交互體驗。10年後的今天,隨著HUD技術的發展,壹場“無屏”革命或許已經開始,讓我們拭目以待。