近日，現代摩比斯與德國光學公司蔡司宣布將合作開發一種革命性的技術——擋風玻璃全像顯視器（全像HUD）。據悉，這項創新技術能將汽車整個前擋風玻璃轉變為全像透明顯視器，駕駛員無需低頭或大幅轉移視線即可看到駕駛資訊並享受音樂、視訊和遊戲等資訊娛樂功能。
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取代數位儀表盤和中控大屏
在如今的汽車市場，「大彩電」之風越刮越猛，「螢幕大戰」愈演愈烈，配置一塊或多塊大屏，甚至貫穿整個駕駛台的貫通式大屏成為智慧座艙競爭的焦點之一。不過，這些巨大的螢幕在提升科技感的同時，也帶來了不少問題。例如，駕駛員在檢視這些資訊時，往往需要轉移視線，這無疑增加了行車過程中的安全隱患。
「與現有擡顯只能顯示行駛速度、導航路徑、超速提示等相對簡單的資訊相比，全像HUD能夠讓駕駛員看到更多資訊，且能提供全視角以及身臨其境的體驗，有助於提高駕駛的安全性和便利性。」 長三角研究院新能源套用技術研究中心研究員梁筱磊 向【中國汽車報】記者表示，對於駕駛員而言，其無需調整視角即可同時觀察到前方路況和顯示內容，儀表板上的各種安全提示均可整合到前擋風玻璃上，可有效提升駕駛安全性。對於乘客而言，所需的娛樂資訊功能及內容可直接投射到視野前方，不會影響到其對車外風景的欣賞。此外，如果前擋風玻璃「變身」全像HUD，那麽儀表板或中控台上的多個顯示大屏就可以取消，汽車內飾設計也有了更多空間。
「盡管目前我們尚不清楚相關企業的研發細節，但從通用技術原理看，普通的前擋風玻璃並不能實作全像顯示。」 西安工業大學微電子技術實驗室工程師魏冬 在接受【中國汽車報】記者采訪時談道，作為全像HUD的前擋風玻璃至少要經過鍍膜改造，這種透光率極高、幾乎難以察覺的超薄膜其實就是顯示器，其厚度大約只有100微米，大致相當於人的頭發絲直徑。另一方面，要想實作全像顯示，需要在座艙內安裝使用多個微型投影機，組合在一起投射視覺資訊。值得一提的是，全像HUD所顯示的資訊在螢幕上有一定的懸浮感，完全不影響駕駛者透過前風擋玻璃觀察前方路況。
公開資訊顯示，現代摩比斯將負責娛樂資訊系統開發並提供汽車投影機，而蔡司將開發並供應投影機所需的超薄膜。「這將極大地改變現有的智慧座艙資訊顯示體系，有望在未來成為智慧座艙的標配。」 深圳先進技術研究院研究員俞榮錦 說。
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車載HUD成新藍海市場
以往，如果駕駛者需要在車上接聽電話，大多時候得先停車，再透過手機或藍芽耳機接聽。一旦有了全像HUD，就能在不影響路況觀察和繼續駕駛的情況下，讓視訊電話中另一方的喜怒哀樂直觀地顯示在車輛前風擋玻璃上。「座艙資訊顯示技術演進的目的，就是為了實作更好的資訊互動，而全像HUD這種劃時代的先進資訊顯示方式，將使更好的互動與情感交流成為現實，因此具有廣闊的市場前景。」俞榮錦說。
魏冬也認為，全像HUD顯示器有望與人工智慧（AI）技術相結合，既能為車內駕乘人員與外界連線提供更為智慧化、情感化、個人化的互動，以及更加豐富多彩的娛樂資訊，也能透過資訊顯示，實作更加智慧化的輔助駕駛功能，進一步提升駕駛體驗。此外，在技術演進日新月異的背景下，全像HUD技術與自動駕駛、車聯網等技術加速融合，能夠有力推動智慧交通的發展，使車輛和周圍環境實作智慧化互動，從而讓駕駛變得更安全、更有趣。
近日，寶馬宣布，其下一代擡頭顯視器將與「新世代」電動車型一同亮相，可以將資訊投射到整個前風擋玻璃上。作為智慧汽車演進的一大看點，前風擋玻璃正成為車載顯示發力的新方向。
「行業正朝著前擋風玻璃‘大屏’、全像HUD的技術路線邁進，主要是因為其具備的優點更多。」俞榮錦談到，作為新一代HUD的代表之一，前擋風玻璃全像HUD的優點是不遮擋駕乘者的視線，開放感十足，而且還增加了車輛的科技感和豪華感。特別是在年輕主流汽車消費群體更加追求科技感、個人化、智慧化的潮流中，全像HUD體現出很強的競爭力，也是汽車產品差異化競爭的方向之一。
根據全球市場研究公司OMDIA Research的數據，到2030年，全球全像HUD市場需求預計將增長到約700萬台。「全像HUD將對汽車行業乃至整個出行行業、智慧交通產生深遠影響。」梁筱磊強調，隨著智慧汽車的普及，全像HUD作為一種更為友好的人機互動界面，能夠更好地融入車輛的智慧系統，提供多樣化的功能，更符合年輕主流汽車消費群體的審美和需求。未來，隨著人工智慧技術的發展，全像HUD系統甚至可以分析駕駛者的行為和偏好，從而根據需要自動調整螢幕顯示內容和布局，更好地發揮「智慧助理」的作用。
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開發難度大 量產還需數年
據悉，目前現代摩比斯與蔡司兩家企業已經完成前擋風玻璃全像顯視器原型制作，並向整車企業客戶進行了演示。對於具體量產時間，現代摩比斯方面稱資訊系統及投影部份可能最早於2027年量產，蔡司方面則表示顯示薄膜部份計劃在5年內實作。
「原型並不等於量產產品，與成熟產品之間還有著相當大的距離，之所以兩家企業的量產計劃花費數年時間，是因為將全像HUD套用到前擋風玻璃上，面臨技術和成本上的一系列挑戰。」魏冬解釋，全像HUD所顯示的資訊不同於現有車載大屏的平面圖形，而是具有一定的立體感，這就需要較為復雜的立體顯示技術支持。而且，前風擋玻璃實際上並不是一個平面，而是一個並不十分規則的曲面，且不同車型的前擋風玻璃曲率不盡相同。在這種情況下，要使顯示的資訊和影像依然保持原有比例，需要讓投影裝置具備自動調適功能。此外，要讓前排的駕駛員和後排的乘客看全像影像不會出現「重影」，既要在投影裝置上下功夫，也需要在顯示薄膜上采用新技術。這些都不是一蹴而就的，需要大量的研發、設計、測試、修正、最佳化。再加上設計量產方案、訂制量產裝置和檢測裝置，不僅需要多方面技術的配合，而且也要花一定的時間成本。
「在座艙相對狹小的空間內保持投影裝置的穩定性，也是亟需解決的技術問題。」俞榮錦認為，就穩定性、抗幹擾性、耐高低溫及防抖動等多方面特性而言，車載全像HUD與家用投影裝置有著很大的不同。家用投影機一般會固定在一個位置，而汽車在多種路況場景下行駛免不了發生顛簸，這時候就必須確保全像HUD所顯示的影像清晰、穩定、不抖動，這些都需要技術攻關。
魏冬表示，截至目前，全像HUD技術仍處於發展階段，很多技術細節研發難度較大、研發成本較高，因此目前真正宣布要做全像HUD的廠家並不多。即使是像現代摩比斯這樣的供應鏈巨頭，也要與蔡司這樣的光學巨頭聯手，「抱團」進行技術攻關。同時，全像HUD技術需要高精度的光學設計和制造工藝，無論是研發成本還是初期的量產成本都會較高，而在平價車型上普及要隨著成本大幅下降後才有可能。
目前，全像HUD裝置仍然存在一個共性技術問題，那就是由於全像HUD顯示的影像和道路並不是在一個平面，雖然駕駛者不用再低頭，但人眼需要再道路和顯示器之間來回切換，調整眼睛的焦點，但頻繁調整焦點也會導致視覺疲勞。
「正如汽車從內燃機時代向電動化、智慧化時代邁進一樣，這些技術難題應該也會隨著汽車技術的發展而得到解決。」梁筱磊認為，全像HUD之所以能受到企業重視並投入巨額資金去進行研發，正是因為其能夠提升安全性、改善駕駛體驗、具有廣闊的套用前景，從而為汽車的智慧化、個人化帶來更大的套用空間，為駕乘者帶來更好的出行體驗。
文：趙建國 編輯：萬瑩 版式：王琨
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