一文詳解最in的車載顯示套用：AR

當前，汽車行業尤其是高端車型對於擡頭顯視器 (HUD，全稱Head Up Display）的匯入呈現迅速增長。國內以華為為代表的智能車企正加強該賽道布局，尤其體現在針對新一代AR-HUD（增強現實型HUD）的開發。

一、什麽是AR-HUD

常規駕駛時，我們的視線往往需要在行車路面和儀表或手機導航之間來回切換，存在因視覺疲勞和註意力分散導致的安全風險。HUD透過將車速、油耗、導航等資訊投影到前擋風玻璃（或第一代C-HUD使用的獨立樹脂玻璃）上供駕駛員檢視，可以很大程度上減少這種風險。

新一代AR-HUD利用AR技術與HUD融合創新，在前兩代產品C-HUD（Combiner HUD，組合型HUD）和W-HUD（Windshield HUD，擋風玻璃型HUD）基礎上，進一步將投影影像和資訊疊加到現實路面行車中，形成虛實相生、如影隨形的顯示效果，從而增強駕駛員的資訊感知便利性和人車互動體驗。

結構上，AR-HUD主要由PGU（Picture Generation Unit，影像生成單元）、放大光路、擋風玻璃，以及AR-Creator演算法模組四部份構成。工作原理是由AR-Creator將導航、ADAS、車輛訊號等資訊融合進行影像渲染及虛實重疊，然後把顯示模型輸出給PGU，經過放大光路改變畫面路徑、焦距、大小等，最後在擋風玻璃上形成虛像並將畫面反射至人眼。

二、AR-HUD體驗效果由哪些因素決定

與前兩代產品最大的不同之處在於，AR-HUD擁有更大的視場角和虛像距離，可將顯示畫面更加自然地疊加到真實路面上，實作虛擬與真實的精準融合。現階段，AR-HUD虛像距離能做到7.5m以上，實際套用時可與20m外的路面形成疊加，足以使駕駛員避免視線轉移，在觀察駕駛環境時同步獲悉車速、油耗、導航等AR-HUD給予的提示資訊。

需要註意的是，HUD能否成為未來汽車市場的剛需配置，與其體驗效果有著莫大關聯，而視場角、虛像距離以及影像質素正是影響HUD體驗效果的重要因素，這也是為何AR-HUD深受關註與期待的原因。

白天

夜晚

虛像距離

虛像距離（VID，Virtual Image Distance）：VID可以理解為影像的投射距離，也就是駕駛員能在多遠距離內看到投影影像。

行程中駕駛員通常會將視線投註在車輛前方較遠距離，以保障有充裕的時間了解路況並提前作出行車判斷。因而更大的虛像距離，更能保障駕駛員在不轉移視線的前提下就能獲悉AR-HUD成像資訊，從而進一步降低駕駛風險。

視場角

視場角（FOV，Field of View）：FOV是指以眼睛為頂點，眼睛看到最大範圍的虛像邊緣構成的夾角。

FOV是AR-HUD的重要參數之一，直接影響駕駛員所能看到的視野範圍。行業公認FOV至少要達到10°以上，才能達到較為理想的體驗效果。傳統C-HUD和W-HUD的FOV一般不超過5°，而AR-HUD基本都能做到10°以上。

影像質素

影像質素既可以指PGU提供的影像質素，也可以代表擋風玻璃上駕駛員所能看到的虛擬成像質素，但前者對後者有著決定性影響。

PGU提供的影像質素，其亮度、對比度、色域、分辨率、重新整理率等，需要能滿足汽車在戶外高亮、黑夜極暗、以及寒冬酷暑等復雜駕駛環境中，影像始終清晰可見。目前PGU可以分為TFT、LCoS、DLP和LBS等方案。

三、如何做好體驗效果與體積的平衡

理論而言，在保證一定的成像距離、大小時， FOV越大，視場越廣，體驗效果越好。但VID更長、FOV更大意味著需要更為復雜的光路結構，這對光學設計以及功耗與體積控制（汽車需要有足夠的空間裝得下這個器材），都提出了極高的技術要求。

據相關研究顯示，更大的FOV要求PGU具有更高的亮度；分辨率方面，當FOV擴大時要保持分辨率為人眼清晰可見，需要PGU分辨率及對比度同步提升；而關於散熱，由於光路可逆，更遠的VID和更大的顯示尺寸會加劇陽光倒灌時帶來的散熱問題。

目前，PGU主流成像方案包括TFT、DLP、LBS和LCoS等，在亮度、對比度、分辨率、散熱等關鍵效能方面各有優缺點。

TFT-LCD

TFT-LCD原理是液晶屏顯示後透過反射改變光源角度最終在擋風玻璃上成像，有著清晰度高的優點。W-HUD的影像源基本采用這一方案。

DLP

DLP是美國德州儀器的專利技術，透過整合數十萬個超微型鏡片的DMD，可將強光源經過反射後投影出來，具有亮度高、分辨率高、成像逼真的特點，在散熱、VID等方面有著很大優勢，但成本較高。目前有部份前裝HUD及後裝市場會采用此種技術。

LSP

LSP是將RGB三基色激光模組與微機電系統結合的投影顯示技術方案，套用微機電二維微型掃描振鏡及RGB三基色激光，以激光掃描的方式成像，其輸出分辨率取決於MEMS微鏡的掃描頻率。特點是結構簡單，對比度、單位亮度高，但分辨率較低。

LCOS

LCOS是一種基於反射式的微型矩陣液晶顯示技術，可以在非常小的尺寸內顯示豐富資訊，亮度、分辨率、對比度等效能都非常優越，但目前LCOS尚無法量產，成本太高。

行業普遍認為，TFT清晰度高、體積小、薄型化較佳，但耐熱差，DLP分辨率高、耐熱性好但體積大。亮度方面，行業要求HUD需達到入眼亮度10000nits以上，目前主要透過TFT+背光、選用DLP/LCoS等方式實作。

華引芯作為行業領先高端半導體光源IDM廠商，憑借自主研發高光效光源芯片及先進封裝、系統整合技術，可為AR-HUD影像生成單元模組提供高亮度、小角度出光、散熱良好、體積小、輕薄化的LED光源模組，同時具有更高性價比，對解決亮度、散熱、成本、光路設計及體積等痛點問題有積極意義，將助力AR-HUD邁入發展新階段。