近日，现代摩比斯与德国光学公司蔡司宣布将合作开发一种革命性的技术——挡风玻璃全息显示器（全息HUD）。据悉，这项创新技术能将汽车整个前挡风玻璃转变为全息透明显示器，驾驶员无需低头或大幅转移视线即可看到驾驶信息并享受音乐、视频和游戏等信息娱乐功能。
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取代数字仪表盘和中控大屏
在如今的汽车市场，「大彩电」之风越刮越猛，「屏幕大战」愈演愈烈，配置一块或多块大屏，甚至贯穿整个驾驶台的贯通式大屏成为智能座舱竞争的焦点之一。不过，这些巨大的屏幕在提升科技感的同时，也带来了不少问题。例如，驾驶员在查看这些信息时，往往需要转移视线，这无疑增加了行车过程中的安全隐患。
「与现有抬显只能显示行驶速度、导航路径、超速提示等相对简单的信息相比，全息HUD能够让驾驶员看到更多信息，且能提供全视角以及身临其境的体验，有助于提高驾驶的安全性和便利性。」 长三角研究院新能源应用技术研究中心研究员梁筱磊 向【中国汽车报】记者表示，对于驾驶员而言，其无需调整视角即可同时观察到前方路况和显示内容，仪表板上的各种安全提示均可集成到前挡风玻璃上，可有效提升驾驶安全性。对于乘客而言，所需的娱乐信息功能及内容可直接投射到视野前方，不会影响到其对车外风景的欣赏。此外，如果前挡风玻璃「变身」全息HUD，那么仪表板或中控台上的多个显示大屏就可以取消，汽车内饰设计也有了更多空间。
「尽管目前我们尚不清楚相关企业的研发细节，但从通用技术原理看，普通的前挡风玻璃并不能实现全息显示。」 西安工业大学微电子技术实验室工程师魏冬 在接受【中国汽车报】记者采访时谈道，作为全息HUD的前挡风玻璃至少要经过镀膜改造，这种透光率极高、几乎难以察觉的超薄膜其实就是显示屏，其厚度大约只有100微米，大致相当于人的头发丝直径。另一方面，要想实现全息显示，需要在座舱内安装使用多个微型投影仪，组合在一起投射视觉信息。值得一提的是，全息HUD所显示的信息在屏幕上有一定的悬浮感，完全不影响驾驶者通过前风挡玻璃观察前方路况。
公开信息显示，现代摩比斯将负责娱乐信息系统开发并提供汽车投影仪，而蔡司将开发并供应投影仪所需的超薄膜。「这将极大地改变现有的智能座舱信息显示体系，有望在未来成为智能座舱的标配。」 深圳先进技术研究院研究员俞荣锦 说。
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车载HUD成新蓝海市场
以往，如果驾驶者需要在车上接听电话，大多时候得先停车，再通过手机或蓝牙耳机接听。一旦有了全息HUD，就能在不影响路况观察和继续驾驶的情况下，让视频电话中另一方的喜怒哀乐直观地显示在车辆前风挡玻璃上。「座舱信息显示技术演进的目的，就是为了实现更好的信息交互，而全息HUD这种划时代的先进信息显示方式，将使更好的交互与情感交流成为现实，因此具有广阔的市场前景。」俞荣锦说。
魏冬也认为，全息HUD显示屏有望与人工智能（AI）技术相结合，既能为车内驾乘人员与外界连接提供更为智能化、情感化、个性化的交互，以及更加丰富多彩的娱乐信息，也能通过信息显示，实现更加智能化的辅助驾驶功能，进一步提升驾驶体验。此外，在技术演进日新月异的背景下，全息HUD技术与自动驾驶、车联网等技术加速融合，能够有力推动智能交通的发展，使车辆和周围环境实现智能化互动，从而让驾驶变得更安全、更有趣。
近日，宝马宣布，其下一代抬头显示器将与「新世代」电动车型一同亮相，可以将信息投射到整个前风挡玻璃上。作为智能汽车演进的一大看点，前风挡玻璃正成为车载显示发力的新方向。
「行业正朝着前挡风玻璃‘大屏’、全息HUD的技术路线迈进，主要是因为其具备的优点更多。」俞荣锦谈到，作为新一代HUD的代表之一，前挡风玻璃全息HUD的优点是不遮挡驾乘者的视线，开放感十足，而且还增加了车辆的科技感和豪华感。特别是在年轻主流汽车消费群体更加追求科技感、个性化、智能化的潮流中，全息HUD体现出很强的竞争力，也是汽车产品差异化竞争的方向之一。
根据全球市场研究公司OMDIA Research的数据，到2030年，全球全息HUD市场需求预计将增长到约700万台。「全息HUD将对汽车行业乃至整个出行行业、智慧交通产生深远影响。」梁筱磊强调，随着智能汽车的普及，全息HUD作为一种更为友好的人机交互界面，能够更好地融入车辆的智能系统，提供多样化的功能，更符合年轻主流汽车消费群体的审美和需求。未来，随着人工智能技术的发展，全息HUD系统甚至可以分析驾驶者的行为和偏好，从而根据需要自动调整屏幕显示内容和布局，更好地发挥「智能助理」的作用。
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开发难度大 量产还需数年
据悉，目前现代摩比斯与蔡司两家企业已经完成前挡风玻璃全息显示器原型制作，并向整车企业客户进行了演示。对于具体量产时间，现代摩比斯方面称信息系统及投影部分可能最早于2027年量产，蔡司方面则表示显示薄膜部分计划在5年内实现。
「原型并不等于量产产品，与成熟产品之间还有着相当大的距离，之所以两家企业的量产计划花费数年时间，是因为将全息HUD应用到前挡风玻璃上，面临技术和成本上的一系列挑战。」魏冬解释，全息HUD所显示的信息不同于现有车载大屏的平面图形，而是具有一定的立体感，这就需要较为复杂的立体显示技术支持。而且，前风挡玻璃实际上并不是一个平面，而是一个并不十分规则的曲面，且不同车型的前挡风玻璃曲率不尽相同。在这种情况下，要使显示的信息和影像依然保持原有比例，需要让投影设备具备自动调适功能。此外，要让前排的驾驶员和后排的乘客看全息影像不会出现「重影」，既要在投影设备上下功夫，也需要在显示薄膜上采用新技术。这些都不是一蹴而就的，需要大量的研发、设计、测试、修正、优化。再加上设计量产方案、订制量产设备和检测设备，不仅需要多方面技术的配合，而且也要花一定的时间成本。
「在座舱相对狭小的空间内保持投影设备的稳定性，也是亟需解决的技术问题。」俞荣锦认为，就稳定性、抗干扰性、耐高低温及防抖动等多方面特性而言，车载全息HUD与家用投影设备有着很大的不同。家用投影仪一般会固定在一个位置，而汽车在多种路况场景下行驶免不了发生颠簸，这时候就必须确保全息HUD所显示的影像清晰、稳定、不抖动，这些都需要技术攻关。
魏冬表示，截至目前，全息HUD技术仍处于发展阶段，很多技术细节研发难度较大、研发成本较高，因此目前真正宣布要做全息HUD的厂家并不多。即使是像现代摩比斯这样的供应链巨头，也要与蔡司这样的光学巨头联手，「抱团」进行技术攻关。同时，全息HUD技术需要高精度的光学设计和制造工艺，无论是研发成本还是初期的量产成本都会较高，而在平价车型上普及要随着成本大幅下降后才有可能。
目前，全息HUD设备仍然存在一个共性技术问题，那就是由于全息HUD显示的图像和道路并不是在一个平面，虽然驾驶者不用再低头，但人眼需要再道路和显示屏之间来回切换，调整眼睛的焦点，但频繁调整焦点也会导致视觉疲劳。
「正如汽车从内燃机时代向电动化、智能化时代迈进一样，这些技术难题应该也会随着汽车技术的发展而得到解决。」梁筱磊认为，全息HUD之所以能受到企业重视并投入巨额资金去进行研发，正是因为其能够提升安全性、改善驾驶体验、具有广阔的应用前景，从而为汽车的智能化、个性化带来更大的应用空间，为驾乘者带来更好的出行体验。
文：赵建国 编辑：万莹 版式：王琨
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