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，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?，F(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,，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題。如果光學(xué)距離差距太大,，或是時(shí)間間隔過長(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),、過慢等狀況，影響駕駛安全,。
光場(chǎng)AR-HUD需要通過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。
