10年前,當(dāng)Elon Musk第一次介紹特斯拉Model S中控屏的時(shí)候,在場(chǎng)所有人都知道一個(gè)新時(shí)代來了,因?yàn)樯弦粋€(gè)用屏幕顛覆實(shí)體鍵盤的iPhone已經(jīng)用實(shí)際行動(dòng)完美證明了“智能”的力量。而且特斯拉的中控屏不僅在形式上取代了車上的實(shí)體按鍵,也確實(shí)顛覆了汽車座艙內(nèi)的互動(dòng)體驗(yàn)。從此“大屏”也就成為了智能汽車的標(biāo)準(zhǔn)配置。

即使10年后的今天,汽車廠商對(duì)“屏”的追求依舊執(zhí)著。華為最新發(fā)布的AITO問界M5配備了10.4寸曲面全液晶儀表盤與15.6英寸半懸浮式中控大屏。高合HiPHi X除了14.6英寸儀表屏、16.9英寸中控屏以外,還配了一個(gè)19.9英寸副駕大屏。最新的理想ONE更是做到了“四屏聯(lián)動(dòng)”。除了造車新玩家以外,傳統(tǒng)車企也在大屏上下足了功夫,寶馬最新推出的iDrive 8采用了寶馬有史以來最大、最清晰的曲面懸浮屏。而奔馳在其電動(dòng)旗艦車型EQS中配備的屏幕,更是達(dá)到了1.4米!要知道這臺(tái)車的寬度也不過1.9米。

但是反觀“大屏”時(shí)代的開創(chuàng)者特斯拉,對(duì)車內(nèi)屏幕的態(tài)度反而變得保守,在其最新發(fā)布的Model S Plaid版上也僅僅裝了一個(gè)可以“左右移動(dòng)”的17寸的屏幕。這就是讓人不禁疑問,是特斯拉“卷不動(dòng)”了?還是Elon Musk覺得技術(shù)可以另有突破?

2021年上海車展期間,華為不僅展示了技驚四座的自動(dòng)駕駛技術(shù),還發(fā)布了其最新的可以在7.5米的距離上投射70寸高清畫幅的HUD技術(shù),這就讓在車載“大屏”中苦苦糾結(jié)的車企們看到了新的希望。

HUD(Head Up Display)又稱抬頭顯示系統(tǒng),是由戰(zhàn)斗機(jī)光學(xué)瞄準(zhǔn)器技術(shù)演化而來,能將車輛信息投射在車輛前擋風(fēng)玻璃上,這樣駕駛員就不用低頭查看儀表信息,可以將視線一直保持在前方道路上,保證駕駛安全。隨著技術(shù)的發(fā)展,車載HUD從最早只能顯示速度,提醒圖標(biāo)等基礎(chǔ)信息,漸漸演化到顯示范圍更大,畫面更清晰,可以完全替代儀表盤的階段。

自動(dòng)駕駛技術(shù)的進(jìn)步,可以讓駕駛員或者車內(nèi)乘員的注意力從路上解放出來,對(duì)HUD的娛樂功能就提出了更高的要求,也促使HUD向畫面更大,顯示更清晰的方向發(fā)展,前文提到的華為HUD就是此路線。

自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展對(duì)HUD提出的另一個(gè)要求就是融合。自動(dòng)駕駛系統(tǒng)要對(duì)周邊環(huán)境感知后,在建立的虛擬空間中規(guī)劃行駛路線。特斯拉人工智能部門總監(jiān)Andrej Karpathy在2021年的Tesla AI Day上就提出,自動(dòng)駕駛系統(tǒng)所建立的虛擬空間,需要做到“空間融合”,也就是識(shí)別的所有路上物體的位置都要對(duì),以及“時(shí)間融合”,也就是不能有延時(shí)。

自動(dòng)駕駛系統(tǒng)所建立的虛擬空間通常都會(huì)在車上大屏上顯示出來供駕駛員監(jiān)管。但是,當(dāng)駕駛員視線脫離道路時(shí)也就失去了監(jiān)管的意義,因此在HUD上實(shí)現(xiàn)虛擬信息和顯示世界的融合就成了最佳的解決方案,也就催生出了AR-HUD。

AR-HUD在2021年初奔馳新S級(jí)上市時(shí)開始被廣泛關(guān)注,那個(gè)四處飄的箭頭就成為各大車企的必備演示功能。在剛剛結(jié)束的2022CES展上,AR-HUD也成為了各大廠商爭(zhēng)相發(fā)力的新賽道。

松下汽車發(fā)布了帶有眼球追蹤技術(shù)的AR-HUD 2.0,可根據(jù)司機(jī)的注視點(diǎn)變化來優(yōu)化適眼距,保證不管司機(jī)如何移動(dòng)頭部和視線,都可以享受清晰、準(zhǔn)確的AR導(dǎo)航效果。高通驍龍汽車駕駛艙平臺(tái)將引入Phiar的計(jì)算機(jī)視覺和空間AI技術(shù),來實(shí)現(xiàn)可感知環(huán)境和導(dǎo)航的車載AR HUD系統(tǒng)。CY Vision發(fā)布了具有3D顯示、動(dòng)態(tài)對(duì)焦顯示、眼球追蹤、AR圖像模擬人眼視覺效果、大視場(chǎng)角、高亮度、適用于各種距離和天氣條件的下一代AR-HUD,并宣布與寶馬合作研發(fā)最新的AR技術(shù)。EyeLights 和 AGC 聯(lián)手將工業(yè)化的 AR 功能引入系列車輛,并聲稱可以在50m的投影距離投射達(dá)550英寸虛擬屏幕。

雖然AR-HUD在CES 2022上又開始了“卷”的趨勢(shì),但是AR-HUD從技術(shù)實(shí)現(xiàn)上并不容易。你可能會(huì)經(jīng)常看到這種利用“借位”的魔術(shù)視頻,但是如果在現(xiàn)場(chǎng)的話,這種“魔術(shù)”會(huì)很容易被拆穿,因?yàn)橄鄬?duì)于“獨(dú)眼”的攝影機(jī)來說,人類的兩只眼睛對(duì)于物體的空間和距離的感知要敏感的多。這就會(huì)導(dǎo)致人眼如果想看清楚近處的物體,遠(yuǎn)處的就看不清,而想看到遠(yuǎn)處的物體,近處的物體就會(huì)非常干擾視線。

目前多數(shù)HUD的技術(shù)只是在車前一個(gè)固定距離投射出二維畫面。如果在這個(gè)畫面上利用動(dòng)畫效果來模擬融合就會(huì)像上文提到的“借位”魔術(shù)一樣,很尷尬～以奔馳S級(jí)發(fā)布的這段AR-HUD演示視頻為例,虛擬箭頭雖然會(huì)隨著方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)而移動(dòng),但是當(dāng)目光盯在箭頭上的時(shí)候,遠(yuǎn)處的道路就是虛的,當(dāng)把目光的焦點(diǎn)放在遠(yuǎn)處道路上的時(shí)候,近處的箭頭就成亂閃的一團(tuán)藍(lán)。

因此對(duì)于AR-HUD而言,虛擬信息投射的距離就不能是固定的,需要和現(xiàn)實(shí)物體的位置匹配才能做到不干擾駕駛。而且路上的人,車和環(huán)境非常復(fù)雜,所以AR-HUD投射信息的空間不是一個(gè)面,而是一個(gè)擁有深度的3D光場(chǎng),而且在光場(chǎng)中投射的信息和自動(dòng)駕駛所感知的虛擬環(huán)境一樣,需要做到位置精準(zhǔn)的空間融合以及“零延時(shí)”的時(shí)間融合。目前全球范圍內(nèi)擁有這項(xiàng)顯示技術(shù)的公司寥寥無幾,總部位于蘇黎世的全息增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)創(chuàng)業(yè)公司W(wǎng)ayray宣稱其Deep Reality Display技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)在不同距離上投射虛擬信息,實(shí)現(xiàn)真正的“True AR”。

如果能做到虛擬和現(xiàn)實(shí)的完美融合,AR-HUD的想象空間就不僅僅局限在投射駕駛信息了。2021年Facebook創(chuàng)始人Zuckerberg提出了震驚世界的“元宇宙”概念,而在元宇宙的概念中最核心的就是虛實(shí)結(jié)合的沉浸式交互體驗(yàn),Wayray也順勢(shì)發(fā)布了“Metaverse on Wheels”的Holograktor概念車。目前Wayray僅憑借 “True AR”的概念就已經(jīng)收到了阿里巴巴,保時(shí)捷,現(xiàn)代汽車等巨頭合計(jì)1.4億美元的融資,可見市場(chǎng)對(duì)真正AR-HUD技術(shù)未來的期待。

除了Wayray,國內(nèi)的一家創(chuàng)業(yè)公司未來黑科技(FUTURUS)也擁有3D光場(chǎng)AR-HUD的技術(shù),FUTURUS獨(dú)家光場(chǎng)AR-HUD系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)HUD畫面虛像從4米到無窮遠(yuǎn)的連續(xù)變焦,可以真正實(shí)現(xiàn)光學(xué)級(jí)別的虛擬和實(shí)景道路的完美融合。目前,FUTURUS已經(jīng)成功完成了3D光場(chǎng)AR HUD實(shí)車硬件的三代迭代,系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)際路測(cè)優(yōu)化了3年之久。有消息稱,該公司會(huì)在2022年的北京車展上會(huì)發(fā)布其AR-HUD產(chǎn)品。

除了創(chuàng)業(yè)公司,科技巨頭蘋果也將AR-HUD作為顛覆汽車的秘密武器之一。2021年美國專利商標(biāo)局授予了蘋果公司一項(xiàng)泰坦項(xiàng)目專利:光場(chǎng)抬頭顯示器(light-field head up display)。其專利內(nèi)容顯示,蘋果汽車上的HUD“可以是一個(gè)光場(chǎng)顯示器,它產(chǎn)生的光場(chǎng)輸出允許觀看者觀察平視顯示器上的三維內(nèi)容。光場(chǎng)顯示單元的陣列和相應(yīng)的透鏡可用于將光場(chǎng)輸出導(dǎo)向觀看者。透鏡可以將顯示單元的重疊光場(chǎng)輸出引向觀看者,從而在車窗上形成一個(gè)放大的無縫光場(chǎng)觀看區(qū)。”

2007年,蘋果重新發(fā)明手機(jī),用一塊干凈的屏幕革了鍵盤手機(jī)的命。2012年,特斯拉發(fā)布的Model S也用一塊屏幕,徹底顛覆了汽車座艙的互動(dòng)體驗(yàn)。在10年后的今天,隨著HUD技術(shù)的發(fā)展,一場(chǎng)“無屏”勝“有屏”的革命可能已經(jīng)拉開序幕,讓我們拭目以待。

審核編輯：符乾江