今天小編分享的汽車經驗：汽車 HUD 其實不是什麼新技術，歡迎閲讀。
去年年底，備受關注的華為問界 M9 正式上市，這款 SUV 搭載眾多高端技術，徹底颠覆大眾對智能汽車的認知。
這些技術裏，其中有一項讓老狐特别關注，就是号稱 " 智駕第一屏 " 的華為 AR-HUD。
華為 AR-HUD 能實現導航增強現實，實時将 3D 箭頭、立體地圖等信息，投射至駕駛員前方，讓駕駛員獲知最真實的道路信息。
現在的智能汽車，已經這麼牛逼嗎？這個 AR-HUD 到底是怎麼回事？
從飛機到汽車
AR-HUD 是 HUD 的一種，HUD ( Head-Up Display ) 又稱抬頭顯示，是一種将關鍵駕駛信息，投射到駕駛員視線前方的顯示技術。
這些信息包括車速、導航指示等，駕駛員無需低頭查看儀表和中控屏，即可快速獲取信息，駕駛安全性明顯提高。
HUD 其實不是什麼新技術，該技術最早應用于航空軍事，1960 年，美國海軍 A-5 艦載機首次使用 HUD。
該技術能将飛機的飛行參數、姿态、導航等信息，投射到飛行員視野正前方的透視鏡。
飛行員在不低頭的情況下，可以了解飛機參數和外界環境，減少低頭看儀表的頻次，提高飛行安全。
上世紀八十年代，通用汽車在收購航天和國防制造公司 Hughes Aircraft 後，将 HUD 技術應用在汽車上。
1988 年，通用汽車推出 Oldsmobile Cutlass Supreme Indy 500 Pace Car，是世界上首款采用 HUD 的汽車。
該 HUD 只能顯示汽車的時速和轉向等簡單信息，但因為是首次應用在汽車上，因此具有裏程碑意義。
HUD 逐漸進入跑車和高級轎車之中，1997 年出現彩色 HUD，顯示的信息也在變多。
2003 年，寶馬成為歐洲第一家使用 HUD 技術的汽車公司，奔馳、奧迪也先後使用 HUD 技術。
雖然使用 HUD 的車型有不少，但大眾對此興趣不大，之後 HUD 開始降温，經歷了十多年的空白期。
2020 年，奔馳 S 級的 AR-HUD 發布，讓 HUD 重新被各大廠商所關注。
如今，華為推出 AR-HUD，更是把這項技術，推向新一輪高潮。
HUD 的分類
HUD 會把各種信息顯示在前擋玻璃，這些信息包括車輛信息和外部信息。
車輛信息包括車速、轉速、裏程、轉向、車内温度、油耗等，以及諸如駕駛模式、天窗開啓狀态等附加信息。
外部信息包括車輛定位、地圖、導航、行人 / 障礙物檢測、車道保持輔助，以及道路安全預警、遠程故障診斷等。
有的 HUD 還能顯示影音媒體播放及控制，以及一些簡易的智能辦公信息。
按照技術類别，HUD 可以分為 C-HUD、W-HUD 以及 AR-HUD。
C-HUD 是組合型 HUD，在儀表盤上方放置一塊透明樹脂玻璃，作為信息的投影板。
這種 HUD 成本較低，但受投影板的面積影響，成像區網域小，現在已逐步退出市場。
W-HUD 是擋風玻璃 HUD，顧名思義，就是将信息投影到駕駛員前方的擋風玻璃。
這種 HUD 是如今的主流，但因為前擋玻璃通常為自由曲面，容易出現重影。
要消除重影，必須更改前擋風玻璃夾層的 PVB 膜形狀，并調整玻璃的厚度，需要一定成本。
AR-HUD , 就是 AR 技術和 HUD 的結合體，利用智能駕駛的傳感器，對前方的路況進行解析建模，以得到路面的各種信息，再把信息精準投影到對應的位置。
随着技術的不斷進步，在智能駕駛的加持下，AR-HUD 将會成為未來 HUD 的主流。
HUD 投影方式
HUD 的工作原理，是通過 PGU 生成各種數字、影像等信息，再把這些信息投射到駕駛員前方的介質上。
PGU 就是影像生成單元，能根據不同的投影方式生成影像，是 HUD 最核心的部件。
HUD 有以下四種主要的投影方式：
第一種是 LCD 投影，LCD 面板的晶體管能驅動液晶分子旋轉，改變光源偏振狀态，再通過 RGB 濾色片成像，投射在玻璃上。
LCD 投影成本較低，是最主流的 HUD 技術，但成像質量較差，車内温度稍高一點就無法工作。
第二種是激光投影，使用紅綠藍激光器為光源，經過光學元件和處理芯片的整合與掃描後，投射在玻璃上。
激光投影的顯示效果較 LCD 優勝，但同樣存在温度過高便無法工作的弊端。
第三種是 DLP 投影，以數字微鏡裝置作為成像器件，經數字處理後投射影像。
DLP 投影能實現全平面投影，分辨率遠勝前兩者，但成本較高，豪華品牌大多選擇 DLP 投影。
第四種是 LCOS 投影，即硅基液晶投影技術，投影原理類似 LCD 投影，只是把 LCD 材質換成硅晶圓。
LCOS 投影顯示效果最好，但成本也是最高，目前使用不多。
此外，因為 HUD 需要駕駛員跟前的擋風玻璃生成影像，所以這些車輛的擋風玻璃，和普通汽車也不太一樣。
投射在擋風玻璃的影像，很容易出現重影，為保證使用體驗和行車安全，必須盡可能減少重影。
擋風玻璃内部大多有内外兩層玻璃，中間夾着一層 PVB 薄膜，普通汽車的擋風玻璃，這幾層都是平行的。
使用 HUD 汽車的玻璃，PVB 薄膜層要弄成楔形，上厚下薄，這樣的玻璃，能有效減少重影。
也可以在外層玻璃或内層玻璃的表面添加反射膜層，用于校正重影。
如何判斷 HUD
什麼樣的 HUD 算是比較好的？可以通過虛像距離和視場角這兩個參數進行判斷。
如果把 HUD 成像的玻璃比作螢幕，虛像距離就是駕駛員距離螢幕的距離，視場角就是螢幕的可視角度。
虛像距離數值越遠，駕駛員眼睛焦點不用頻繁切換，越不易產生疲勞，所以這個參數是越大越好。
市場角越大，駕駛員的眼睛無需上下左右運動，也能減少視覺疲勞，所以這個參數也是越大越好。
一款合格的 HUD，虛像距離要大于 7.5 米，市場角要大于 10 度，才能有不錯的使用體驗。
通過這兩個參數，再加上投影方式，可以初步判斷一款 HUD 成像的優劣與否。
随着智能駕駛和智能座艙解決方案的不斷改進和普及，HUD 的應用，将會越來越廣泛。
在不久的将來，HUD 會成為所有汽車的必備配置。
參考資料：
焉知智能汽車：HUD 基礎知識
編輯：陳展翔
