HUD這個(gè)配置想必大家都不會(huì)陌生，它通過投射在擋風(fēng)玻璃上的圖像來顯示車輛信息，防止駕駛員行車途中因?yàn)椴榭聪嚓P(guān)信息而發(fā)生危險(xiǎn)。大部分的HUD只能顯示車速等基礎(chǔ)信息，不過隨著近幾年科技的發(fā)展，類似游戲畫面、將實(shí)景與車輛信息結(jié)合的AR-HUD已經(jīng)裝備在部分車輛上，看起來跟科幻電影越來越接近了。那么大家經(jīng)常使用的HUD種類都有哪些，未來它真的會(huì)取代傳統(tǒng)儀表盤嗎？

● 聽說跟戰(zhàn)斗機(jī)是同款？

抬頭顯示系統(tǒng)HUD（Head-up display）早期確實(shí)應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，早在二戰(zhàn)期間就已經(jīng)有武器和戰(zhàn)斗機(jī)瞄具使用了這種科技。在戰(zhàn)斗機(jī)上主要是將數(shù)據(jù)參數(shù)、雷達(dá)信息、瞄準(zhǔn)器等顯示在戰(zhàn)斗機(jī)的座艙罩或透明板上，讓飛行員在不低頭的狀態(tài)下就可以了解到所有信息，精準(zhǔn)快速的應(yīng)對戰(zhàn)場變化。后期隨著科技的發(fā)展，飛行員逐漸裝備了HMDS頭盔顯示器，使用起來更加便捷。

1988年，通用汽車首次在汽車上應(yīng)用了HUD，當(dāng)時(shí)HUD系統(tǒng)顯示的信息還是單色的。此后，HUD系統(tǒng)逐漸被裝備在一些高端車型上，顯示效果越來越出色，信息也慢慢豐富起來。

其實(shí)HUD本質(zhì)上是一個(gè)光學(xué)器件，工作原理與大家常見的投影儀差不多，就是將跟車輛相關(guān)的信息投影到駕駛員前方，達(dá)到無需低頭即可查看的效果。其主要由圖像生成單元（PGU）和光學(xué)顯示系統(tǒng)兩大部分構(gòu)成，圖像生成單元用以生成HUD輸出圖像，光學(xué)顯示系統(tǒng)用于顯示圖像。主要的原理是離軸三反射鏡光學(xué)系統(tǒng)，即圖形顯示器（PGU）產(chǎn)生圖像——小反射鏡（fold mirror）折轉(zhuǎn)光路——大反射鏡（rotable mirror）反射放大——風(fēng)擋玻璃反射進(jìn)入人眼成像。其中圖像生成單元PGU（Picture Generation Unit）是HUD最核心的部件，而PGU是HUD的核心技術(shù)壁壘，其技術(shù)路線主要有TFT-LCD、DLP、LCOS和MEMS-LBS（過于枯燥，我們就不展開了）。

原理算是明白了，但是想要讓駕駛員隨時(shí)隨地都能通過HUD直觀清晰的了解到車輛信息卻仍然不容易，畢竟車輛的擋風(fēng)玻璃和家用投影幕布有著本質(zhì)的區(qū)別，而且駕駛員的視線角度也在隨時(shí)變化，所以保證沒有虛影、消除畸變就變得至關(guān)重要。

● 啥？HUD還分好幾種？

這樣看來HUD在理論上非常簡單，不過想要實(shí)現(xiàn)起來難度還是不小的。讓“投影儀”和各個(gè)部件在狹小的儀表臺(tái)空間和諧相處，還要顯示清晰勢必會(huì)增加研發(fā)成本，于是在少花錢也辦事的原則下，“小透明板”就來到了我們眼前。

C-HUD

組合式抬頭顯示系統(tǒng)（C-HUD）看起來是一塊透明板（Combiner），光學(xué)圖像通過三次折射到這塊透明樹脂板上，通常情況下樹脂板會(huì)做成楔形來避免反射重影。相信很多老司機(jī)對這種抬頭顯示應(yīng)該都有印象，這是一種成本低廉且容易后期加裝的HUD形式，現(xiàn)在在某寶上還有很多商品在賣。

C-HUD的優(yōu)點(diǎn)是便于安裝且成本低廉，不會(huì)占用大量的研發(fā)成本，也不需要太大的空間，在儀表臺(tái)上方固定一下就可以了。不過它的缺點(diǎn)也很明顯，成像區(qū)域小，顯示的內(nèi)容有限。而且由于它跟方向盤的距離比較近發(fā)生碰撞時(shí)也有可能造成二次傷害，目前幾乎沒有新車型再采用C-HUD了。

W-HUD

當(dāng)然， 總是在儀表臺(tái)上多出一塊“小透明”肯定不是長遠(yuǎn)之計(jì)，想要在安全性和美觀性上得到更好的平衡，還是要將影像弄到擋風(fēng)玻璃上去，于是能夠保證駕駛員視線不離開路面的W-HUD就出現(xiàn)了。

W-HUD全稱是（Windshield HUD），是當(dāng)前絕大部分車型采用的主流方案，它的原理是通過擋風(fēng)玻璃作為投影介質(zhì)來反射成像。不過前文說過，汽車擋風(fēng)玻璃是曲面的，如何保證在顯示時(shí)不出現(xiàn)虛影并克服多重光線的影響是需要關(guān)注的重點(diǎn)。

我們都知道，汽車前擋風(fēng)玻璃的結(jié)構(gòu)有內(nèi)外兩層玻璃，兩層玻璃間有一層PVB薄膜夾層。如果將圖像直接投射在擋風(fēng)玻璃上，那么因?yàn)椴ＡШ穸群蛢A斜角度，圖像難以變得清晰，所以目前的主流方案是將內(nèi)外玻璃間的PVB夾層制成楔形，使玻璃呈上厚下薄的狀態(tài)。同時(shí)還可以在外層玻璃或內(nèi)層玻璃的內(nèi)表面上附加一層反射膜層，用來校正圖像。另外W-HUD一定要根據(jù)擋風(fēng)玻璃的尺寸和曲率搭配高精度納米級(jí)自由曲面反射鏡，這也是其在制造時(shí)的難點(diǎn)之一。

W-HUD在擋風(fēng)玻璃上的顯示區(qū)域更靈活，具有高對比度和亮度、內(nèi)容豐富等優(yōu)勢，當(dāng)然它的缺點(diǎn)是體積較大且研發(fā)制造成本也比較高。

AR-HUD

如果你是個(gè)賽車游戲的玩家，那么一定會(huì)對游戲畫面中那些“漂浮”在眼前的標(biāo)記印象深刻，在哪里轉(zhuǎn)彎，距離目的地還有多遠(yuǎn)，車輛狀態(tài)如何全都一目了然，如果我們能把這套系統(tǒng)搬到現(xiàn)實(shí)生活中那可真是太酷了。

從本質(zhì)上說，AR-HUD 是W-HUD的一種，不過由于它將AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Augmented Reality）和HUD抬頭顯示相結(jié)合，便擁有了更大的視場角和更遠(yuǎn)的成像距離，在視覺上就好像直接將圖像疊加到真實(shí)的路面上。AR-HUD的成像分為近投影和遠(yuǎn)投影，近投影主要顯示速度、檔位等一些車輛基礎(chǔ)信息；遠(yuǎn)投影成像距離更遠(yuǎn)，可以將虛擬的圖形和現(xiàn)實(shí)的路況相結(jié)合到一起，通過輔助駕駛的傳感器（攝像頭、雷達(dá)等）對前方的路況進(jìn)行解析建模，再把HUD顯示的信息投影到對應(yīng)的位置，甚至可以將行人等交通參與者全部在顯示區(qū)域進(jìn)行標(biāo)記，讓駕駛者有種“玩游戲”般的視覺體驗(yàn)。

AR-HUD需要解決多場景下亮度、顏色、清晰度、對比度、虛影等圖像顯示問題，另外FOV（視場角度）也會(huì)直接影響最終圖像的效果，因?yàn)檐囕v在行駛時(shí)與周圍環(huán)境的距離和角度是在不斷變化的，再加上AR-HUD的體積也會(huì)更大一些，所以目前搭載AR-HUD的車型并不多，畢竟AR-HUD的成本還是很高的。

● 都2222年了，誰還沒有個(gè)HUD啊

HUD這項(xiàng)配置在一開始確實(shí)是應(yīng)用在豪華車型上的，但隨著科技的發(fā)展，越來越多的家用車上都出現(xiàn)了這項(xiàng)功能。最開始的“小透明板”也逐漸淡出了我們的視野，目前乘用車上主流搭載的都是W-HUD，也有部分“不差錢”的車型具備AR-HUD功能，當(dāng)然也有取消了儀表盤同時(shí)也不給你HUD的漂亮國車型。

在搭載W-HUD的車型中，目前最大膽的要數(shù)理想L9，畢竟它真的取消了儀表盤，將絕大部分行車信息全都投射到13.35英寸的超大尺寸HUD上。因?yàn)槌叽缱銐虼螅岳硐隠9搭載的HUD內(nèi)容要比一般車型的HUD更加豐富和詳細(xì)一些，包含了導(dǎo)航信息，輔助駕駛信息，交通標(biāo)志識(shí)別等信息，從實(shí)際的使用情況來看，雖然沒有AR的加持，但這個(gè)超大的HUD表現(xiàn)還是相當(dāng)出眾的。

而目前搭載AR-HUD表現(xiàn)最優(yōu)秀的車型一定是奔馳S/EQS了，不僅可視的面積很大，而且在圖像的清晰度和豐富程度上也都堪稱完美，更重要的是，奔馳S/EQS不需要駕駛者去手動(dòng)調(diào)節(jié)HUD的位置，車輛會(huì)根據(jù)駕駛員的視角自動(dòng)調(diào)節(jié)HUD角度，達(dá)到“自適應(yīng)”的效果。并且能夠?qū)⒌缆飞系能囕v、導(dǎo)航信息，ACC工作狀態(tài)以及安全距離都完整的顯示在擋風(fēng)玻璃上，堪稱AR-HUD“天花板”。

不過AR-HUD也并不是百萬級(jí)豪車的專屬，雖然它的技術(shù)含量高，成本也不菲，但是目前已經(jīng)有大眾ID.家族這種家用車型在應(yīng)用了。另外咱們國家的華為也正式發(fā)布了自己的AR-HUD系統(tǒng)，相比其他的AR-HUD技術(shù)，華為的AR-HUD能夠提供 13°x 5°大視角，呈現(xiàn)出70寸的大畫幅顯示區(qū)域，并且實(shí)現(xiàn)了業(yè)界AR-HUD系統(tǒng)最高的1920 x730分辨率、12000nits的高亮度和1200:1的高對比度，光效率更高所以呈現(xiàn)出的效果也更好。而且華為的AR-HUD上甚至還能夠?qū)崿F(xiàn)影音娛樂功能，至于用HUD來看電影到底是個(gè)什么體驗(yàn)，就要等到首個(gè)搭載華為AR-HUD的車型——非凡R7上市后才會(huì)揭曉了。

● 儀表盤會(huì)成為歷史嗎？

既然HUD已經(jīng)發(fā)展的這么厲害了，那儀表盤是不是就要成為歷史了？

確實(shí)，無論是安全因素還是技術(shù)原因，在汽車的發(fā)展歷史中有不少配置都淡出了我們的視線，但儀表盤是車輛信息顯示的中樞，絕大部分廠商在取消儀表這件事上還是比較保守的。究其原因是目前HUD雖然已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用，但其技術(shù)仍然處于不斷發(fā)展中，且即便是AR-HUD也無法將儀表盤上的信息全部顯示出來，一旦畫面出現(xiàn)問題或者HUD系統(tǒng)故障的話駕駛者仍然需要傳統(tǒng)儀表來了解車輛信息，保障行車安全（特斯拉將儀表放置在中控屏中，會(huì)令駕駛者視線偏離前方路面，不利于行車安全）。

綜合來看，HUD抬頭顯示系統(tǒng)會(huì)跟儀表盤共存很長一段時(shí)間，畢竟HUD自身還有很多需要解決的難點(diǎn)，像是DLP方案的巨大體積、TFT方案的顯示穩(wěn)定問題，不過無論采用那種方案，HUD的成本都不算低。不過隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，硬件的成本會(huì)越來越低，軟件的算法的也會(huì)愈加成熟，當(dāng)每輛車上都裝備上AR-HUD 2.0的時(shí)候，儀表盤就真的成為“復(fù)古”配置了。

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