文 | 新工業洞察

第四次工業革命下，AI、無人駕駛、VR/AR、工業4.0這些領域，無疑是目前的熱門產業。

尤其是在元宇宙概念被熱炒的當下，作為曾紅極一時的VR/AR，再度站上了時代的風口。

至于 HUD，如果時間回退到2015年，或許這也是個熱門詞，但時至今日，HUD的吸引力已經不如往常，但AR加上HUD，似乎讓其再度成為第四次工業革命的一個新興風口。

近期，蘋果一項光場AR-HUD專利曝光：光場平視顯示器，可在擋風玻璃上向駕駛員投射信息。

事實上，除蘋果之外，部分科技廠商也在發力AR-HUD，目前，松下、WayRay、哈曼等都在對AR-HUD進行研究。而放眼到國內，2021年也被稱為國內AR-HUD元年，長城摩卡、吉利星越L等自主品牌搭載AR-HUD上市。

AR-HUD作為下一代人機交互的新技術，正受到車企、科技廠商、甚至是資本圈的關注，有看到這項技術前景的有志之士已經出走創業，而光場AR-HUD的出現，是否也意味著AR-HUD發展到新的高度。

光場AR HUD為何成為“香餑餑”？

說到光場AR-HUD，不得不說的就是AR-HUD。

能夠明確一點的是,AR-HUD技術并不是什么新技術，早在2014年，大陸就已經展示過他們的AR-HUD技術，而到了2017年左右，市場也給出預測，預計在2017年就可以實現AR-HUD的量產，不過，受制于當時技術及應用等多方面的因素，最終也了無音訊。

AR-HUD是指增強現實型虛擬抬頭顯示，簡單點來說，AR-HUD就是將抬頭顯示與駕駛輔助、跟增強現實相結合的一種技術，其目的是增強駕駛員的行車安全。

AR-HUD又分為光場AR-HUD（“真AR-HUD”）和“假AR-HUD”,兩種技術的本質區別就在于AR虛擬成像與道路場景的融合程度。

目前，市場上所量產的AR-HUD，與光場AR-HUD存在本質上的不同。現有AR-HUD，我們可以稱之為“假AR-HUD”，是基于普通W-HUD硬件基礎上進行開發的一種新形式，其功能和效果上都要落后于光場AR-HUD，奔馳、大眾、奧迪、包括特斯拉等車型上,目前主要是運用“假AR-HUD”。

這種交互體驗的最終表現形式，就是飄在駕駛員視線前方的各種UI動畫，一定程度上會對駕駛產生干擾。

光場AR-HUD,是將AR虛擬成像和道路實景完美融合，在不影響駕駛安全的前提下為用戶創造更多價值，這也是很多科技廠商，包括車企發力光場AR-HUD的關鍵所在。

從技術層面出發，光場AR-HUD是HUD發展的新里程，同時也是AR-HUD真正意義上的落地，是多年的技術積累帶來了使用上的新體驗。

與C-HUD和W-HUD最大的不同之處在于，AR-HUD擁有更大的視場角和更遠的成像距離，傳統的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，低頭的角度調整到 1° 以內， 這兩點也正好是影響用戶體驗的關鍵因素，光場AR-HUD的出現能最大程度地降低汽車的安全隱患。

從應用上講，光場AR-HUD是展現智能汽車智能化程度的重要配置的徹底升級。近年來，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配，隨著這種趨勢的增強，光場AR-HUD能成為新的重要賣點。

目前，疆程技術、大陸、華人運通、車蘿卜等科技廠商都在發力AR-HUD，運用到車企上，特斯拉、紅旗、長城、大眾等一批玩家，都在自家的車型上線了AR-HUD。當“假AR-HUD”成為智能汽車的標配后，光場AR-HUD的出現,或許會成為汽車智能化的一種新的趨勢。

不過，在國內AR-HUD領域中，也僅是FUTURUS研發出了基于3D光場的“真AR HUD”光學系統。

可以說，HUD本身帶來的增強行車安全以及AR-HUD成為類似于智能汽車的一種重要配置后，造就了當前包括車企以及一批科技廠商在內，布局光場AR-HUD的熱潮現象。

數字孿生互聯網，智能汽車的終局？

但也正如前文所說，盡管很多科技廠商、以及車企將最終的落地放在光場AR-HUD上，不過就當下形勢而言，很多廠商都是退而求其次，先以量產“假AR-HUD”為主。

造就這樣的情形，主要也是相比“假AR-HUD”，光場AR-HUD的落地存在很多主客觀因素。

一方面，需要改變當前非假UI或過場動畫模擬的方式，實現HUD畫面虛像從4米到無窮遠的連續變焦，達到光學級別的虛擬和實景道路的完美融合。理想狀態下的光場AR-HUD，可以在駕駛者視野前方的現實世界中，連續投射出適應不同遠近對焦距離的三維虛擬信息，將虛擬與現實的相關物體實現在同一位置的顯示，顯然，這會對算法提出更高的要求。

光場AR-HUD需要同時滿足對開發多傳感器的融合算法，具體點來說，就是這種算法要滿足算法對單個傳感器的獨立控制，同時也要實現算法對多個傳感器的共同操作，需要多傳感器的融合算法來提升精確感知度，確保準確性、真實性以及穩定性。

另一方面，還要解決多傳感器帶來的實時融合、多空間坐標系融合、“0延遲”時間坐標系融合等感知顯示延遲問題。如果光學距離差距太大，或是時間間隔過長，虛擬和現實物體強行融合，就會在短時間內產生視覺輻輳沖突，出現頭暈惡心，或是出現反應不及時、過慢等狀況，影響駕駛安全。

光場AR-HUD需要通過3D光場顯示技術精確呈現出光場級的虛擬世界，同時實現與空間多坐標系、“0延遲”、時間坐標等多融合算法的結合，完成實時交互。

最后，還要解決顯示器等硬件迭代更新帶來的升級，也就是說光能夠實現光場AR-HUD技術的成熟還不夠，還得顯示設備能夠搭載光場AR-HUD。

實際上，就是光場顯示單元的陣列和相應的透鏡能夠將光場輸出導向觀看者，而透鏡也要將顯示單元的重疊光場輸出引向觀看者，在車輛擋風玻璃上形成一個放大的無縫光場觀看區，才能夠保證從AR-HUD所傳遞出的畫面，準確無誤的呈現在駕駛者面前。

如此，能夠明確一點，光場AR-HUD的落地，將會是系統、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級別輔助駕駛的要求。

今年6月，中國汽車藍皮書論壇上，FUTURUS創始人徐俊峰曾表示，基于增強現實技術的數字孿生互聯網將會是智能汽車的發展終局。

目前，蘋果、微軟、Meta、谷歌、騰訊、字節等互聯網大廠都在加速布局增強現實和數字孿生互聯網，其他科技企業也在逐步進入，預計隨著AR硬件的逐步普及，在2022-2025年，將會實現數字孿生互聯網的加速普及，而基于3D光場的“真AR HUD”似乎成為汽車智能化向數字孿生互聯網演進過程中的重要基石。

當下，還只有少數車企級廠商進行光場AR-HUD的研發投入，這也可以理解，畢竟AR-HUD本身都沒有大規模普及，但能夠預測到的是，作為AR-HUD新的高度，未來也一定會涌入更多的車企和廠商。在自動駕駛等智能化設施日漸成熟的情境下，依托光場AR-HUD，智能汽車將實現人、車、環境的互聯互通，向數字孿生互聯網時代邁入。

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